梁国新
广东南海城乡建筑设计有限公司
摘要: 现阶段很多住宅、办公楼等均附设地下室工程，以满足业主和使用者各种用途的需要。但地下室属于隐蔽工程，在进行结构设计时，需要考虑的因素比较多，如果结构设计出现问题，容易引发地下室工程出现裂缝、渗漏等问题，要维修起来非常困难。文章总结设计经验，对办公楼地下室结构设计进行深入分析，以供参考。
关键词:建筑工程；地下室；结构设计；要点；
前言
随着经济发展，城市建筑越来越多，并且普遍都具有一层或多层地下室，以满足停车、放置各种设施设备、人防等用途。地下室结构设计形式也会随着建筑面积不同而多样化，地下室空间和环境具有特殊性，在对其进行结构设计以及施工过程中需要对地下室所面临的地质条件和环境、地下水文条件等因素进行综合分析和考虑，保证结构设计和施工质量，消除各种设计隐患。
1 建筑工程地下室结构设计要点
1.1 嵌固端设计
在设计嵌固端时，应结合工程具体规模与特点，选择合理的上部结构嵌固端。采用地下室顶板为其嵌固端时，要对地下结构进行认真分析，准确计算出其侧向刚度，根据设计规范指引，对地上1层和地下间的侧向刚度比进行合理控制，通常要达到2或以上。
在对地下侧向刚度进行计算时，应对地上结构范围外的地下室相关部分，即地上结构范围外扩3跨以内的地下室结构，其具体范围应控制在地上结构外延20 m以内。
此外，对于无法利用地下室顶板结构作为嵌固端时或上部结构与地下室结构的侧向刚度无法满足嵌固端的设计要求时，则应采取将嵌固端下延至地下室底板结构的方式来进行嵌固端设计。
1.2 顶板结构设计
地下室结构中，顶板起着重要作用，其主要功能是使地下室连接上部建筑，一定要保证其质量与安全，从而保证整体建筑结构安全和稳定。要重视其结构设计工作，使地下室结构能够与上部结构共同发挥协同作用。此外，还应考虑与之相关的其它因素，包括抗震、人防、消防、绿化等。在具体设计时，应满足排水以及绿化、景观布设需要，对顶板覆土进行控制，保证其厚度在1.2 ~1.5 m之间。防水抗渗也是考虑的重要因素之一，为此顶板厚度要在250 mm或以上。
为防止出现非荷载裂缝，除了顶板净高、强度、裂缝宽度满足要求外，还应选用合适的结构构造及材料。
如果顶板上将会设置消防通道时，在对其进行结构设计中还应加入
消防车荷载等因素，保证顶板能承受来自车载压力，确保安全。
在设计过程中，要以等效均布荷载原则进行，保证其荷载其设计成果满足有关规范要求。
若采用地下室顶板作为上部结构嵌固端时，该顶板必须采用现浇梁板结构，并具体规定顶板厚度以及配筋率等数值。
若顶板还需承担人防用途时，则还应考虑爆炸荷载等因素，最终确定相关数值。
由此可见，在进行地下室底板结构设计过程中，应当结合项目用途和需要，综合考虑各种因素，避免出现设计遗留问题，提高结构设计水平。
1.3 外墙结构设计
地下室外墙由于受到来自外部因素作用较多，如水压力、侧向土压力、
室外地面荷载、自重以及来自上部竖向荷载等，需要对这些因素进行充分考虑，在准确计算出外墙厚度和钢筋配置。
在对其进行结构设计时，要对多项内力因素进行分析，确定基本数据。
如由墙背各层土性确定的土压力系数是计算参数的关键，选择合适的计算简图，并据此协同作用进行支撑结构的设计，保证整体结构安全，提高外墙结构的耐久性。设计外墙时，一般可采用挡土墙设计形式。可借助边界的条件对其进行简化，根据相对刚度比来确定外墙的支撑条件（铰接、固定端、自由端），得到与实际情况相符的计算简图。
如扶壁柱截面尺寸较大的外墙或垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连接的外墙，可采用双向板进行配筋计算，相对应的扶壁柱与内隔墙须与此协同设计，其余外墙可按竖向单向板计算配筋。计算模型简化为固定端的约束外墙的底板，其厚度和配筋与相邻的外墙底部弯矩应匹配，其抗弯能力应不小于外墙，另外对于紧邻地下坡道的外墙、楼梯间开洞部位外墙处等特殊部位均应注意计算简图的正确选取。此外在外墙的结构设计中，还要根据地下室结构特点合理确定其最低配筋率和保护层厚度。
1.4 超长地下室结构设计
随着建筑规模不断扩大，地下室结构长度不断延伸，超长结构容易引起开裂问题，对地下室使用功能正常发挥造成影响。因此，设计时
必须准确计算，并对荷载裂缝进行控制，此外还要重视非荷载裂缝出现问题，尤其是对超长地下室进行结构设计时，一定要按照有关设计规范指引，并根据项目结构特点，采用伸缩缝或者无缝的结构设计方案。
合理控制钢筋直径以及钢筋之间布设间距，并且在结构收缩应力比较集中的位置布设伸缩后浇带，控制宽度在800 mm、间距在30~40 m左右。
此外，还要考虑其它措施例如采用强度等级较低的混凝土、并把微膨胀剂掺入其中，配筋率适当提高、设置膨胀止水条的施工缝等，这些措施都能较好地减小因收缩应力作用造成对对地下室结构不利影响。
还要综合考虑超长地下室结构在差异沉降及耐久性等方面的要求，防止超长地下室出现裂缝抗渗等问题。
1.5 抗震能力设计
地下室在整个建筑物中起着承上启下作用，工程设计过程中要考虑其抗震性能。应当根据所在区域抗震设防裂等级情况，来确定地下室
顶板平面刚度，地下室的墙柱与上部建筑物的墙柱应保持一致，通过采取有效措施，提升地震剪力传递效果，从而使到整个建筑结构更加安全稳固。
若地下室底板用于上部结构嵌固部位时，为保证其能把地震作用传递到上部结构，设计时一定要遵守抗震设计规范，除满足前述嵌固端的侧向刚度比值要求，对其抗震水平也需要分层对待，嵌固部位范围内的地下1层抗震等级应与地上相一致，而地下2层和范围外且无地上结构的部分则可以略低，但要合理控制降低幅度，同时不应低于四级。
1.6 结构抗浮设计
地下室结构设计过程中，必须重视抗浮设计工作。如果地下室所面临的水位变化较大时，不能准确掌握其变化规律，这样所进行的抗浮验算不准确，很容易导致结构上浮，破坏结构构件，无法正常使用。
因此，必须对地下室所面临的地下水位情况以及变化等规律进行准确掌握，确定抗浮设防水位及设计参数，保证准确地计算出抗浮力。
抗浮设计中所计算出的参数，应满足：地下室整体抗浮、汽车坡道、下沉庭院、开大洞处等局部抗浮要求。
此外，还应满足在施工期间及出现洪水期所需要的抗浮要求。
因此，必须严格按照有关设计规范要求，并且结合到地下室顶板结构自重及覆土等因素，合理选择荷载分项系数，如可采用大底盘结构来提高结构抗浮能力等。
还可以从另外一个角度考虑，在确保地下室有足够净空基础上，或对层高及构件高度进行适度减小，这样可以把基底标高稍为抬高，以实现减少抗浮设计水头的目的。如果配重、降低层高无法满足抗浮要求，常采用抗拔桩或抗浮锚杆的抗浮设计方案，抗拔桩或抗浮锚杆对上浮结构产生向下的拉力，从而有效抵抗地下水对结构的浮力。
1.7 差异沉降设计
如果结构设计方案中，高层建筑和裙房间不设置沉降缝时，则应分析其地质条件，如满足端承桩时，则应设置端承桩，但其造价稍高。
此外，还可以根据项目的具体情况，选择相应的地基基础形式，合理
调整地基反力，从而对其出现的差异沉降进行控制。
如针对建筑主楼部分，可以采用复合地基或者桩基；对于裙房部分，
则采用天然地基。此外，可以先对建筑物主楼部分进行施工，等待其封顶并且大部分沉降已经完成后，在进行裙楼施工。
2 结束语
在进行地下室结构设计过程中，广大设计师们，必须以相关设计规范为指引，根据项目具体情况，科学合理对地下室进行结构设计，准确计算出各种参数，面对设计方案进行不断完善和优化，保证设计先进，造价合理，为项目顺利建设和竣工创造有利条件，促进我国建筑行业健康发展。
参考文献
[1] 王艳玲，浅谈地下室结构设计，城市建设理论研究:电子版, 2012(4)
[2]徐朝清，浅析地下室结构设计中需注意的问题，企业技术开发, 2015(22)