摘要：本文將對(duì)高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行闡述，并提出幾點(diǎn)措施，希望能給高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；地下結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

在經(jīng)濟(jì)時(shí)代大發(fā)展的背景下，高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件也在不斷的更新，它從以往慣用的平面框架與桁架計(jì)算程序演變成如今建筑行業(yè)常使用的空間計(jì)算程序，推動(dòng)了我國建筑事業(yè)蓬勃發(fā)展。在設(shè)計(jì)高層建筑地下結(jié)構(gòu)時(shí)，充分的考慮到各種因素的干擾，為設(shè)計(jì)好高層建筑地下結(jié)構(gòu)做鋪墊。高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也存在一些難點(diǎn)問題，而如何處理好設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問題值得我們熱愛工程建筑專業(yè)的人士進(jìn)行研究。

一、簡述地下結(jié)構(gòu)的功能

（一）可以作為基坑支護(hù)

一般高層建筑的地下室層數(shù)較多，地下柱墻梁板體系剛度較強(qiáng)，施工中可以借助地下室永久結(jié)構(gòu)和臨時(shí)基坑支護(hù)的作用，為地下室四周產(chǎn)生的地層壓力提供支撐點(diǎn)，并且將此壓力予以平衡。封閉四周水平土壓力沿高度方向永遠(yuǎn)呈水平狀態(tài)，因此，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以順勢(shì)沿著相同高度方向依次釋放土層應(yīng)力，充分利用地下結(jié)構(gòu)具有支撐功能。經(jīng)過如此設(shè)計(jì)，可以對(duì)梁板受力條件進(jìn)行適度改善，甚至可以使原本因壓力而彎曲的梁板構(gòu)件逐漸成為壓彎構(gòu)建，整個(gè)過程幾乎不會(huì)額外增加結(jié)構(gòu)費(fèi)用。

（二）可以平衡同高度水平土壓力

高層建筑若是在平地上施工作業(yè)，將不會(huì)產(chǎn)生地下結(jié)構(gòu)抗滑移與抗傾·覆狀況。而高層建筑若是在坡地上施工作業(yè)，將會(huì)因坡差因素產(chǎn)生不平衡水平土壓力，因此，處于坡面下部的主體結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生抗滑移與抗傾覆的狀況。高層建筑地下結(jié)構(gòu)具備較大的剛度，在某種程度上可以起到抗滑移與抗傾覆的作用。但是在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到高層建筑的穩(wěn)固性與重要性以及存在不平衡土壓力將對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用等問題，因此，對(duì)于因坡差因素產(chǎn)生的土壓力應(yīng)該進(jìn)行單獨(dú)處理。

二、高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

（一）地下基坑支護(hù)設(shè)計(jì)問題

眾所周知，高層建筑地下結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)作用是支撐并傳遞土壓力，保持地下結(jié)構(gòu)不受影響，形成地面標(biāo)高處的梁板結(jié)構(gòu)，并作為支撐梁板的基礎(chǔ)。有時(shí)設(shè)計(jì)者在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，沒有充分的考慮到高層建筑固有的規(guī)模大，樓層高等特點(diǎn)以及施工場(chǎng)所等問題。即使有的設(shè)計(jì)者考慮到了上述的問題，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)方案中，還是會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問題，致使基坑不穩(wěn)、不牢。因此，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行地下基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前應(yīng)該周全的考慮所有的因素，只有做好基坑支護(hù)工作，才能保證地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、結(jié)實(shí)。

（二）圍護(hù)設(shè)計(jì)問題

目前的高層建筑工程規(guī)模較大，多作為辦公樓與商店使用。一般情況下，地下室面積較大，主要適用于商業(yè)用途、倉庫、停車場(chǎng)等用途。為尋求更大的地下面積，往往會(huì)采取措施向地下深處進(jìn)行深挖，致使地下結(jié)構(gòu)的層數(shù)增多，而基坑也會(huì)隨著層數(shù)往上漲而變深。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)在土層條件較差的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)選用多道內(nèi)支撐形式。高層建筑的層數(shù)多，施工工藝較為復(fù)雜，且需要的時(shí)間也較一般工程項(xiàng)目建設(shè)長。因此，采取合理的設(shè)計(jì)方案與施工技術(shù)，在較短的工期內(nèi)完工，會(huì)給施工單位與建設(shè)單位創(chuàng)造效益。但是主樓作為高層建筑施工工期的關(guān)鍵因素，一旦基坑內(nèi)的支撐與主樓結(jié)構(gòu)發(fā)生不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，將會(huì)降低施工效率，從而影響到正常施工的質(zhì)量、工期與成本。

（三）地下室外墻設(shè)計(jì)問題

地下室外墻結(jié)夠設(shè)計(jì)在高層建筑中也是較為重要的一部分。無論是普通建筑還是高層建筑，墻面最基本的要求應(yīng)該是整體保持平整、無裂縫與滲漏問題。外墻是要承受住各梁板作用的壓力以及墻體外側(cè)的水土壓力水平荷載。但是在地下室外墻設(shè)計(jì)中，水土的壓力以及施工過程中的受力情況往往不能精確的預(yù)測(cè)與計(jì)量，因此，給正確無誤的設(shè)計(jì)地下室外墻結(jié)構(gòu)帶來了困難。

（四）地下室地板設(shè)計(jì)問題

有經(jīng)驗(yàn)的地下室底板設(shè)計(jì)者與施工者都清楚高層建筑的地下結(jié)構(gòu)自重往往較輕，對(duì)于地下水浮力承受力較弱。針對(duì)以上這種情況，在進(jìn)行地下室地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗浮設(shè)計(jì)問題頗為重要。設(shè)計(jì)者應(yīng)該充分的考慮地下結(jié)構(gòu)本身的自重問題以及地下室地板是否會(huì)發(fā)生滲漏等問題，將地下各樓層的底板厚度以及水平剛度進(jìn)行調(diào)整或適當(dāng)?shù)脑黾樱⒔Y(jié)合抗拔鉆孔灌注樁技術(shù)，使靜水壓力產(chǎn)生的上浮力處于平衡的狀態(tài)，從而使地下室地板能夠正常的使用。

（五）混凝土微膨脹設(shè)計(jì)問題

高層建筑地下結(jié)構(gòu)中樓板面積及厚度較大，常常會(huì)出現(xiàn)裂縫的情況，設(shè)計(jì)者即使采用混凝土微膨脹劑改善裂縫現(xiàn)象，改善效果也依然不明顯。經(jīng)研究分析，總結(jié)原因發(fā)現(xiàn)，主要是微膨脹劑的成分是鈣礬石在使用中可以使混凝土在水泥活性激發(fā)后產(chǎn)生熱量，而膨脹劑作用與混凝土收縮沒能同時(shí)進(jìn)行，促使混凝土在運(yùn)輸時(shí)坍落度受到損失。另外，外摻膨脹劑促使混凝土攪拌時(shí)間變長，且控制難度系數(shù)大，導(dǎo)致構(gòu)件預(yù)應(yīng)力不均勻。

三、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

（一）基礎(chǔ)采用挖孔樁

根據(jù)樁基的要求，嚴(yán)格實(shí)施配筋與澆注混凝土工序，挖孔樁要達(dá)到一定的深度，在地基梁下口要鑿開護(hù)壁。在接頭鋼筋處，澆注混凝土應(yīng)該達(dá)到地基梁的上口部位為宜。柱段護(hù)壁內(nèi)施工到梁的下口，梁的鋼筋與混凝土接頭的方式可以依據(jù)地基梁接頭的方式進(jìn)行。由此可以類推使柱升至地面標(biāo)高，借助地面做土胎模施工梁板結(jié)構(gòu)。在整個(gè)過程中，場(chǎng)內(nèi)的土層沒有被攏動(dòng)，形成了穩(wěn)定的地標(biāo)處梁板結(jié)構(gòu)，也就為向上向下雙向施工奠定了基礎(chǔ)。

（二）地下室外墻設(shè)計(jì)措施

針對(duì)地下室外墻設(shè)計(jì)的問題，可以采取地墻內(nèi)側(cè)預(yù)埋插筋的方法，當(dāng)澆筑梁板時(shí)便可以鑿出預(yù)埋的鋼筋。由于鋼筋在一定程度上呈現(xiàn)出彎曲的狀態(tài)，因此校直鋼筋后，與梁板鋼筋進(jìn)行連接，從而能夠傳遞固端彎距。用聚乙烯泡沫填充之前預(yù)埋鋼筋的位置，澆搗梁板時(shí)將填充物掏成凹槽形，以便能夠承受來自梁板之間傳遞的垂直剪力。

（三）混凝土設(shè)計(jì)與施工措施

高層建筑墻柱的荷載要求較大，一般的混凝土在施工中不適用，因此使用高強(qiáng)度的混凝土是必須的。高強(qiáng)度的混凝土具有能夠減小截面尺寸，承受住高強(qiáng)度荷載，控制墻柱軸壓比等優(yōu)點(diǎn)，但是它還具有脆性，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到它的強(qiáng)度會(huì)隨著強(qiáng)度等級(jí)的增加而增加。因此，在高層建筑混凝土設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜強(qiáng)度的混凝土。在高層建筑物中，豎向構(gòu)件使用的是高標(biāo)號(hào)混凝土與勁性骨架，隨著頻繁使用，給鋼筋結(jié)構(gòu)、鋼筋綁扎以及混凝土澆注等帶來了一定的難度。如今，高性能高強(qiáng)度混凝土技術(shù)研究有了新突破，使用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于高層建筑有著重要意義。

四、地下結(jié)構(gòu)滲漏預(yù)留措施

通常，精心設(shè)計(jì)的建筑物使用壽命較長，在若干年之后外防水以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體嚴(yán)重出現(xiàn)滲漏，預(yù)留措施便可借助內(nèi)排水系統(tǒng)。它是在頂棚與側(cè)墻位置設(shè)置導(dǎo)水板，在樓面裝修層預(yù)埋金屬導(dǎo)水溝。當(dāng)滲漏情況嚴(yán)重時(shí)，結(jié)合室內(nèi)的除濕設(shè)備，導(dǎo)水板將滲水引導(dǎo)至樓面，然后導(dǎo)水溝順勢(shì)將滲水排到落水口，從而使排水系統(tǒng)運(yùn)行起來。因此，在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到若干年之后滲漏問題的解決方案，做好滲漏預(yù)留措施，使高層建筑地下結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)固的為用戶使用。

結(jié)束語：

高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的難點(diǎn)較多，本文只是從其中抽取了幾個(gè)較為常見的難點(diǎn)問題進(jìn)行研究分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。通過上述分析上述難點(diǎn)問題，我們可以看出，地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好壞對(duì)于建筑施工質(zhì)量以及整個(gè)高層建筑都有著非常大的影響。因此，在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段應(yīng)該顧全大局，仔細(xì)衡量所有的問題，才能在施工中減少不必要的問題出現(xiàn)，從而保證建筑物的質(zhì)量得到有效控制。

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