建筑工程地下室结构设计探析

刘风岐

【摘要】近年来随着城市人口不断增多，城市土地资源变得异常稀缺，交通拥堵现象越来越严重，城市建筑利用率的加大可以对以上现象得到有效缓解。在现代建筑工程中，尤其是高层建筑地下室逐渐增多，这主要是由于高层建筑基础设计埋深的需要和作为地下停车场、设备用房功能的需要。在这种情况下对地下室结构施工技术提出了严峻的考验。

【关键词】建筑工程，地下室，结构设计

前言

地下室施工本身难度就很大，加上需要建造多层地下结构无疑使难度系数得到提高，很多问题更容易出现，而一旦出现问题就会对整个建筑地基结构产生影响，因此在设计过程中应该对各种影响因素进行综合考虑

1.设计地下室结构过程中存在的问题

地下室的施工并不是由某一个施工工种组成，许多的施工专业都掺杂其中，不同的施工专业必须开展密切的配合和紧密的协作，只有这样才能保证地下室工程的施工和设计质量。防火设施等建设是地下室施工之前需要充分考虑的因素，但是考虑这些要素的时候不能把其他的要素孤立起来，要将其和给排水管道、通风系统等紧密的结合，发挥整个地下室的正常功能。每个高层建筑都有大底盘地下室，很多人在使用大底盘地下室的时候会发现塔楼没有抗浮，抗浮设计远远达不到相关要求和规定，没有充分、全面的考虑到特殊情况对地下室结构的影响，例如一旦发生洪水，抗浮设计就会暴露出自身的弊端，由此造成的损失是无法通过一个具体的数字来说明的，因为它会影响到其他的方面，实际的施工、施工材料和机械设备等都会受到不同程度的破坏。

2.优化地下室的建筑结构设计

2.1 设计平面结构的问题

在建筑工程的施工过程中，设计地下室的平面结构时需要注意的要点有很多，例如：给排水、防火、通风、管道等。设计地下室结构的时候，发生设计与实际施工不相符合的现象屡见不鲜，为了解决这个问题，要引入变形缝。一般来说，变形缝的使用只是应急措施，它的设置一般情况下是不会使用的，因为设置变形缝的难度超出一般人的想象，同时会对其他工序的施工产生不良的影响，严重者更是会延误施工进度、增加施工的成本投入。平面结构的设计工作必须交由专业的设计人员，在开展设计工作的时候力求做到不设置变形缝，这个要求可以通过使用混凝外加剂来实现，但是混凝外加剂的用量一定要得到合理的控制，用量过多或过少都会起到负面的作用，一旦出现地下室长度超出要求的现象，这个时候进行后浇

带的设置已经无济于事，所以只能随机应变，采取分离较大地下室的措施，将一个过大的地下室分隔成几个长度适中的地下室，这样以来，地下室的设计不仅美观，而且科学、合理。这个时候，通道处就是变形缝设置的最佳位置，可谓是有百利而无一害。

2.2 设计地下室的抗震

开展地下室设计与施工的时候，需要高度注意的是地下室的抗震性能，因为地下室是整个建筑物最基础的部分，一旦没有考虑抗震设计或者考虑的时候出现一丁点的偏差，都会使整个建筑物的抗震功能大幅缩水，进而使得建筑物存在较大的安全隐患，居民的生命健康和财产安全受到极大的影响，所以，审查地下室抗震设计的时候要详细、全面，严禁草草了事。一般来说，地下室的外地面高度不得高于半地下室的深埋度，这样做的主要目的就是使室外地面的高度得到精确的计算。地下室楼层的上部结构是顶楼，楼盖必须使用梁板结构。此外，剪力墙的加强区的计算要得到高度的重视，通常计算的开始部分是地面向上，但是也要包括地下部分。

2.3 抗渗设计

地下室在设计过程中，受力设计是一个方面，对抗渗设计也极其重要。由于钢筋混凝土在施工工程中是带裂缝的，要实现抗渗，一般采取的措施有以下几个方面：（1）混凝土的补偿收缩。在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝。（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝土连续浇注无缝施工。笔者查阅了相关的书面资料之后发现，膨胀加强带通常在超过60m后进行设置。（3）后浇带的设置。何为后浇带呢？简单来说，后浇带是一种技术措施，自产生以来已经有了长足的进步和改善，并且被广泛的应用于混凝土建筑施工之中。

2.4 外墙结构设计的方法

地下室结构设计过程中，重点是外墙结构设计，计算方法是根据水压力和土压力。在外墙结构设计时，主要考虑以下几个方面：（1）土的静止压力系数的计算。静止压力在确定时，是依据试验来确定，如果无法满足试验条件的情况下，选取的粘性土范围可以在0.5～0.7之间，选取的砂土可以是在0.34～0.45之间。（2）荷载力承载设计。总体而言，可以将地下室的外墙荷载力分为竖向与横向荷载力，其中竖向荷载能够承载整体结构性楼盖的自身重力和传递重量，而横向荷载则包括来自侧向压力、人工防护以及地面的荷载，在设计考虑过程中，合理计算各荷载对墙体内部配筋弯曲的程度，一般只考虑横向荷载配筋弯曲力的大小，而对竖向的弯曲力则不予考虑，只对墙体弯曲处进行弯曲配筋曲力的计算。（3）地下室的外墙体配筋计算。由于整体电算计算法只考虑到了墙体与墙柱的配合与协调，并没有充分考虑到墙柱截面以及内墙钢筋混凝土连接处的承载力。该方法计算出的结果，会导致在设计过程中对地下室的外墙水平配筋较多、力量富余。因此，在设计配筋计算过程中，要合理考虑墙柱的截面面积与竖向配筋连接处的承载力，只有通过双向板形式的计算，才能使有扶壁柱的墙体的配筋计算更为合理。但对于没有扶壁柱的墙体竖向配筋承载力的计算则可以直接使用单向板计算法。

3.地下室整体设计中应注意的问题

3.1 地下室的防水

防水是地下工程施工的难点之一，在做好建筑防水做法的同时，结构设计应考虑构件本身的自防水。与水土直接或间接接触地下室顶板、外墙、底板、基础等构件应采用抗渗混凝土，同时结构构件计算时应验算裂缝宽度，以满足规范要求，且采取抗裂措施如在混凝土中加入聚丙烯纤维等，钢筋保护层适当加厚。

3.2 超长超大地下室的设计

地下室工程不宜设置变形缝。对于一些超大型地下车库工程，为避免施工期间温度伸缩变形的影响，可每隔 30m～40m 设置贯通顶板、底板及墙板的施工后浇带，后浇带宜设置在柱距三等分的中间范围内以及剪力墙附近，后浇带宜滞后60 天浇注，并采用高一级强度等级的不收缩混凝土。上部塔楼范围超长时，还应设置膨胀加强带。

结语

通过上面的详细叙述我们不难发现，建筑工程地下室的设计与施工是极其复杂和繁琐的，这项工作具有极强的综合性、系统性，所以对地下室结构的设计人员提出了较高的要求，他们的综合素质必须足够高，一方面要具备较强的思想道德素质，具备强烈的社会责任感，另一方面要具备充分的科学文化素质，专业知识和实践经验都要丰富。设计好地下室工程结构不仅极其有必要，而且是相当重要的，因为如果地下室的结构设计不科学、不合理，就会阻碍整个建筑物正常功能的实现，可谓是"千里之堤毁于蚁穴"，所以，我们没有理由不高度重视地下室的结构设计工作.

参考文献

[1]建筑抗震设计规范 GB50011-2010，中国建筑工业出版社，2010

[2]朱昱菡. 高层住宅建筑工程地下室防水结构设计与施工技术[J]. 城市建筑，2013，（18）：46.

[3]柳美玉，張春俊. 聚丙烯纤维混凝土在北京奥运工程地下室结构设计中的应用[J]. 江苏建材，2007，（2）：26-28.