谢宗帅
上海建筑设计研究院有限公司海南分公司，海南 海口 570100
摘要：随着我国建筑工程的发展进步，大量的高层建筑开始新建电梯设备备用房等功能性建筑，地下室作为整个建筑的附属建筑空间，停车场，结构加强部位其不光保证了高层建筑空间和结构的设计合理性，还解决了功能型设备房屋建筑占地的问题。本文针对现代地下室建筑结构的设计进行研究， 分析地下室底板设计，顶板设计，外墙设计，荷载设计以及后浇带设计。希望能够为对应的单位优化施工，提升设计质量。
关键词：高层房建工程;地下室结构;设计;
中图分类号：TU712 文献标识码：A
1建筑工程地下室结构设计需注意的问题及处理方法
1.1抗震设计
地震是国内较常见的自然灾害，强级地震会损害建筑的承重结构，对居民的生命财产安全形成严重威胁，重大的地震灾害会造成大面积建筑坍塌和人员伤亡事故。所以，设计人员应重视地下室的结构设计工作，地下室的抗震设计等级必须符合规范要求。根据高规3.9.5条规定：当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层相关范围内的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造 措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。同时作为嵌固端的地下室顶板厚度宜≥180mm，混凝土等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率宜≥0.25%；地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍。当嵌固端为基础顶部时，基础顶部以上地下室的抗震等级均同上部结构设计，且上部塔楼计算时尚应连带着上部塔楼相关范围内的地下室部分（一般取塔楼周围两跨范围）整体计算，此时地下室顶板厚度可按普通地下室取值，板厚不宜小于160mm，其最小构造配筋率根据楼板混凝土等级不应小于0.2%和45ft/fy的较大值（同时应满足其计算要求）。
1.2 抗渗透设计和抗浮设计
在地下室的建设过程中，地下土层的积水会产生渗透作用，虽然设计时设计人员会充分考虑周围土层对地下室的影响作用，但由于建筑施工本身的特性，渗透积水仍会对地下室造成侵蚀，如果建筑工程所在地有较长期的雨水季节，地下室还会发生上浮现象，土层含水量也会逐渐增加，不断浸润地下室的结构墙体，最终使地下室墙体损毁、开裂，引发工程质量问题。因此，地下室的抗渗透设计是技术人员面临的较大设计难题。
地下室的抗浮设计需考虑地下水位变化。如果地下室设计只考虑正常使用状况，未将施工过程作为工程设计影响因素，容易使地下室在施工建设期因抗浮效果未达到设计标准而使建筑物局部发生破坏；或者地下室的大部分面积承受建筑荷载，局部承受建筑物荷载较小或未承受荷载，地下室承受荷载不均会导致建筑结构受到损毁，这些情况都是设计和施工工作中的难点，需要设计人员在进行抗浮设计时对工程实际情况进行全面分析，然后再确定设计方案。
抗渗透设计一般采取如下方法：一是在混凝土内加入抗渗混凝土；二是应严格按建筑防水要求做好防水工作（与土或水直接接触的地下室底板、外墙、顶板均应采用抗渗混凝土并设置防水卷材）；三是根据实际需求适当提高板厚、配筋率。抗浮设计一般采取如下方法：一是在施工期间应做好降水排水工作。二是局部单层地库或多层建筑下自重不足之处可通过设置抗拔桩、抗拔锚杆等抗拔措施，也可以通过增加建筑本身压重的方式（如增加底板厚度、增加底板或顶板的覆土厚度等措施）来完成抗浮要求。
1.3高层建筑地下室结构的荷载设计
针对建筑结构体系中的人防荷载、消防车道荷载、覆土荷载以及地下室自重荷载，对应的单位也要提前计算好荷载分布，并按照相关规定开展有效的荷载组合和控制，以此来完成高层建筑地下室结构的相关设计。对于常见的承受荷载较大的构件如顶板，外墙，以及基础等要进行一一分析，采用相对应的荷载组合控制进行设计。同时应注意防止荷载遗漏从而对整个建筑工程造成损害。
1.4地下室结构的外墙设计
针对高层建筑结构的地下室外墙施工设计，应根据建筑总图覆土情况和详细勘察报告抗浮水位标高进行计算 ，应同时满足计算要求的墙厚 、配筋及其裂缝控制值；地下室外墙还应注意与之相连的顶板是否开洞，如楼板开洞则洞口处地下室外墙计算时其顶部应按自由端设计，如楼板不开洞则地下室外墙计算时其顶部应按铰接设计。不同的情况，地下室外墙的厚度、配筋都有可能不同。
1.5地下室结构的底板设计
随着我国建筑工程的发展进步，大量的高层建筑开始新建电梯设备备用房等功能性建筑，地下室作为整个建筑的附属建筑，有着极强的运用价值和意义。地下室结构设计时候，针对地下室底板的抗渗性和抗浮水位进行研究，按规范要求设置不小于100mm的C15混凝土垫层，底板应满足规范要求的最小保护层厚度、最小配筋率的要求；并应采用抗渗混凝土和设置防水卷材。
1.6顶板设计
高层建筑地下室结构设计中，顶板设计尤为重要，地下室顶板应满足规范要求的最小厚度和最小配筋率的要求，有人防是应考虑人防荷载，并应满足人防最小构造要求。同时地下室顶板顶部与土接触面应设置防水卷材并应采用抗渗混凝土。再满足建筑要求的情况下梁系布置宜采用更经济简洁的布置方式（如大板或单向双梁，尽量不要采用井字梁这种比较不经济的布置方式）。
1.7地下室沉降后浇带、温度后浇带的布置和膨胀加强带的布置。
地下室的后浇带可分为沉降后浇带和温度后浇带。设置沉降后浇带是为了确保建筑物沉降均匀，避免因过度的不均匀沉降使建筑体发生断裂或开裂。在设计时，有目的地将层数差别较大建筑分成几个部分，使建筑物在施工期间从上部至基础可以自由均匀的沉降，降低不均匀沉降对建筑体的影响。温度后浇带是防止建筑物因温度变化，发生过度收缩而导致建筑体发生断裂或开裂。在施工中将面积较大的地下室沿着纵横两个方向设置一定数量的温度后浇带（地下室一般30~40米左右设置一道温度后浇带），降低建筑物受温度变化产生收缩变形的影响。膨胀加强带是通过在结构预设的后浇带部位浇筑补偿收缩混凝土，减少或取消后浇带和伸缩缝、延长构件连续浇筑的长度的一种技术措施，可分为连续式、间歇式和后浇式三种。连续式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与两侧相邻混凝土同时浇筑；间歇式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与一侧相邻的混凝土同时浇筑，而另一侧是施工缝；后浇式膨胀加强带与常规后浇带的浇筑方式相同。膨胀加强带无论哪种形式，都需要在带内和带外添加补偿收缩混凝土，有限制膨胀率的要求，而后浇带只是在带内有要求添加膨胀剂。一些需要缩短工期或不适合设置后浇带的部位可设置连续式膨胀加强带连续浇筑。
工程的后浇带宽度一般为800~1000mm宽,沉降后浇带应在主体结构封顶且沉降基本稳定后方可采用高一级的微膨胀补偿收缩混凝土浇筑；温度后浇带浇筑时间为两侧混凝土浇筑后45天，采用高一级的微膨胀补偿收缩混凝土浇筑。结构设计时必须根据项目具体情况合理布置后浇带或加强带及其布置的间距。同时地下室需满足相应的防水要求，后浇带是防水薄弱处，施工中应妥善处理，避免地下水渗透对建筑造成影响。
1.8施工措施研究管理
地下室施工期间应做好防水排水工作，设置足够的降水井和排水沟，以免施工期间底板上浮。同时筏板和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌注素混凝土或搅拌流动性水泥土，或采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层夯实，其压实系数不小于0.94，同时注意不能采用苯板代替砖墙作为地下室外墙的防水保护。
结束语
地下室处于建筑物的最底部，承担建筑物的整体负荷，属于建筑 的底部加强部位，对建筑整体的稳固性和安全性具有重要的影响作用。工程设计人员应重视地下室的设计工作，确保地下室达到荷载设计和抗震设计要求的同时，还要使地下室具备一定的抗渗防水功能。提升地下室的设计水平，确保建筑质量达到规范要求。
参考文献
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