建筑工程地下室结构设计分析与探讨

建筑工程地下室结构设计分析与探讨

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1.身份证号码：35012119881222xxxx；2.身份证号码：35052119910324xxxx

摘要：伴随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，在高层建筑当中地下室结构设计是一个非常重要的环节，作为高层建筑的基础工程，其设计质量直接影响到后期施工建设及整个建筑的质量。本文结合某高层建筑地下室结构设计案例，就地下室结构设计中的荷载取值、计算方法、构造措施等问题进行了探讨与分析，针对地下室的顶板、外墙、底板设计提出了相应的设计建议，希望能够对建筑工程地下室结构设计提供一些帮助和启示。

关键词：建筑工程；地下室；结构设计

1、工程概况

本研究以福州市闽侯县某SOHO公寓建筑地下室结构设计进行研究，该建筑采用的是钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下室设计两层停车场，建筑高度为100m，设计使用年限为50年。工程使用600径/500径高强预应力管桩，以强风化岩为持力层。底板采用梁板式结构，抗浮水头7.7m。建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度。主楼框架和剪力墙抗震等级为三级，裙楼框架抗震等级为四级，纯地下室部分抗震等级为四级，其余部分同上部主楼。地下2层为人防地下室，人防抗力等级为:常6级，核6级，甲类。

2、地下室结构设计

2.1地下室基础设计

根据岩土工程勘察报告，本工程选用高强预应力管桩基础，持力层为强风化岩。其中，预应力管桩的直径为600mm/500mm，单桩竖向承载力特征值为3300KN/2400KN。以强风化岩层作为持力层并控制各基础平均应力接近，在施工及使用过程中出现不均匀沉降的可能性较小，基本上可以满足沉降控制的要求。

2.2地下室顶板设计

（1）室内部分地下室顶板设计

室内部分地下室的顶板设计中，主要考虑主楼施工及使用过程中对顶板承载力及耐久性的要求.设计考虑在施工过程中，室内部分顶板活荷载标准值限值为10kN/m2（不计建筑铺装面层重量）。在使用过程中，室内部分顶板活荷载标准值为4kN/m2且不小于各功能房荷载要求（建筑铺装面层重量按恒荷载考虑）。以上荷载基本上能够满足各使用工况的要求。

（2）室外绿化部分地下室顶板覆土厚度设计

由于地下室顶板大部分覆盖绿化植被，绿化植被所需最小覆土厚度为0.5m。同时，建筑的管线也需要穿过以上位置，为了不影响绿化植被的栽种，结合绿化方案当中所使用绿化植物的栽种要求，以及相关建筑管线的设计施工要求，最终确定顶板以上覆土厚度为0.9m。顶板覆土可分为上下两层，上部为绿化层，下部为管线层，在施工的时候可以先进行管线层施工，然后再铺上绿化层，进行小区的绿化施工。

（3）室外道路部分地下室顶板设计

根据现行《建筑结构荷载规范》，消防车道活荷载标准值达到20/35kN/m2（板跨不小于2m的单向板/板跨不小于6mX6m的双向板），地下室顶板的楼板按以上荷载设计，作用于地下室顶板主次梁上的消防车道荷载可按规范要求折减。

（4）人防地下室载荷取值

本工程地下二层平时为汽车停车库，战时为人防地下室，在设计的时候按城市人防工程的建设标准，进行平战结合设计，在设计过程中人防部分按核武器及常规武器的爆炸动荷载作用下的等效静荷载进行计算。

2.3地下室外墙设计

（1）地下室外墙设计的影响因素较多，因为作用于外墙上的载荷比较多，除地面堆载及各类地面活载、人防等效静荷载之外，还要考虑侧向土压力、地下水压力等。加上考虑地下室外墙内侧不同的支撑条件，地下室外墙如果完全按照真实受力情况进行设计，设计工作量非常大。实际设计中地下室外墙一般按照地下室底板端为固端，地下室顶板端为铰支端的连续梁进行简化计算。本工程在平时工况地下室外墙设计中，地面活载取值为，乘以静止土压力系数=0.5；使用（=0.5）计算土压力；使用计算水压力；综合以上荷载，并应考虑裂缝宽度限值（0.3mm）进行计算，计算简图见图1。经计算本工程的地下室外墙厚度设计为400mm。

地下室外墙应注意混凝土保护层厚度的选择，主要考虑了地下室外墙内外侧不同使用环境对混凝土耐久性的影响，与土壤接触的外侧壁，在使用过程中需要承受来自土壤及地下水的侧压力，并考虑地下水对混凝土及混凝土中的钢筋的腐蚀性，本工程地下室外墙外侧壁混凝土保护层厚度设计为35mm。地下室外墙内侧壁按室内部分使用功能区分，一般性室内功能区地下室外墙内侧壁混凝土保护层厚度设计为20mm，消防水池、发电机房等工作环境恶劣的功能区地下室外墙内侧壁混凝土保护层厚度设计为30mm。

结论

现在的高层建筑地下室，一般也是人防工程，这是我国人防工作的一个重要要求，因此地下室结构设计更加复杂，影响结构设计质量的因素比较多。在高层建筑地下室结构设计中，必须与上部结构保持统一思想，在设计的过程中必须综合考虑地下室与地面结构的相互作用以及上部结构刚度与地基基础沉降的相互影响等，按照安全可靠、经济合理的原则进行设计。

参考文献

[1]王晓翠.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].才智.2012(26).

[2]白翔.高层建筑地下室结构设计问题探讨[J].科技创新与应用.2014(27).

作者简介

陈熀1988.12、男、汉族，福建福州、本科学历，助理工程师，研究方向：建筑结构。