谈建筑工程地下室结构设计

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月10期   作者: 陈国跃
[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。

        陈国跃
        宁波大学建筑设计研究院有限公司  浙江省宁波市  315211
        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;控制要点
        1导言
        如今随着城市的不断发展,建筑地下室的使用功能及体量规模也随之发生改变,对于地下室结构的安全性、耐久性以及适用性的要求越来越高,然而地下室设计是一项综合性较高的结构设计,在保证结构安全可靠的基础上还需面对地下室出现的各类问题进行解决,这也促使设计人员在地下室结构设计过程中需要考虑更为全面。
        2建筑工程地下室结构的设计难点
        2.1抗震设计难点
        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。
        2.2抗浮设计难点
        设计工作人员不清楚基本概念,对地下室实施抗浮验算的时候存在疏忽漏洞,造成地下室的抗浮能力较差;部分设计工作人员只对地下室的梁、板、墙在地下水的浮力荷载影响下的强度进行验算,忽视了地下室的整体抗浮验算,造成整体抗浮能力较差而产生破坏问题;实施整体的抗浮验算后满足规范标准后也可能存在问题,因为设计人员忽视了对地下室抗浮力较差的局部地区进行抗浮验算,造成部分地区因遭受超过设计荷载的水浮力而产生破坏问题,关键表现在底板隆起及相关地区结构构件遭受破坏等问题;对地下室的底板进行抗浮验算时,仅对强度进行验算而不对变形裂缝宽度进行验算将导致底板出现裂缝,进而产生严重漏水问题;当地下室的基层是比较密实不透水层、地下水位较低时,设计工作人员忽略地下室受到的水浮力影响,没有实施地下室的抗浮验算,其施工又采取密实基坑支护方式,只要遇见暴雨情况,施工企业如果没有采用有效合理的降水措施,基坑将会成为一个大型的集水坑,进而出现盆池效应,最终地下室因受到过大的水浮力而导致出现结构破坏。
        2.3抗渗透设计难点
        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。
        3建筑工程地下室结构设计控制要点分析
        3.1地下室平面布置
        在建筑工程地下室结构的平面设计中,人行流线、车行流线与各种功能分区的组织非常重要。一般常见的地下室的建筑功能主要为地下停车库、设备用房、人防分区及小区配套公建等。为了避免出行高峰期拥堵,提高地下室的停车效率及方便后期物业管理,需将宽敞灵活、空间规整的区域划分给停车库,而将受结构或设备影响、不利于停车的区域划分为设备区,这样有利于空间的合理利用。在设计过程中,优先采用连贯的“鱼骨式”排布方式,每一条行车道两边停车,以提高车库的利用率。

对于大型地下车库,应考虑设置专用快速行车主干道,与停车区行车道垂直布置,动静不互相干扰,减少停车区车辆对快速主干道的影响。快速行车道与车库出入口相连,提高车库的车辆通行效率,避免出现出行高峰期拥堵现象。
        3.2抗震性能设计方法
        在进行建筑抗震性能设计时,需要设计人员勘测并分析建筑所在区域的地质情况,如果所在区域为地震多发区,应遵照当地的地震等级与抗震要求进行设计,满足地下室具备足够建设深度的同时确保地基承载力达到设计要求,降低建筑在地震中发生形变的概率,提升建筑整体的稳固性。设计人员进行抗震性能分析时要结合地下室墙体结构的实际特点,合理选择地下室墙体建造所用的材料,利用材料的性能达到提高地下室墙壁稳固性的目的,同时提升地下室建筑结构的抗震性能。在地下室抗震性能设计时,还要将建筑整体的稳定性考虑在内,保证建筑物不会因倒塌而影响整体平衡。
        3.3地下室防排水设计
        通常来说,在对地下室防水功能设计过程中,需充分考虑防水高度情况。设计时结合实际,将防、排、截、堵、疏有机结合起来,实现综合治理的目的。地下室的防水主要有钢筋混凝土自防水和防水材料防水两种。根据防水等级合理地设置地下室不同部位的防水卷材及防水涂料。对于大型地下室需要设置变形缝的情况,防水设计更加重要,特别是顶板变形缝,园林覆土中容易出现积水渗漏,所以顶板变形缝宜进行上反收口,而在地下室顶棚变形缝处宜设置水槽,水槽连接排水管,这样顶板变形缝出现渗水的情况下也能够及时排出。地下室室内应合理设置集水井,避免设置在车位或者车道上影响平时使用。若为两层车库工程,在地下一层楼板设置地漏,通过排水管排至地下二层的集水坑。地下室车库出入口应进行反坡设计,防止出现室外雨水倒灌的情况。地下室电梯厅楼板完成面宜高于地下室车库楼板完成面,一般不小于50mm,防止停车库积水倒灌地下室电梯厅而影响电梯使用。
        3.4墙柱设计
        工程设计人员需注意地下室的墙柱设计标准与地面建筑墙柱的设计标准存在较大的差异,设计人员进行地下室墙柱设计时需根据项目实际需求和设计规范制定设计方案。在图纸设计时需注意:建筑的基础埋深应从室外地面标高算起。对于地下室而言,当设计采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。高层建筑的结构抗震设计,需要根据实测数据的验算结果确定设计方案,但地下室结构的抗震设计,不能直接套用地上建筑物的设计方法,需考虑地下室埋深的影响因素。如果地下室埋深未达到建设要求或规范标准,会严重影响建筑物整体的稳定性。在地下室施工作业时要注意地下室房间的地平面比室外地坪低的高度应超过地下室净高的一半,一般情况下可直接将地下室底板顶面作为固定端,可将室外地坪到地下室底板顶面高度作为埋深。
        3.5地下室找坡设计
        结合场地周边地形标高,合理设计竖向并布置车库找坡方式,也是地下室设计中的重要环节。当项目场地较平整时,地下室顶板找坡宜沿地下室短边方向设计,找坡坡度不小于0.5%;当项目场地有高差时,地下室顶板、底板宜顺应场地高差,采用结构找坡,合理设计结构找坡坡度。若采用结构找坡,设计中应注意一些找坡所带来的问题。如地下室底板采用筏板设计及结构找坡。地下室塔楼范围底板采用筏板设计。塔楼底板标高应不低于周边地下室最低处底板标高,避免出现底板交接处存在高差无法停车的无效空间。
        结束语
        总之,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:
        [1]包小波.地下室结构设计分析[J].居业,2016(12):73-74.
        [2]向明景.试论建筑地下室结构设计[J].城市建筑,2014(04):60.
        [3]余雄辉.建筑工程地下室结构设计剖析[J].江西建材,2016(02):38.
        [4]王月剑.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].建筑知识,2017,37(06):114.
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