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摘要：高层建筑地下室的设计细节繁多，一般来说建筑的层高越高，相应的基坑深度亦越深，加之大底盘地下室结合地上多塔结构整体基础的常见化，更易导致建筑物基础出现不均匀沉降等问题，为此，本文针对高层建筑地下室设计与不均匀沉降处理问题及处理对策进行分析，以供参考。
关键词：高层建筑；地下室设计；不均匀沉降；处理
一、高层建筑地下室设计
1、配筋设计
在进行地下室配筋设计的过程中，钢筋使用量是比较关键的控制内容。在配筋设计的前期阶段，设计人员需要全面考量地下室钢筋混凝土结构的配筋需求，确保配筋设计符合相关技术标准和施工规范，钢筋材料的实际用量要结合不同结构部位进行设置，配筋要分主次，确保配置的合理性，防止出现资源浪费。此外，对于地下室内部占地范围较大且承担主要承载作用的墙体结构，在进行配筋设计的时候，要结合其双向受力的实际情况进行配筋设计。在进行扶壁柱的配筋设计的时候，可以忽略侧向约束作用力，但是要将其作为双向板完成配筋设计。此外，地下室其他结构要按照单向板进行配筋量的合理计算。
2、局部结构强化设计
在进行地下室设计的过程中，对于某些特殊结构部位必须要进行强化设计，例如，在进行地下室外墙计算的时候，其底板结构为其外墙结构的嵌固端，此时可以认定侧壁底部的弯矩尺寸和其相邻底板位置的弯矩尺寸相同，底板部分的抗弯性要优于侧壁，底板厚度要严格控制配筋量。
3、抗浮设计
如果地下室的深度较深，或者地下水位相对较浅，那么地下室抗浮性及裙房抗浮性可能会不达标，为了避免这种情况出现，设计人员要注重地下室的抗浮设计，常见设计方式主要包括以下几点。
首先，设计人员要尽可能提升基坑坑底部位置的设计标高，这样一来能够间接的将地下室抗浮的设防水位有效降低。高层建筑中的基础底板模式通常会有两种，一种为梁板式筏板基础，一种为平板式筏板基础。这两种基础类型的填覆土重量基本一致，平板式筏板的整体基础高度要稍高于梁板式筏板基础。如果要保证基顶的标高保持不变，那么平板式筏板基础的埋设深度要略高于前者，应用这种类型的基础底板能够有效降低抗地下室基础的抗浮水位。
其次，通过提升地下室层高来增加地下室整体总量，也能够有效提升地下室的抗浮性能。应用此种设计方式的时候要对地下室地基土的实际承载力进行检测，在对地下室地基结构的承载力进行修正的时候，通过增加地下室层高能够显著提升主体结构的整体埋深，增加层高的方式主要有以下几种，第一种是提升基础配重，常见设计方式有加厚基础底板、应用容量大的价格比较低廉的基础顶面填料或者加厚基础顶面的覆土厚度。但是这种方式在增加地下室基础配重的同时还加深的基础的埋深深度，间接提升地下室抗浮设防水位的上限，因此存在一定的弊端，适用性不强。第二种是通过提升地下室顶板整体厚度来实现提升总重量的目的，这种方式不会导致基坑底部标高增加，使用加厚顶板之后还可以节省次梁结构的设置。但是此种方式会导致地下室顶板框架梁结构的整体负荷加重，加厚顶板厚度有限，因此实际应用效果也有限。
第三，可以在地下室合理设置抗浮桩。通常情况下，地下室的抗浮设防水位的设置一般是依照历年的最高地下水位参数以及近几年的水位变化分析结果进行设置，即使后续地下室的抗浮设防水位要进行调整修正，也要按照相应的统计参数和规律进行调整，但是通过设置抗浮桩很难达到技术标准，因此，设置的抗浮桩主要作用相当于抗压桩，抗浮桩具有的反作用力能够有效抑制地下室结构发生的沉降，但是对于没有沉降缝结构且底盘相对较大的地下室空间，其裙房结构和主体结构之间往往容易出现较大不均匀沉降。
在设置抗浮桩的时候，设计人员要充分考量地下水实际压力、底板配筋情况以及其内应力大小，如果地下室的水位长期处于较高水平，那么不宜采用增设抗浮桩的设计方式，因此，设计人员要结合地下室实际情况选择抗浮设计方案。
4、抗裂设计
地下室外墙的混凝土结构在使用过程中结构本身容易受到外界干扰，以及基坑侧壁和结构性质的约束，进而产生结构拉应力，导致墙体出现收缩裂缝，地下室外墙结构出现的裂缝宽度通常不会超过0.2mm。在很多地下室设计中，由于考虑不够充分或者处理不当，例如设计过程遗漏抗裂验算、底板及外墙连接设计存在缺陷或者超长结构未设置后浇带等等，都会导致后续外墙结构发生开裂渗漏等问题。为避免地下室结构出现开裂渗漏等问题，设计人员要进行以下抗裂设计进行有效预防。
首先，可以补偿收缩混凝土，也就是在混凝土材料中加入适当比例的HEA及UEA等膨胀剂。一般情况下，如果混凝土的膨胀值和混凝土最终收缩值之间的差值，与混凝土材料的拉伸极限相等，或者大于极限值，能够有效抑制后续裂缝的产生。其次，可以设置膨胀带。混凝土中加入的膨胀剂发生膨胀变形之后，不会作为其早期收缩形变的补偿，因此为了实现混凝土的无缝施工，要设置补偿收缩带，通常来说，如果墙体超过60m，需要设置膨胀加强带。
第三，要设置后浇带。这种方式能够有效释放混凝土结构早期的约束力，与长久性变形缝相比，已经有很大的改进，抗裂作用效果比较显著。第四，可以致力于提升地下室钢筋砼的抗拉性能，在混凝土中要加入抗形变的钢筋材料，在侧壁结构中应设置水平温度筋，以用来强化混凝土结构面层。地下室侧壁结构同时受到顶板结构和底板结构的约束作用，混凝土膨胀程度不相同，为此可以设置水平暗梁，来平衡结构的拉应力。
二、高层建筑地下室不均匀沉降处理措施
高层建筑的地下室经常会出现不均匀沉降问题，为了尽量抑制这种问题的出现，设计人员通常会采用以下几种处理措施。
首先，可以在高层建筑和裙房结构之间设置相应的沉降缝，防止发生沉降产生结构应力，令二者互不干扰，每个独立部分进行自由沉降，但是这种处理方式稍有不慎可能会导致基础埋深和地下室结构的防渗漏属性遭到影响。其次，可不再高层建筑和裙房结构中间设置沉降缝，而是应用端承桩结构，将其设置在硬度较高的基础岩层或者砂卵石层结构上。这样的处理方式既能够满足地基结构的承载需求，又能有效抑制沉降，控制沉降差。这种处理方式需要应用大量基础材料，因此通常被应用在超高层建筑的地下室工程中。第三，可以通过调整地基反作用力的方式来抑制不均匀沉降问题，这样一来能够尽量减少地基反作用力差值，例如，在裙房结构的建设中应用天然地基，建筑主体结构应用桩基结构或者复合型地基结构。建筑主体结构应用箱基或者筏基，裙房结构的建设可以应用条形基础。第四，可以在主楼和裙房结构之间设置后浇带，先完成主楼施工，带其封顶结束沉降完成之后再进行裙房结构的建设施工。两部分施工内容都完成，且沉降反应稳定之后再完成后浇带的施工。这样一来一方面消除了沉降缝设置的相关技术难题，与此同时有效控制沉降差。
结语：综上所述，地下室的结构设计是一个综合性很强问题，现代高层建筑由于地下工程庞大，建设工程在地下的投资已经接近甚至超过了地上，因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高地下室结构设计的水平，真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。
参考文献：
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