建筑地下室结构设计中问题分析

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:王银刚
[导读] 摘要:随着城市人口的增多,地面使用面积也就不能满足市民的要求了,因此,地下停车场等地下室的建筑也随之兴盛。
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        摘要:随着城市人口的增多,地面使用面积也就不能满足市民的要求了,因此,地下停车场等地下室的建筑也随之兴盛。由于城市人口密度大,停车场大多都在地下室,尤其是大型的购物广场更是向地下发展。但在建筑地下室的结构设计构造中,存在一些问题,给安全带来隐患。本文结合工作实践,主要对地下室结构设计的突出问题作出分析,并提出相关结构优化措施。仅供参考!
        关键词:建筑工程;地下室;结构设计;问题;措施
        在现代高层建筑中,地下室都要建设停车场、储存室等基础设施。一般地下室的层数为一二层或是更多 。随着科学技术的发展,社会对建筑地下的利用需求也不断提升, 使城市的土地空间得到更好的利用,提高社会经济效益,地下室的层数和面积也不断增加。就整个房建项目来说,地下室工程所占比例也越来越多。地下室工程处于地面下,给施工难度增大,施工工费增多,施工周期也明显延长。地下室结构具有自己的特殊性,使得设计和施工方都难于相对,与地面建筑相比,地下室结构工程更容易出现质量问题,如:开裂、渗漏等缺陷。所以,为保证地下室的施工质量,设计师一定要结合实际结构情况进行合理的设计,避免开裂、渗漏等问题的出现,也使整个建筑工程质量得到保障。
        一、建筑工程地下室结构设计的问题分析
        进行建筑地下室设计及施工时,关系到的专业领域较多,同时也涉及到很多的专业知识,所以设计时要综合考虑,像人防需求、防火功能、放水功能等等。另外,还要在不同专业之间相互配合。一般情况,建筑地下室和裙房都容易出现上浮问题,建筑地下室无法达到抗浮性能的相关要求的工程案例很多。总的说来,出现这个问题主要表现在这几方面:
        ①结构平面的设计。②抗渗以及抗浮设计。③抗震设计。④结构超长问题应对策略。⑤外墙结构设计。
        二、地下室结构设计的要点问题处理
        1.抗震设计
        社会的发展,市民对建筑工程的抗震要求也随之提高,在建筑项目中,地下室结构设计有很重要的作用,抗震性能也是结构设计中的重要考虑因素,对地震多发地区这点最为重要。为了满足地下室的抗震要求,一定得保证地下室有充足的深度,建筑高度越高,那么地下室埋置深度就越深,方能保障建筑的抗震性能。建筑地下室的抗震性能除深度外,还有施工材料和墙壁结构形式都有直接关系,在对地下室进行设计时,要应用科技的措施,来加固地下室的墙壁,使地下室的抗震达到基本要求。还有,建筑地下室的顶板是和上层建筑紧密贴合的,所以地下室与顶上建筑都应有同样的抗震等级,当出现地震时整个建筑整体也就稳定,若地下室的抗震达不到基本要求,当出现地震时整个建筑就会倾斜或是坍塌。
        2.抗渗、抗浮设计
        地下室施工中,若遇雨水多发地区和地下水位浅的地方,要特别注重地下室的使用周期内的抗浮问题。在这种地方,地下室或裙房部位容易出现上浮问题。对这问题的处理预防措施有下面几方面:
        1) 合理提高基坑底的标高。使地下室抗浮抗渗性能增强,在条件允许情况下,适当提高基坑底的设计标高,应用这种方法可以有效降低抗浮设防水位。
        2)尽量使用宽扁梁和无梁楼盖。对宽扁梁来说,截面跨度在1/16-1/22之间,运用宽扁梁能减小地下部位的深度,这样就能有效降低抗浮水位。
        3)增加地下室的自身重量。加大地下室自重能有效预防地下室上浮。加大地下室重量的位置有:基板加载、顶板加载、边墙加载。这一措施相对设计和施工而言,较为便捷,但是运用这个措施,需要增加大量的增重材料,这些材料给整体结构增加了重量,施工成本也会增加。
        4)抗拔桩的设置。对地下室进行抗渗抗浮设计时,设置抗拔桩这一方法经常用到。要把抗拔桩入坚硬的基岩内部。因施工成本和条件的影响,抗拔桩嵌入基岩深度通常不会很深,为使抗拔桩能发挥最大的作用,要对桩端进行灌浆处理。若基岩层厚度太厚,抗拔桩嵌入深度就会不够 ,那么就要在抗拔桩下部适当的设置成扩大头,这样明显能提高抗拔桩的抗拔能力。
        3.结构超长应对措施
        随着人们对建筑工程的要求的提升,为了满足建筑结构的这一要求,地下室结构超长的情况经济出现,通常长度>40米。在常温的影响下,地下室超长的结构就会变形。加之地下室的环境特殊与复杂性,在周边环境的影响下,设计师要充分考虑应用实际合理的措施。下面分享一下几个相对成功的措施分析:
        1)根据实际设置伸缩后浇带。一般情况下,伸缩后浇带的宽度在800-1 000 mm之间,并不能切断钢筋。
        2)可以运用这几种方法:①混凝土拌制时加入少量的膨胀剂;②增加钢混结构的抗拉强度;③对于结构长度>60米的,应安装膨胀加强带。
        4.地下室外墙结构设计
        在进行地下室设计时,要对外墙结构的土、水压力进行准确计算。要注意下央几个要点:
        1)承载能力。地下室的外墙要负责两方面的压力,一个是水平方向的压力,另一个是垂直方向压力。垂直荷载重力主要来源于地下室及地面部分,水平荷载重力主要来源于地面和侧面土的压力荷载。水平和竖向荷载通常不是决定性的,垂直墙面水平荷载大小来确定墙体配筋数量,这样就根据墙板弯度来计算配筋数量。
        2)静止土压力大小。就建筑工程来,应该结合详细施工条件并通过实验方法来确定,图所示,在地下室外墙载荷分布图实验条件不允许的情况下,通常取砂土系数和粘性土系数大小在 0.34-0.45 和 0.5-0.7 范围内。
       
        地下室外墙载荷分布图
        3)准确计算外墙配筋数量。现代建筑工程地下室外墙普遍都是扶壁柱,对于该种类型的外墙而言,通常不是在扶壁柱尺寸的基础上实施计算,而是根据双向板来计算配筋数量,这样所获得的结果更加准确。
        5.顶板结构设计
        顶板是连接地下室与地面建筑的环节,其重要性是不言而喻的。基于此,必须要重点关注地下室顶板结构设计。在设计地下室顶板结构的时候需要综合考虑覆土厚度以及设备管线、消防车荷载等多方面因素。采取有效方法精确计算地下室顶板承载力大小,在计算过程中需要考虑的因素有建筑功能、高度以及周围环境等。比如某些建筑要求地下室具备抗爆性,即在地下室遭遇爆炸荷载的情况下还能够确保整个建筑的稳定性。总之,相关设计人员在设计地下室顶板结构时必须要结合具体情况准确计算荷载,防止因为考虑不周到而引起设计漏洞,最终导致更为严重的后果。
        三、结语
        在现代化的建筑工程中,地下室已成为整个结构的重要结构部分,整个建筑的稳固性和安全性都受到地下室的质量好坏所影响。加之地下室的特殊性,我们一定要高度关注地下室的结构设计。在设计时,要结合实际地质情况,从多方面考虑问题,并作出举措,一定要把工程质量与经济性两者放平平衡,在工程质量为前提的情况下来优化工程成本。
        参考文献
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        [2]麦广俊.浅析建筑工程人防地下室结构设计[J].科学之友,2011(06):79-80.
        [3]陈杰.高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J].建筑工程技术与设计,2015(29).
        [4]温涛.人防地下室墙体结构优化分析及工程应用[D].广州大学,2012.
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