建筑工程地下室结构设计要点探讨

2019-01-23秦海锋

智能城市 2019年15期

秦海锋

（西安建筑科技大学粉体工程研究所，陕西西安 710055）

随着城市化进程的加快，出现了越来越多的高层建筑，并且土地使用面积越来越紧张，须建地下室以满足人们的需求。但是因为地下工作比在地上工作困难得多，因此，地下室的结构和构造设计相对更加严格，以确保地下室与地上部分之间的连接不会产生任何问题。所以，要根据实际情况，加强建筑工程地下室结构的设计，提高建筑工程的安全性和稳定性，促进我国建筑行业的可持续发展。

1 地下室结构设计中存在的问题分析

虽然建筑工程施工项目符合国家在设计地下室施工时制定的指导方针和规章制度，但在某些方面仍存在一些问题。

首先，在规划某些单元的结构时，没有根据土壤条件和地下水流条件进行分析和研究，因此，设计中没有数据支撑，导致在地下室的施工中经常会出现不合理的设计，这会在后期施工中会造成严重的问题。

其次，在设计地下室结构时，规划人员没有进行任何实际的现场检查，只是通过一些硬性规定指导地下室结构的施工设计，严重妨碍了项目后期的建设质量和使用寿命。

最后，由于设计理念落后和建设质量低，只是进行设计进行约束，并没有真正考虑地下室的正确结构配置。因此，往往存在建筑材料浪费和地下室结构不合理的现象，这使得建筑施工单位在资金和人力资源方面都产生了巨大的损失。

2 地下室结构设计要点分析

地下室的结构设计是整个建筑的重点，它也是项目顺利施工的基础。因此，对地下室结构设计的要求非常严格，主要分为以下几个方面。

2.1 地下室结构的设计难点分析

与其他建筑相比，地下室楼层的建设非常严格且极其复杂，在规划地下室结构时，必须综合考虑许多因素，比如消防通风、功能用途、民防要求、设备线路等。在规划中应充分考虑专业设计概念，如通道、排水和照明等。在具有底部结构的地下室中，地上部分通常不会遇到问题，然而在纯粹的地下室设计中，渗水问题经常发生。同时，由于地下室设计的施工往往只考虑到正常的使用环境，而对施工过程和防洪、防潮等不够重视，对建筑物经常造成局部损坏，并在以后的使用过程中出现裂缝和其他问题。另外，基础施工和材料选择的设计和施工是相同的，这给基础设计的施工带来了一些困难。主要包括基本施工、地下室防浮结构、下水道结构、地下室施工和地下室外墙体结构等。

2.2 建筑工程地下室结构的设计要点分析

地下室的结构设计对整个项目非常重要，必须确保万无一失。具体计划如下。

2.2.1 地下室水平结构的设计

对于底层的地下室高层建筑设计，有必要在地下室考虑一些专业问题，如防火、通风、公用设施、人防、机房、管道、通道、排水、照明等。如果长度超过预定长度，有必要使用基础结构来确定是否应在结构中进行设置。但是，在正常情况下，最好尽可能地调整变形接头。如果需要进行设置，设计师必须通过调整相关设置来解决问题。此外，设计师应注意地下室的照明设计。对于地下室的照明设计并不容易，因此，在侧墙上可以附加额外的光照，设置不需要灯座的外壁，它可以连接到整个地下室的屋顶，以确保地下室整体结构的稳定，有效地将风效应和地震等外部因素转移到侧墙或地板上，以满足高层建筑的要求。

2.2.2 地下室抗浮、防渗结构施工设计

地下室结构设计中最常见的问题是地下水位的问题，由于地下室结构的实际施工仅涉及正常使用的极限状态，因此防洪和防潮设计不足。这导致在地下室施工期间由于抗膨胀性和泄漏不足，进而引起局部裂缝。因此，在地下室结构设计中，有必要充分考虑这个问题，并在设计之前在现场进行研究和分析。为了实现其有效的功能，还必须满足以下要求：

首先，补偿收缩混凝土，具体是指在混凝土中加入少量膨胀剂，以平衡混凝土的最终收缩值和混凝土的膨胀值。如果差值大于或等于混凝土的抗拉强度，则可以控制裂缝。然后是拉伸带，是指膨胀剂在混凝土中的膨胀应变，不能完全补偿混凝土的早期收缩变形，但需要补偿收缩混凝土，实现混凝土连铸的连续施工和再注入处理。后浇铸工艺代表了一种用于在混凝土早期阶段释放保持力的新型技术，与长期变形接头相比，它得到了很大的改进和提高，并得到了广泛的应用，最终提高了钢筋混凝土的抗拉强度和性能。同时应充分考虑使用混凝土来增加抗应变钢筋的能力，例如，将水平施工添加到侧壁以加固混凝土表面层，侧壁由底板和顶板限定，混凝土膨胀系数不一致，可以在中间位置调节具体参数。

2.2.3 地下室的抗震设计

抗震设计是地下室设计中必不可少的组成部分，在建筑物中，抗震设计取决于建筑物的高度。如果地下室的抗地震水平不足，将直接影响建筑工程结构的安全性能。一般来说，墙柱应在混凝土中与底部的墙柱结构相匹配，要改变地下室顶板上的内外板的高度，如果高度变化高于梁的高度，就会形成误差层，这时应采取一些措施进行处理。在地下室施工设计中，根据有关规定，精准地设计地下室的顶层结构，应采用梁和顶部结构的构件，同时地下室屋顶不应作为上部结构的组成部分。如果是高架地板，则应向下计算静态应力，以满足地下室地面或建筑物的抗震要求。但是，剪力墙底部的层数应从地面计算，并包括地下室部分。

2.2.4 地下室外墙结构设计

地下外墙的设计是整个结构设计的重点，应根据具体的水质和土壤条件进行计算。地下室外墙上的负荷分为两部分：水平荷载和垂直荷载。垂直荷载分为上部和下部、重量和自重；水平荷载包括地面荷载、剪切荷载和人防工程。在实际设计中，垂直承载能力一般没有影响，因此，只考虑设计中的水平承载抗震能力。此外，必须通过有效验证确定静态土压力。如果静土压力没有显示验证条件，则砂应在0.34～0.45 MPa之间，黏土应在0.5～0.7 MPa之间。另外，在用支撑柱计算外壁的地下外墙的加固时，计算不是基于支撑的尺寸，而是使用双向板的平均值来计算加固，基台的计算要基于地下室的整体结构。在设计中，不应根据外壁的双向板的传递载荷来测试支撑柱的加强。另外，根据外壁和支撑件之间的变形协调原理，该结构对外壁的垂直壁的加强不充分，支撑件的加固较少，并且外壁的水平分布过大。因此，要精确计算外壁部分或外壁支撑部分的地下外壁的加强处，其中钢筋混凝土和内部分隔壁垂直于外壁方向连接。