地下室结构设计要点探讨秦俊一

地下室结构设计要点探讨秦俊一

秦俊一

河南锦恩置业有限公司河南郑州市450000

摘要：地下室的建筑质量对整个建筑物的稳固性和安全性都有很重要的影响。因为地下室位置的特殊性，建筑施工难度会加大，过程中需要考虑的问题也较地上部分多。所以，设计人员必须要把握好设计要点，以合理设计为前提，以安全稳固为准绳，使地下室的功能最大化并兼顾经济性。因此，本文对建筑地下室结构设计要点进行分析探讨。

关键词：高层建筑；地下室；结构设计要点；防水；抗震

目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。因此，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑规划前瞻性延度的和超高层的日益增加，建筑地下结构已向多层发展，其结构设计平面、结构抗震、防水抗渗等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，且易出现质量问题，所以对设计就提出了综合全面、细节精准要求。因此，结构设计时应尤其把握好设计要点。

1目前地下室结构设计现状概述

近几年，建设单位在工程建设中愈来愈重视地下室的作用，开始大力抓控地下室的设计、建造工作，但是在工程总造价成本中，地下室的造价成本占比较高，且受到地质条件、地下水位、施工组织及方案、后期沉降等条件影响，时有竣工交付后的地下室存在的质量隐患，用户使用时面临较高风险的情况发生，直接影响建设单位的口碑形象甚至于影响其经济收益。

2地下室结构设计难点

地下室工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多。例如：对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程中雨季汛期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏。一般来讲概括起来为：结构平面设计；抗震设计；地下室抗浮、抗渗设计；外墙结构设计。

3建筑工程地下室结构设计要点

3.1地下室结构平面设计

建筑的地下室及周边地库平面设计时需考虑消防疏散、人防、车位、交通动线、净高、设备用房及水、电、暖管道、集水坑、通风、采光等设置需求。需要各专业间密切沟通配合，如：

1）兼顾人防战时和平时功能和设备要求后结构梁下建筑净高需满足规范要求；需要人防院和平时院各个专业间多次交圈沟通，若有必要穿梁时结构应采取相应的加强措施。

2）为满足建筑功能地下室长度超过规范规定的长度时，需要建筑与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。

设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。

3.2地下室的抗震设计

抗震设计是地下室设计最常见的问题，如果地下室的设计存在缺陷，就会对对整个高层建筑的抗震性能产生很大的影响。关于地下室的抗震等级、抗震构造措施、嵌固部位不同时结构底部加强部位及抗震相关范围的选取不同。

3.3地下室抗浮抗渗结构设计

对于地下室设计来说，其最为常见的问题就是地下水位的勘察问题。在实际的地下室结构设计中，因仅参考了正常的使用极限状态，对雨季防汛防洪等设计没有足够的重视，而导致了地下室后期施工过程中因抗浮抗渗不够出现局部裂痕现象。因此，在地下室设计时，要充分地考虑到这一问题，并进行现场研究与分析后方可进行设计。另外，要想达到有效的抗渗，还必须做到以下几点要求：

1）.要补偿收缩混凝土。指在混凝土中掺入微量的膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当差值大于或者等于混凝土的极限拉伸力度时，便可控制裂缝了；

2）.膨胀带。指混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全地补偿混凝土的早期收缩变形情况，而需要设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；

3）.后浇带法。后浇带法作为混凝土早期短时间释放约束力的一种新型技术，相比于长久性的变形缝已经有了很大的改进和提高，并得到了广泛应用；

4）.提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应该考虑到增加抗变形钢筋，如在侧壁上增加水平温度筋，在混凝土表面层起强化作用；侧壁受到底板和顶板的同时制约，混凝土就会胀缩不一致，可以在中部位置设置一道水平的暗梁抵抗拉力。

3.4地下室外墙结构设计

地下室外墙的设计是整个建筑地下室结构设计的关键环节。在设计时候，要综合考虑到水，土压力因素，并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言，要在综合考虑各种因素的基础上，从以下几个方面做出科学合理的设计。

3.4.1荷载

地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自上部结构和地下室楼盖的传到外墙的荷载以及外墙自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般考虑地面活荷载产生的侧压力、土侧向压力、地下水压力以及人防等效静荷载等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。

3.4.2地下室外墙截面设计

土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力系数宜由试验确定。当不具备试验条件时，对于正常固结的砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。

3.4.3地下室外墙的配筋计算

实际工程地下室外墙设计时，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋的计算主要由垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩确定，通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算墙的配筋。对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。

结束语：

建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。

参考文献：

[1]张定坤.高层建筑地下室防水设计分析[J].建材与装饰，2018（30）

[2]袁华.分析高层建筑地下室综合管道设计问题[J].建设科技，2018（3）

[3]徐静和.高层建筑地下室相关结构设计问题[J].建筑技术开发，2018，45（2）