建筑工程地下室结构设计的探讨

建筑工程地下室结构设计的探讨

摘要：新时期随着建筑物高度的不断提升，地下室层数也随之增加，目前建筑物地下室结构设计中还存在诸多问题，如地基承载力、变形、抗浮、不均匀沉降等，这些问题的大量存在直接影响着建筑工程的经济效益与质量，为此，设计单位必须重视地下室结构设计工作，提高设计水平。为此，本文主要对地下室结构设计要点进行了分析与探究。

关键词：建筑工程；地下室结构；结构设计

随着国民经济的不断发展，越来越多的建筑开始将地下室设计纳入整个建筑结构设计范畴。通过合理的地下室设计，不仅可以消减地震对上部建筑结构的影响，而且还可以提高地基承载力。地下室的设计问题直接影响着建筑造价和其正常使用。因此，相关人员必须加深对地下室结构设计的研究，形成更加完善的设计方案。

1建筑工程地下室结构的具体设计

1.1平面设计

通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、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，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，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，便于技术处理。

1.2顶板设计

一般情况下，高层民用建筑地下室顶板的厚度不易小于160mm。如果是人防地下室的的顶板厚度，则应该满足人防要求的相关标准。当塔楼的嵌固为地下室顶板时，为了保障高层民用建筑的结构上部得到有效的约束，必须使约束支座地下室顶板的刚度达到规定要求，且地下室顶板在嵌固区域使用梁板结构。顶板配筋率不宜小于0.25%，由此可见，高层民用建筑地下室层数、基础埋深均受到上述因素的影响。此外，在进行地下室顶板或是楼层结构计算时，应从上往下算至符合嵌固端要求层为止，顶板不满足时应算至基础顶面，剪力墙底部加强区则需要从地面向上计算层数。

1.3外墙设计

在设计地下室外墙结构时，应深入分析其静止土的实际压力系数。如果静止土压力没有试验条件，则应根据工程标准，选用粘性土或砂土来帮助设计。并在设计外墙配筋时，按照固定支座（即底板用作墙的嵌固端）设计底部，侧壁底部和邻近底板的弯矩相同，底板抗弯能力应比侧壁大，其厚度匹配配筋量。在地下车道中，存在这方面最为典型的问题。车道侧壁采用悬臂构件，其底部抗弯能力应小于底板。如果地面层的开洞部位（比如楼梯间）具有的外墙顶部没有楼板支撑，则配筋构造及计算模型都需要完全符合实际情况。

1.4基础底板设计

若是将底板当做上部结构基础，通常采用平板式筏基或是梁板式筏基的设计形式。由于底板还需发挥出一定的防水抗渗作用，因此在选择材料时必须对材料的防水性能进行严格检查。在底板设计过程中，经常遇到以下不均匀沉降或是侧移等问题以及因底板厚度不足导致的渗水问题。基于此，在底板设计过程中必须进行严格精确的计算，并对其布置进行优化。

2建筑工程地下室结构的性能优化设计

2.1抗浮设计

地下室抗浮设计可归纳为“一压二拉”，“压”即为配重法，增加永久荷载的结

构自重，比如地下室顶板覆土、地下室底板的配重等来平衡地下水浮力；“拉”即

为设置抗拔桩或抗拔锚杆，以抗浮构件提供的抗拔力平衡地下水浮力。在工程实

际应用中，单独运用一种方式抵抗地下室浮力往往事倍功半，耗材费力，通常采

用两者相结合的方式进行抗浮设计，以达到经济合理。

2.2防水设计

第一，桩顶防水。在桩顶截断钢筋，做好附加防水层。高层建筑地下室防水

设计中，要求选用聚合物水泥砂浆作为承台固结桩顶的防水材料。经过相关试验，确定其配合比后，应保证聚合物水泥砂浆抗渗强度符合设计规定，并与抗压强度

规定值相一致。作为刚性防水层，在垫层交接位置桩顶防水层应选用密封材料与

底板柔性附加水层连接。第二，墙体防水。浇灌时出现施工缝问题，其主要原因

在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端两侧出现。为避免施工

缝的大量出现，必须在水泥初凝时间内严格控制浇筑间隔时间，对面层混凝土收

缩量进行有效减少，为此可选用二次振捣施工。底板表面找平、抹实及压光等作

业应在振捣密实混凝土后进行，初凝后应将塑料薄膜铺设在其上面，保温养护时

间应控制在14天以上，并有效控制防水混凝土拆模时间，15摄氏度以下为拆模

时混凝土表面温度和附近外界温度，避免裂缝在混凝土干缩与温差等情况下出现。先分层对地下室墙体进行浇筑施工，每层间隔时间必须控制在水泥初凝时间以下，遵循设计要求全部钢筋都应进行高标号砂浆垫块的设置，起到保护钢筋的作用。

如裂缝出现在外墙混凝土干缩与温差情况下，应将草袋盖在混凝土初凝后的墙顶上，外墙模板在养护14天以后拆除。第三，承台底防水。将聚合物水泥基渗透

结晶型防水涂料涂抹一层在桩头，并进行遇水膨胀止水条的设置，确保完全封闭

整个底板防水层，进而有效提升其防水效果。

2.3无缝设计

伸缩缝与沉降缝是地下室结构变形缝的主要形式，伸缩缝设置的目的是为了

释放温差和混凝土收缩、徐变产生的应力，避免结构开裂渗水。后浇带、诱导缝、掺加外加剂与预应力技术等都是代替伸缩缝的无缝设计方式。

（1）后浇带设计

作为伸缩缝最常见的方式，后浇带可以对混凝土早期应力问题进行有效处理，但无法处理后浇带浇筑后混凝土徐变与温差出现的温度应力。同时在留设后浇带

与浇筑混凝土之间具有较长的时间，一般为几个月。这种情况下，将严重影响到

施工的进度。

（2）掺加外加剂

将相应膨胀剂添加到混凝土内，可进行“化学预压应力”的建立。这种方式施

工简便，对施工进度影响小，一般和其他方式一起应用。膨胀剂出现的补偿收缩

膨胀时间控制难度较大，如膨胀时间不同于混凝土收缩时间，将大大降低其抗裂

性能，因此在选用掺加剂时，应确保其质量符合施工要求。

（3）诱导缝

诱导缝的应用可以将整个施工、使用过程中出现的混凝土拉应力进行有效释放，并一次完成浇筑混凝土，施工过程中应确保其连续性。该方式的不足之处在

于布设间距小、灵活性差。

（4）施加预应力

通过地下室混凝土拉应力的计算，可进行预应力钢筋设置。预应力施加可以