夏 辉 曹元超
淄博市建筑设计研究院 山东淄博 255037
摘要：进入21世纪以来，在社会经济稳步发展的背景下，我国建筑工程事业呈现了快速的发展态势。与此同时，随着建筑工艺技术、材料的不断成熟及创新，高层建筑的数量也逐渐增多。而从高层房建工程来看，其地下室结构设计属于非常重要的环节，要想使高层房建工程地下室结构设计体现出优化及完善的特点，则需落实有效设计技术方法。因此，本文以高层房建工程地下室结构设计的现状及问题为切入点，进一步分析高层房建工程地下室结构设计技术方法的实施进行分析，旨在提高高层房建工程地下室结构设计方案的合理性及科学性。
关键词：高层房建工程；地下室；结构设计；现状；问题；设计技术方法
随着建筑行业的不断发展，高层建筑的数量逐渐增多。从高层房建工程层面来看，地下室结构设计是非常重要的一个环节。但是，从现状来看在此环节设计过程中，尚且存在一些有待解决的问题，比如：变形缝问题、防水问题、地下室层高问题等[1]。为了解决这些问题，使高层房建工程地下室结构设计体现出合理、科学、优化等特点优势，因此本文围绕“高层房建工程中的地下室结构设计”进行分析研究价值意义显著。
1.高层房建工程地下室结构设计现状及问题分析
1.1现状
从现状来看，地下室结构设计是我国高层房建工程非常重要的一部分。并且，设计单位在高层房建工程设计过程中，对地下室结构设计非常重视。但是，基于高层房建工程总体造价当中，地下室成本占比颇高，同时会受到一些因素的影响，比如工程项目所处地区的地质地形、气候环境等，从而引发抗浮能力低、沉降不均等安全隐患问题，使得地下室结构设计的难度加大。此外，地下室结构设计是一项系统化、复杂程度高的项目，若未能综合考虑与其他构筑物之间的关系，在设计方案不够合理优化的情况下，则易引发一系列的安全隐患问题，不利于高层房建工程整体效益的提升。
1.2问题
从现状来看，高层房建工程地下室结构设计尚且存在一些有待解决的问题，集中体现在变形缝问题、防水问题、地下室层高问题等方面，具体如下：
（1）变形缝。在高层房建工程项目当中，变形缝的类型较多，主要包括沉降缝、防震缝及伸缩缝，针对不同的变形缝，需采取不同的设置方法，具体为：①沉降缝，其设置需基于上部位置出发，然后至底部位置均作断开处理，将整体建筑划分成若干个部分，同时保证每一个部分沉降的均匀性，从而使因沉降过大引发的建筑开裂破坏等质量隐患问题能够得到有效预防控制；②防震缝，需尽可能避免设置，但如果结构竖向，或平面布置缺乏规则性，同时难以合理优化调整，可以进行防震缝的设置，从而使整体建筑划分成若干个简单的结构单元；防震缝可以根据沉降缝的情况，一直贯穿至地基；在无沉降问题的情况下，则可基于地下室或基础以上部位贯通；若为多层地下室结构，同时在上部结构方面，为具有裙房的多塔结构，可以采取防震缝，将裙房基于地下室以上位置实施隔开处理，当然需保证地下室顶板具备较强的刚性，能够把地震产生的剪力分散至各个不同的地下室位置当中；③伸缩缝，通常基于基础以上部位，将建筑物断开，进而使建筑物因温度改变而导致开裂的问题避免发生[2]。
（2）防水问题。高层房屋建筑工程，在以上各类变形缝设置过程中，需进行综合分析考虑，使地震灾害发生的情况下，导致相邻部位出现碰撞的风险状况避免发生，进而使建筑结构得到有效保护。然而，在变形缝设置过程中，易出现防水方面的问题，例如：在高层房建工程地下室结构设计过程中，未能合理科学处理变形缝，使得地下室后期施工引发渗漏水等质量隐患问题，不利于地下室结构的稳定性及寿命安全。
（3）地下室层高问题。一般条件下，在明确整体建筑方案以后，再进行地下室结构设计。因此，地下室结构设计方案需和整体建筑设计方案保持紧密的联系，避免出现两者不相适应情况的发生。而对于地下室层高来说，会对整体建筑的施工建设质量受到影响，同时应地下室层高会对基坑支护造成一定程度的影响。
因此，通常条件下，设计师在地下室结构设计过程中需合理控制地下室层高，合理科学布局地下室建筑，合理布置柱网，从而使地下室层高得到合理控制。并且，还有必要选择合理的结构形式，比如选择无梁楼盖形式，使地下室层高能够有效控制[3]。如果未能遵循相关设计原则的情况下，在出现地下室层高设计不合理、不规范问题时，将会使高层房建工程的整体造价成本增多。所以，需对地下室层高的合理优化设计加以重视。
2.高层房建工程地下室结构设计技术方法的实施分析
如前所述，对高层房建工程地下室结构设计现状及存在的问题有了一定程度的了解。而从高层房建工程地下室结构设计的优化及完善角度考虑，掌握相关设计技术方法非常关键。总结起来，具体的设计技术方法如下：
2.1外墙设计技术方法
基于高层房建工程地下室结构外墙设计期间，需合理调整弯矩，将其底部作为固定支座，然后对荷载分项系数进行全面考量，进一步针对地下室实施多跨连续计算。与此同时，设计师需保证地下室外墙部分的地板抗弯能力≥侧壁部位的抗弯能力，同时保证底板厚度与配筋量相适宜。除此之外，基于地面部分，倘若无楼板起到支撑的作用，需结合实践情况，合理调整并优化计算模型，保证配筋构造与实际需求相符。
2.2底板设计技术方法
在高层房建工程地下室结构设计过程中，其底板设计的原理和外墙设计的原理较为相似。对于设计师来说，需对底板的受力进行准确分析，并对地下室底板自身的抗渗能力及防水能力充分考虑。设计期间，以相关设计规范标准要求为依据，明确地下室底板厚度，然后对配筋量进行合理调整，将底板厚度维持在40-60厘米范围内，并保证底板配筋率＜0.25%[4]。此外，设计师需对地下室底板部分桩箱、桩筏基础进行综合考虑、设计，保证剪切力、抗弯性能均与相关标准相符。
2.3顶板设计技术方法
顶板设计为高层房建工程地下室结构设计的关键环节，地下室顶板即为高层建筑中地上部分的水平约束支座，此支座刚度越大，承受的约束力便越强。需确保地下室结构顶板厚度适宜，通常需＞160mm[5]。设计师在此环节设计作业开展期间，需保证顶板厚度与建筑结构的相关规范标准相符，并符合地下室人防设计的基本需求。此外，设计师需结合相关设计规范标准要求，合理对梁板结构加以应用，然后对上部结构实施嵌固处理，以此确保此环节设计的优化及完善。
2.4荷载设计及保护层设计
一方面，在高层房建工程地下室荷载设计过程中，需综合考虑人防、自重、地面建筑以及土压力荷载，然后根据工程自身的结构特征，对合理优化的荷载组合加以明确。另一方面，在保护层设计过程中，需以现行的《地下工程防水技术规范》为依据，优化地下室结构保护层设计，比如合理明确地下室结构当中防水混凝土底板垫层厚度，将其厚度控制在≥100mm，并将软土层部位的设计厚度控制在≥150mm，地下室防水混凝土结构厚度控制在≥250mm，以此增强地下室结构中保护层的整体防水效果。
3.结语
综上所述，高层建筑地下室结构设计是非常重要的工作项目，因现状存在一些有待解决的问题。因此，需优化设计细节及要点，把控外墙设计、底板设计、顶板设计、荷载设计及保护层设计技术方法，从而使高层建筑地下室结构设计方案体现出优化及完善的优势，为高层建筑整体设计质量及效益的提高奠定夯实的基础。
参考文献：
[1]李刚.谈建筑工程地下室结构设计[J].房地产世界,2021(05):29-31.
[2]耿云尚.浅谈地下室底板抗浮锚杆结构设计[J].江西建材,2021(02):48+50.
[3]宣超.简析高层房建工程中的地下室结构设计[J].装备维修技术,2020(02):8.
[4]周开富.高层建筑工程中的地下室结构设计探究[J].低碳世界,2019,9(12):183-184.
[5]张俊荣.高层房建工程中的地下室结构设计探究[J].建材与装饰,2019(25):135.