建筑工程地下室结构设计方法探讨

建筑工程地下室结构设计方法探讨

摘要：在现代建筑工程项目中，如何实现空间的合理运用成为一项需要重视关

键内容，通过在建筑工程中设置地下室，有效的提升了土地空间的利用率，并且

也方便了人们的日常生活。地下室结构是工程设计中的重中之重，地下室设计是

否合理直接关乎着建筑整体稳定性，为此，研究地下室结构设计十分必要。文章

简要讨论了地下室结构设计难点，并对地下室结构设计方法进行了分析，以供参考。

关键词：建筑结构；地下室；结构设计

引言

建设事业的发展使得人们生活品质大幅度提升，在这种形势下，人们更加注

重建筑的质量。为进一步保障建筑的稳定性，基础的处理尤为关键，为满足使用

功能与结构等方面要求，当前许多建筑都会设置地下室，并且建筑高度仍然在持

续增加。由于地下室存在一定的特殊性，其建设难度也高出地上楼层，且施工环

境特殊，为此，地下室结构设计更为关键，这将直接影响到建筑整体品质。

一、地下室结构设计中的难点

地下室工程本身具有一定的特殊性，因此相对于地上结构来说，存在多方面

的设计难点。地下室设计期间应当全面分析外界条件因素，包括建筑所处位置与

其周边环境。地下室结构设计对地质要求较高，同时也要考虑地下室的结构设计

是否具有实用性。因此，在实际设计期间，必须要安排工作人员对周边环境与地

质情况进行考察，同时记录相关的数据，并进行研究，从而确定最为科学的设计

方案。另外，在地下室结构设计期间，还应考虑到地下室的通风状况与各类灾害

的防范，使地下室更加具有实用性。

二、地下室的建筑结构设计方法

1、平面结构设计

在建筑工程中，地下室的平面结构设计要考虑防火要求、使通风、使用功能、排水、采光、坑道、管道等。例如在地下室设计过程中，出现地下室的长度和设

计长度不一致的情况，要通过结构专业，看是否需要变形缝的设置。一般来说，

应当尽可能的少设置变形缝，或是直接不设置，这主要是因为进行变形缝的设置

会导致施工复杂程度提高。许多设计人员为了不设置变形缝，通常会对混凝土外

加剂进行利用，或是进行设置后浇带、地下不设缝等的设计，如若地下室较长，

那么只依靠设置后浇带是难以解决问题的，设计人员则应当分析具体情况，在几

个较小的地下室当中对地下室进行分层，再利用较窄的通道连接各地下室，从而

达到良好的效果。这时则可以把变形缝设置在通道位置，这样以来不但能够减少

接缝数量，同时变形缝所承受的压力也会减少，出现问题也便于修补。一般在酒

店地下室设计时，更多是考虑到地下室车库的设计，确保空间的宽阔并具备足够

的承载力。为此，地下室设计中要重点考虑地下室的实际用途，并在此基础上对

其平面结构进行科学的设计。

2、地下室的抗震设计

进行地下室设计和施工过程中，要重视地下室的抗震性能，由于地下室是建

筑整体最为基础的部位，一旦抗震设计不合理或存在一点差错，都可能导致建筑

整体抗震性能大幅度下降，进而导致建筑的使用安全性降低，威胁到用户的生命

财产安全。为此，要严格审查地下室抗震设计，坚决不允许出现疏忽。通常情况

下，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。

3、地下室底板设计

在地下室底板设计中，抗浮计算与抗渗能力为设计的主要内容，如为人防地

下室还应考虑人防荷载。抗浮计算时，地下室底板应按无梁楼盖的方式进行计算，可采用有限元软件计算，如PKPM软件JCCAD模块中的防水板抗浮计算等。按无

梁楼盖方式计算时，应考虑独基或承台作为柱帽的有利作用。地下室底板应验算

施工阶段和使用阶段两种工况下的的抗浮稳定性。抗浮设防水位由工程地质勘察

报告提供，地下水浮力按标准值计算，抗浮安全系数一般取1.05。在地下水作用下，地下室底板应具有足够的强度和刚度，且应进行浮力作用下的抗弯、抗剪和

抗冲切承载力验算。抗浮（渗）板厚度一般≥250mm，抗浮板底部还应设置松散

材料垫层，以防止柱基沉降时，抗浮板受到向上的土压力。当地下室底板抗浮验

算不满足要求时，需采取必要的抗浮措施，如设置抗浮锚杆或抗拔桩，增加结构

配重，地下室底板下释放水浮力等。地下室整体抗浮验算时，需对结构自重较小

的区域进行局部验算。抗浮验算不满足时，可采取与底板类似的抗浮措施。

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至0.7之间，选取的砂土可以是在0.34至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。对于地下室的外墙处合理配筋的计算，如果设计有扶

壁柱形式的外墙，就需要依据设计的要求利用双向板对配筋实施计算，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，而扶壁柱的配筋相对少、力量弱，致

使墙体竖向配筋承载力不足。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。

5、地下室结构超长的情况处理

在很多情况下，地下室的结构设计都可能出现超长的情况，超出40m~50m

的情况还是比较常见的，一旦这种情况产生，对于地下室质量的维护是十分不利的，为此，有必要采取针对性的措施。在此种条件下，地下室虽然不容易被温度、湿度等方面影响，但却极容易被周边环境所带来的压缩力与约束力所影响，从而

发生裂缝。为此，最为关键的问题就是加强对裂缝的控制。一般来说，可以采取

增设后浇带的方法，普通的后浇带宽度设计为80cm~100cm即可，钢筋在后浇带

的保护下不容易断裂，而在超长的情况下，后浇带的宽度应当适当改变，根据钢

筋搭接需要的最低尺寸和搭接需要的操作空间来实际确定。此外，也可以采取如