谈建筑工程地下室结构设计

发表时间:2021/7/2   来源:《建筑设计管理》2021年2期   作者:闫金山
[导读] 建筑设计是施工作业的重要依据,科学设计的施工图能够保证建筑工程的结构、质量符合规范标准,实现建筑工程的经济效益和社会效益
        闫金山
        身份证:15010319890321**** 呼和浩特市 010000
        摘要:建筑设计是施工作业的重要依据,科学设计的施工图能够保证建筑工程的结构、质量符合规范标准,实现建筑工程的经济效益和社会效益。设计的质量决定工程整体的建筑质量,所以要求设计人员具有较高水平的专业素质,保证设计达到建设方的要求和标准。在建筑工程的设计过程中,应重视地下室的结构设计工作。地下室处于建筑最底层位置,一般情况下承担着建筑的全部荷载,对整体建筑的稳固性起到重要的影响作用,同时也决定着工程的建设质量,工程人员有必要对建筑工程的地下室结构设计进行详细研究。
        关键词:建筑工程;地下室结构;设计方法
引言
        新时期,地下室的设计水平愈来愈高,相应的工程也具有更高的安全系数。但地下室面积日益扩大,迫使设计也变得更加复杂化,设计人员需要从多方面考虑。尤其是在现代城市的发展中,特别需要注意建筑的常见设计问题,并及时加以妥善处理,以此来有效促进工程建设事业的可持续发展。
1建筑工程地下室结构的设计难点
        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。不同地区的建筑工程应采用相适宜的抗震设计。设计人员在工作前,需要进行实地勘察,对勘察结果进行科学分析,将分析结果作为抗震设计的重要依据,确保建筑工程的地下室结构具备相应的抗震能力。抗震设计还要充分考虑建筑工程的地质条件,发生地震时,土质的压实度也会较大程度影响地建筑结构的稳固性,有效结合土质特性进行设计,可以提升地下室结构的抗震能力。
        1.2渗漏设计
        高层建筑的地下室防水在受到破坏后会导致地下水渗入,对地下室外墙及结构造成损害,出现钢筋锈蚀或混凝土结构毁坏等,不仅严重影响地下室的结构安全,而且对建筑的使用寿命也存在较大的影响。此外,为节省空间,高层建筑的设计与建设会将一些重要设备和控制室设置在地下结构部分,甚至会在地下结构中开设商场及库房等空间功能,而地下结构的防水一旦被破坏,在受到地下水的侵蚀影响后,就会发生相应的物品、设备及建筑功能受损的情况,影响十分不利。
        1.3建筑超长结构设计
        我国经济水平的不断提高,推动建筑行业迅猛发展,综合大型建筑逐渐代替传统小型建筑。综合性大型建筑为了增加内部空间并提高商用价值,多具有大横跨的特点。超长横跨结构使建筑工程的设计和施工难度增加,为了保证建筑物的质量和安全性,建筑设计人员需具备较高的专业能力。在进行建筑整体设计时,要全面考虑建筑结构特性和结构承载力,关注混凝土收缩性能和地下室温度变化对建筑结构的影响,避免因受力不均或温差过大等原因导致地下室墙体开裂。
2建筑工程地下室结构设计方法
        2.1附加防水层的设计
        在地下工程中,单一化结构自防水方式,势必会造成工程施工存在显著缺陷。目前很多建筑工程中,都较为依赖外加剂的应用,这同样也是相对不合理的。特别是在地下工程中,通常不能有效规避防水混凝土受到地下水的渗透作用,难以规避多样化外力对混凝土结构所带来的负面性影响;也无法避免混凝土结构产生裂缝问题而引发渗漏情况。同时需要深入考究混凝土的耐用性,所以,对于防水要求相对较为严苛的地下工程而言,即便是地下的水位相对较低,也需要在混凝土结构的迎水面上设置相应的附加防水层。


        2.2地下室变形缝与后浇带设计
        高层建筑的变形缝包括沉降缝、伸缩缝和防震缝。设置沉降缝是为了确保建筑物沉降均匀,避免因过度沉降使建筑体发生断裂。在施工过程中,有目的地将建筑分成几个部分,使建筑物从上部至基础完全断开,降低不均匀沉降对建筑体的影响;伸缩缝(如图1所示)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。在施工中将建筑物从基础向上断开,降低建筑物受温度变化产生收缩变形的影响;防震缝主要为防止建筑物受地震破坏。施工中有规律地将建筑体划分为若干具有规律性和独立性的防震单元,发生地震灾害时,建筑体不会因震动单元不规则而受损毁。设置防震缝可采取断开基础的设计方案,也可采取不断开的设计方案。工程的结构设计必须将上述三种变形缝考虑在内,合理设置变形缝,可以提升建筑体的稳定性。高层建筑物的地下室需满足相应的防水要求,变形缝是防水薄弱处,施工中应妥善处理,避免地下水渗透对建筑造成影响。地下室的设计常采用后浇带和加强带等工程措施,有效防止变形缝发生渗水现象。设计技术人员需注意使用后浇带施工方案,不能直接降低建筑物在使用过程中,结构体承受的温度和沉降引起的应力。
        2.3挡土墙及基础设计
        建筑室内外高差450mm,地下室在塔楼东侧外扩两跨,覆土厚度600mm,纯地下室板顶标高-1.050m,板顶活荷载10kN/m2。塔楼西侧为地下室入口坡道。本工程防水板顶标高-4.700m,防水板厚度h=450mm,地下室建筑功能为车库,活荷载取4kN/m2。塔楼下承台类型为四桩承台和五桩承台,承台厚度1300mm。纯地下室区域设置三桩承台,为改善承台的受力状态,两桩侧布置在地下室的外部。坡道设单桩承台,桩作抗拔桩使用。一般位置挡土墙简化为单向板,墙底和墙顶分别按固定支座和铰接支座处理。挡土墙计算时,采用静止土压力,水位取室外地面下0.5m,即-0.95m。裂缝允许值按照0.2mm控制,地下室外墙迎水面混凝土保护层厚度取50mm,裂缝计算保护层厚度取30mm,附加构造钢筋网片。
        2.4重点区域的防水设计
        排气孔与孙女墙等位置是需要核心做好防水举措的区域。因为其往往会引发积水问题产生,同时也是严重影响屋面排水的区域。在设计的具体过程中,需要格外关注细部节点的防水设计。比如,高出屋面的烟道旁等区域,尽可能保证与屋面结构保持一体,直接开展钢筋混凝土防水圈的整体浇筑建设,同时其具体浇筑的高度也需要至少高于防水面层约250cm以上,之后贴合在柔性的防水层。孙女墙因为长期暴露在外部环境中,因此大面积会受到空气氧化等问题的影响,纵向墙体结构与砂浆层大面积会产生变形等情况。倘若产生裂缝,则会让雨水等渗透到建筑内部。所以,需要沿着屋面的孙女墙的纵向区域,每间隔三米的区域建设一道钢筋混凝土的架构柱体,与此同时,还需要每间隔三米的区域与大面积会产生变形缝的区域再进行独立的分隔缝设置。
结束语
        综上所述,地下室防水设计是高层建筑设计的重要内容之一,一旦对建筑地下室设计的控制管理重视不足,导致建筑地下室设计的质量出现问题,将会对地下室结构安全及建筑工程整体质量产生较大的威胁,从而影响建筑企业的良好发展。因此,从建筑地下室防水设计的基本原则和要求出发,对其设计开展的关键点进行准确把握,从而采取合理、有效的方法措施,对建筑地下室防水设计的质量和效果进行保障,不断优化和提升建筑地下室防水的耐久性与可靠性,具有十分积极的作用和意义。
参考文献
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