文/ 高放 大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116023

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的日新月異，城市化進(jìn)程也隨之加快。高層建筑節(jié)約了城市居住用地，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排都有深遠(yuǎn)的意義。當(dāng)前，高層建筑的地下空間開(kāi)發(fā)力度很大，設(shè)計(jì)人員對(duì)于高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)直接影響著地下空間的利用效率，也影響著居民的生活質(zhì)量。

1、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)概述

在建筑工程中，地下室結(jié)構(gòu)承擔(dān)著建筑物基礎(chǔ)的功能，因此涉及的范圍十分廣，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)掌握好地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且還要對(duì)消防、通風(fēng)、采光、排水等方面進(jìn)行全面考慮，以保證地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。而現(xiàn)階段我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，高層建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，因此地下室的底盤(pán)較大，所以塔樓部分的抗浮問(wèn)題出現(xiàn)得較少，相對(duì)而言，抗浮問(wèn)題較為普遍地出現(xiàn)于裙房和地下室部分，其表現(xiàn)為抗浮不滿足要求。另外，一些設(shè)計(jì)師在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)抗浮設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題考慮得較為片面，缺乏對(duì)洪水期和施工過(guò)程的重視，從而出現(xiàn)由于抗浮不夠引起施工中的局部破壞性問(wèn)題，由上可知地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)以及需要考慮的問(wèn)題眾多，因此，需要引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的重視

2、建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容要點(diǎn)

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，要仔細(xì)地對(duì)地下結(jié)構(gòu)工程就行勘察，避免地下水位或者地質(zhì)對(duì)地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，為地下室結(jié)構(gòu)的后續(xù)施工提供一定的基礎(chǔ)保障。同時(shí)，還可以運(yùn)用管樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方式對(duì)地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)降低沉降，此外，為了保證地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的材料進(jìn)行嚴(yán)格把控。

2.2 外墻設(shè)計(jì)

地下室外墻的主要作用是:擋土、防水抗?jié)B以及將地下室圍護(hù)成封閉的空間，其設(shè)計(jì)至關(guān)重要。外墻是地下室的主要組成部分，承擔(dān)著上部結(jié)構(gòu)的豎向力、水平向的土壓力、地下水壓力、人防荷載以及地面的堆載等，起主導(dǎo)作用的是水平方向的力。計(jì)算地下室外墻的內(nèi)力時(shí)，應(yīng)綜合考慮各個(gè)方向的荷載值，一般需要根據(jù)支承的邊界條件和高寬比合理地選擇計(jì)算模型，常按四邊支承單、雙向板或是豎向懸壁板計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)受力情況和裂縫寬度要求合理選擇混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋配筋率。

2.3 頂板結(jié)構(gòu)

建筑物的地下室結(jié)構(gòu)當(dāng)中的頂板設(shè)計(jì)要求是整個(gè)建筑物地下室施工的重要要點(diǎn)之一，這個(gè)要點(diǎn)需要我們加以十分的重視。因?yàn)榈叵率业捻敯逯苯記Q定著地下室的頂部穩(wěn)固程度。地下室本身就是需要一個(gè)各種作用力共同支持起來(lái)形成的一個(gè)密閉空間，所以頂部設(shè)計(jì)十分重要，我們要保證頂部面板的厚度以及作用力，還有能支撐住力的最大程度。在地下室的設(shè)計(jì)方案中，我們要進(jìn)行多種材料的計(jì)算，比如說(shuō)，混凝土的使用量，鋼筋的使用量，以及頂部面板的厚度和作用力情況，準(zhǔn)確的測(cè)量并加以計(jì)算。

2.4 側(cè)壁設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)本身的重量、側(cè)向土的壓力以及地下水的壓力等因素都會(huì)對(duì)地下室的側(cè)壁設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。在進(jìn)行地下室側(cè)壁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相較于其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言較為特殊，其會(huì)受到來(lái)自多方向荷載力的共同作用力，受力情況較為復(fù)雜，因此應(yīng)采取有科學(xué)設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。其具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：側(cè)壁的混凝土保護(hù)層因會(huì)與土壤直接接觸，所以其厚度應(yīng)達(dá)到40mm；另外，由于受到側(cè)壁設(shè)計(jì)成本控制因素的影響，混凝土強(qiáng)度設(shè)置即使?jié)M足了側(cè)壁荷載的要求也應(yīng)設(shè)置在合理的范圍內(nèi)，不宜過(guò)高，以此降低混凝土的收縮應(yīng)力

2.5 底板設(shè)計(jì)

2.5.1 對(duì)于地下室的底板而言，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該最大發(fā)揮其傳力的特點(diǎn)，且要充分考慮經(jīng)濟(jì)因素，通常情況下，為了能夠使地下室底板設(shè)計(jì)成雙向板，一般會(huì)選擇梁板式結(jié)構(gòu)，這樣一來(lái)充分發(fā)揮了底板傳力的功能，，將荷載均勻地傳到旁邊的基礎(chǔ)梁上。另外，在地下室底板中，抗?jié)B也是必須要考慮的，因此為了保證抗?jié)B的條件，底板的厚度應(yīng)不低于300毫米。

2.5.2 在地下室底板設(shè)計(jì)后，還要注重對(duì)其進(jìn)行抗浮驗(yàn)算和設(shè)計(jì)，具體而言，應(yīng)當(dāng)對(duì)地下水壓有無(wú)超出地下室部分的恒載進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)恒載的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取0.9，水的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)當(dāng)取1.0，如果在驗(yàn)算的過(guò)程中出現(xiàn)恒載達(dá)不到抗浮要求，那么為了抵抗地下水的浮力，則應(yīng)該設(shè)置抗撥樁。

2.6 抗震設(shè)計(jì)

我們除了要考慮測(cè)量等基礎(chǔ)方面的影響，也要考慮到地下室結(jié)構(gòu)的抗震能力，因?yàn)榈叵率以诮ㄔ爝^(guò)程中就已經(jīng)屬于了一種建筑物的不穩(wěn)定因素存在，所以我們一定要考慮到地下室結(jié)構(gòu)的抗震能力，在根據(jù)這個(gè)抗震能力進(jìn)行推算，選取一些承載抗震力較強(qiáng)的材料來(lái)構(gòu)建地下室，嚴(yán)格設(shè)計(jì)，嚴(yán)格把關(guān)，不能形成一點(diǎn)誤差，把過(guò)渡層對(duì)地下室抗震能力的影響調(diào)控到最低，調(diào)整好過(guò)渡層的高度以及數(shù)量。此外，框架支撐層的設(shè)計(jì)要點(diǎn)也十分重要，一個(gè)地下室結(jié)構(gòu)的框架支撐能力直接影響著整個(gè)地下室的穩(wěn)固程度以及安全程度，我們要保證這個(gè)框架的采用，可以有效的支撐住巨大的壓制力量，選擇好框架的材料，設(shè)計(jì)好框架的支撐點(diǎn)以及框架的八方位置問(wèn)題，根據(jù)受力情況的不同，在不同位置擺放不同的框架。

2.7 抗浮、抗?jié)B

地下室的特殊位置決定了其與土和水的接觸非常密切，當(dāng)?shù)叵滤惠^淺、地下室層高過(guò)大或是埋深過(guò)深時(shí)，地下室底板上的水浮力常會(huì)大于地下室總配重;當(dāng)超載的水浮力不能被平衡時(shí)，地下室基礎(chǔ)底板易上浮變形，進(jìn)而造成開(kāi)裂或是不均勻沉降，因此需要進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)考慮地下水浮力的不利作用。地下室的抗浮設(shè)計(jì)有以下途徑:一種是增加底板以上結(jié)構(gòu)的配重，包括增加覆土厚度、加大頂板和底板的厚度等以增大上部結(jié)構(gòu)的重量，但這種方法是以犧牲地基的承載力為代價(jià)的，勢(shì)必造成浪費(fèi);第一種方式是采取必要的措施減小水浮力(或者稱為降低水頭)，主要通過(guò)設(shè)置明溝、暗溝和排水井和抽水泵等措施，將基礎(chǔ)底板下的地下水排走從而降低水位以減小水浮力;第三種方法是采取措施分擔(dān)或抵消多余的水浮力，主要是設(shè)置抗拔樁或是抗拔錨桿，這也是工程中使用最多的方式。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，由于地下室對(duì)整個(gè)建筑物起著承擔(dān)基礎(chǔ)的功能，因此，地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及面廣，并且較為復(fù)雜?；诘叵率业奶攸c(diǎn)，這就要求相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要重視對(duì)于地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注重對(duì)地下室的基礎(chǔ)、頂板、側(cè)壁、頂板等方面的設(shè)計(jì)，使地下室結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全得到基礎(chǔ)的保證，進(jìn)而提供建筑工程的質(zhì)量。

[1]鄺杰鋒.某高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析［J］.建材與裝飾，2017(3):90－91

[2]李宏飛.論述建筑工程中地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工[J].科技與企業(yè).2012（06）