趙 衛(wèi)
(山東省城鎮(zhèn)規(guī)劃建筑設計院,山東 濟南 250000)
目前,在我國的諸多高層建筑設計中,地下室是必然存在的一項。對于地下室的設計,最為基礎的設計部分,必須要結合該建筑所存在地區(qū)的具體狀況進行研究。比如,地質條件的水位高低情況,建筑的總體結構類型,以及所建設建筑的類型。除此之外,還應當對周圍環(huán)繞的相關建筑要進行考慮,保證在建設該建筑中,以及建設完工之后,都不能對附近的建筑造成影響。同時,要考慮到施工人員在施工的過程中所遇到的危險,要避免這些意外發(fā)生的可能,盡可能選擇性能較好的基礎形式。必須要考慮到建筑所在的地基對自身的承載力,從而滿足建造建筑的目的,保證建筑處于安全狀態(tài)中,還要符合經(jīng)濟以及人們的正常使用。對中小高層的建筑來說,在進行地下室基礎設計時,主要有條形交叉梁基礎設計,以及筏板基礎設計等。筏板基礎的設計可以根據(jù)建筑物自身的特征。
由于地下室的結構和位置比較特殊,必須要考慮到地底下水位上升對建筑造成的影響,所以需要進行地下室的抗浮設計。在進行抗浮設計時,要對地底下水位的浮力進行計算,應用到巖土工程勘察報告。同時,還應當對抗浮的設計進行驗算,便于保證地下室設計的合理和安全性??垢◎炈銜r,要對永久荷載的分項系數(shù)進行取值,但由于各個地區(qū)的荷載規(guī)范有所區(qū)別,應當根據(jù)地區(qū)標準的荷載規(guī)范來對建筑物的抗浮能力進行計算,要求建筑物的抗浮能力必須要滿足:建筑物永久荷載能力/水位的浮力≥1.05。在抗浮設計中還應當注意,當抗浮設計的水位比平常的較高時,地下車庫以及地下室必須要施行抗浮措施,由于情況不同,要根據(jù)建筑的具體特征來決定采取的具體措施。當建筑的地下室或者地下車庫和高層建筑的基礎樓層不是整體結構,而且還存在較遠的距離,彼此之間不會因為沉降帶來的差異而受到影響時,可以實施的抗浮措施有:抗拔樁或者壓重。還有一種可能,即高層建筑樓層與地下車庫為整體建造,而且高層建筑在建造時用的是天然地基,這時,為了避免地下室與高層建筑之間形成差異沉降所帶來的底板出現(xiàn)開裂,在沉降滿足的情況下優(yōu)先采用抗拔樁抗浮措施。
荷載效應的計算必須要嚴加勘察,一旦出現(xiàn)誤差,勢必會帶來嚴重的后果。在時代的發(fā)展下,人們目前對荷載效應的標準進行計算時,采用的是電算程序計算出來的。在自然災害中,地震效應對地下室的影響比較大,當?shù)卣鹦约帮L荷載給建筑邊角帶來的豎向軸力相對而言比較大的時候,如果把這種短暫的荷載和永久的荷載以相同的方式對待的話,不能夠使中部豎向結構的基礎增強,反而會引起邊角豎向結構的基礎過大,這種情形會引起地下室的橫向墻面產(chǎn)生裂縫。正因如此,這時應當提高承載力的特征值。在進行高層建筑基礎設計時,要考慮到中立荷載的作用對地基造成的變形,應當減少這種現(xiàn)象的發(fā)生。當基礎面積以及深埋要按照地基的承載力進行確定,或者樁數(shù)要按照單樁承載力來進行確定時,這時傳到基礎或承臺底面的荷載效應,可以采用荷載效應在正常使用狀態(tài)下的標準組合。在計算地基變形的具體情況時,可以不計算地震效應以及風荷載帶來的作用,但是傳到基礎底面的荷載效應,應當使用荷載效應正常使用的極限狀態(tài)下的永久組合。
筏板的基礎設計,需要考慮到的因素比較多。在進行平面尺寸的基礎設計時,要考慮地基的承載力以及荷載的分布狀態(tài)。平板式筏板的厚度,要考慮到?jīng)_切面上受到的附加力帶來的影響,可以借助受沖切承載力來進行計算,筏板的厚度必須要大于等于四十厘米。筏板的基礎設計,同時與地基的特征有著很密切的關聯(lián),在地基的上部結構剛度較強,并且柱荷載和結構柱的距離變化小于百分之二十。此時,考慮到的應當是部分彎曲的作用,否則,按照彈性地基板來對筏板基礎的內部承受力來進行計算和研究。
對樁基基礎的設計,要根據(jù)各個地區(qū)的具體規(guī)范制度來進行。地質的上部結構類型,以及荷載承受的大小,地底下的水位高低以及具體的施工條件,還有更多比較復雜的因素,決定著樁基的選擇和承臺的設計。樁基的設計必須要考慮到安全和經(jīng)濟實用性。對這一點的考慮,要使建筑的施工和設計以及使用等都具有一定的安全保障。同時為了減少成本的之處,提高建筑所帶來的經(jīng)濟效益。在進行樁基豎向承載力,以及抗拔承載力額確定時,要根據(jù)靜載試樁的結果來進行估算。除此之外,在樁基要承受一定的永久水平作用力時,對水平變化的范圍要進行驗算。還要對甲級設計等級的樁基礎設計,還有些對沉降的要求相對比較嚴格的建筑的樁基礎等,只有進行沉降計算,才能夠減少高層建筑結構基礎設計中出現(xiàn)的一系列的問題,給人們的生活帶來可靠的安全保障。
總之,高層建筑是現(xiàn)代城市中必不可少的一種組成結構,為了給人們帶來一定安全的居住環(huán)境,必須要提高高層建筑的質量,加強對高層建筑施工過程中的每一項設計環(huán)節(jié)。建筑工程相關的企業(yè),一定要對高層建筑結構地下室和基礎設計中出現(xiàn)的問題加以重視,采用最有效的措施杜絕這些問題的出現(xiàn),只有這樣才可以促進建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,才能夠給人們帶來安全的居住環(huán)境和生活場所。