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摘要：高层建筑地下室结构设计不是一个单一独立的过程，而是需要和整体建筑设计结合起来，综合考虑其使用功能和安全功能，只有做好全方位的考虑才能达到地下室结构优化设计的目标。在具体设计中为保证地下室结构设计工作能同时起到经济效益和社会效益，需从地下室结构设计问题、特点和内容着手，然后分步骤做好基础结构的优化设计以及抗震、抗浮和抗渗等方面的设计。
关键词：高层建筑；地下室；结构设计优化
引言
鉴于科学开展建筑工程地下室结构设计工作对于建筑工程的高质量建设完成具有重要意义，文章首先对建筑工程地下室结构设计现存问题展开分析，然后针对问题产生的主要原因，结合工程实例，提出几点建筑工程地下室结构设计策略，希望可以对相关人员起到一定的参考作用。
1地下室结构设计存在的问题
随着高层建筑的不断增多，地下室工程也越来越多，且对于高层建筑的安全稳定性起着基础性作用，为此做好地下室结构的设计对于提高建筑的整体稳定性具有十分重要的意义。然而在实际设计施工中，由于地下室工程包含的专业较多，且地下室结构设计施工需要考虑的因素很多，地下室施工环境复杂，所以在设计上难度很大且需要花费大量的资金人力。一般而言，地下室结构设计应包含防水防火、基本功能、人防、装备住房以及管路、地下水道、积水、进风、朝向等方面的设计，尤其对于大底盘地下室的高层建筑而言，还要做好抗浮抗震设计，一旦某一个环节出现问题或没有完全和设计标准相符就可能会影响其他环节施工，影响整个地下室结构的安全稳定性。目前在技术方面，地下室结构设计主要存在的问题包括：第一，结构平面的设计问题，即对于地下室基础结构，如外墙、底板等部分的设计施工而言，不管是施工材料、模板设计还是施工工艺还有较大的提升空间。第二，关于地下室结构的抗震设计，在结构设计中只要出现不合理就可能会影响整体建筑的稳定，使抗震能力下降。同时地下室要承受上部建筑物的压力，在这部分压力超过地下室结构自身可以承载的能力后就会出现不均匀沉降从而使建筑发生下沉或变形，影响整个建筑物的安全稳定。第三，关于地下室抗浮和抗渗漏的设计问题。在一些高层、多层和超高层房屋建筑的地下室中，之所以会出现渗漏问题，主要和施工缝没有严密处理、混凝土本身抗渗性能不好以及结构变形有关。第四，关于地下室结构超长问题。
2建筑工程地下室结构设计主要策略
2.1水平结构设计策略
在建筑工程地下室水平结构设计工作中，设计工作人员应对通风、防火、人防、公用设施、机房、管道、排水以及照明等专业设计内容进行全面考量。根据地下室施工需要解决的现存设计专业问题，以照明设计为例，地下室照明设计本身存在一定难度，设计师应保证地下室照明设计起到良好的照明效果，如在侧墙位置进行额外光照附加设计，对无灯座外壁进行设置，就可以让光照设备与地下室屋顶直接连接，进而让地下室整体结构稳定性得到保证，转移外部因素对侧墙、地板的影响，满足整体建筑结构要求。
2.2防渗结构设计策略
在地下室结构设计工作中，设计师应对地下水位问题予以高度重视，做好建筑结构防渗设计工作。一般情况下，受地下水位影响，如果设计师存在防潮、防洪设计不足问题，引起地下室抗膨胀性不足、泄露严重，就会导致局部裂缝问题。在具体的设计工作中，设计师可采用主要防渗结构设计策略如下。
首先，设计师可以有效使用补偿收缩混凝土，通过在混凝土中加入少量膨胀剂，可以让混凝土膨胀值、最终收缩值得到有效平衡，让其差值不小于混凝土抗拉强度，以对混凝土裂缝起到控制作用。其次，设计师应明确膨胀剂所起到的膨胀应变效果无法让混凝土早期收缩变形得到完全补偿，因此为保证收缩变形补偿效果，设计师可以选择使用混凝土连铸连续施工，之后进行注入处理措施。和长期变形接头施工技术相比，此技术应用具有一定的先进性。最后，设计师应在设计中考量利用混凝土材料提升钢筋抗应变能力，如在侧壁中添加水平施工内容，就可以让混凝土表面层得以加固，在侧壁方面，考虑到混凝土具有差异化膨胀系数，设计师可以在参数设置中间位置调整参数。
2.3建筑地下室基础结构设计
建筑地下室结构中，底板、墙壁、后浇带等是基础性结构，这些结构在设计阶段是否设计合理对于整个地下室结构稳定性来说具有决定性作用，因此在地下室结构优化设计中首先必须保证基础结构的设计优化。比如关于底板设计，注意使用加强性底板模板，并使用止水环撑头做法来避免模板膨胀，同时还能增强墙面的厚度也能起到一定的防水作用。注意混凝土的搅拌比例，在浇筑时采用先竖向后横向的原则，且保证浇筑的时间间隔不能超过2小时。在后浇带设计施工中，首先要求在主楼沉降完全后再进行后浇带施工，并做好对杂质、裂缝等的处理。对于材料的选择必须是不收缩的混凝土，在施工前可在混凝土中添加早强减水剂来增强后浇带的硬度。此外还要做好对垂直施工缝的处理，控制施工温度、注意对时间的把控，应结合具体工程情况合理设置结构、外观尺寸和形状等。在地下室外墙设计施工时，注意做好防漏水设计，应结合实际情况合理设置竖向施工缝，控制混凝土的振捣与浇筑，保证一次成型，从而可有效提高外墙的连续性和整体性。在地下室肋梁设计施工时，要求做好肋梁混凝土密实度与强度设计，采用底板和肋梁同时施工的方式。
2.4抗震设计
地下室结构抗震设计容易出现的问题是，对于高层多层建筑而言，地下室的埋深不符合标准要求，层数或总高度超出规定要求。同时，地下室的顶板是上部结构嵌固端，对于地下室结构的抗震能力起着关键性作用，地下室一层的抗震等级是三级，上部结构却是二级，这和建筑抗震设计的规范也不相符。如果出现地下室设计问题就会对整个建筑的抗震能力产生极大的不利影响，为此必须结合工程施工要求做好严格审查，要求地下室埋深应大于地下室外地面以上高度，这样就不再计算半地下室的层数，总的高度从地下室外地面开始算起。
2.5抗浮、抗渗设计
在地下室结构抗浮和抗渗设计中，容易出现未经勘查或勘查报告不严谨的情况，导致所提供的计算浮力的地下水位及其变幅不准确，对斜坡道没有进行抗浮验算，没有对斜坡道和主体缝隙进行处理，抗浮的验算和建筑结构荷载规范要求不相符。此外，忽视对地下室施工阶段和洪水期的设计考虑，使地下室施工时因为抗浮能力不足而出现局部破坏，同时因为地下室面积较大、形状不规则，地下室上部局部没有建筑，因此抗浮设计相对很难，而且这些存在的问题难以处理，必须做好详细分析后才能开始设计优化工作。地下室结构设计中抗渗设计也是一个难点，因为钢筋混凝土结构容易出现施工裂缝，为避免裂缝过大引起渗漏事故应采取以下措施加以解决。第一，使用补偿收缩性混凝土，并在混凝土添加掺微膨胀剂来抵消混凝土的收缩值。第二，设置膨胀带，避免混凝土出现早期收缩变形，同时实现混凝土的连续浇筑和无缝施工。第三，合理设置后浇带，后浇带是早期释放混凝土约束力的一种措施，对于处理长久性的裂缝具有十分重要的作用。
结语
综上所述，在地下室结构设计工作中，设计师通过做好水平结构设计、防渗结构设计、抗震结构设计、外墙结构设计以及超长结构设计工作，可以让地下室结构设计科学性、全面性得到保证，为建筑工程项目顺利建设、如期投运奠定基础。
参考文献：
[1]谢桂林.建筑工程中地下室结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2019(22):53.