对高层建筑地下室结构设计问题的几点思考(1)

李铁铮

摘要：由于我国人均占地面积越来越紧张，因此在城市发展建设过程中高层建筑成为缓解人口压力的主要措施。但是伴随着高层建筑而生的就是地下室的修建，在我国几乎所有的高层建筑或多或少都会修建地下室，因此，高层建筑地下室的修建结构问题就成了我们需要重点思考的对象。

关键词：高层建筑;地下室;结构设计问题;思考

目前，我国经济的发展速度在不断加快，在城市建设发展中各种用途的建筑修建的越来越高，高层建筑已经成为城市发展的代表性产物。但是这类建筑通常情况下都会建有地下室，其一，为了加深高层建筑的地基，让其修建更稳固;其二，地下室的修建可以减少地面停车用地，还可以用于商业发展或者是用于储存，如果有需要还可以作为安全防护设施使用。对于地下室修建的结构设计要求和工程造价都相对较高，不仅要确保地下室的使用性能，還要实现抗裂防水等，因此，地下室修建通常会在整个工程中占据较重比例。因此在实际施工过程中会对其结构设计造成影响的因素非常多，而且需要将诸多技术因素融合到设计当中。诸如地下室的沉降计算、抗浮计算等都是地下室结构设计中必不可少的部分，如果结构设计存在不合理的地方，那么对于整个建筑来说都存在非常大的安全威胁。

一、高层建筑地下室结构设计中常见的问题

（一）地下室的层高问题

一般情况下是在高层建筑整体施工方案出来之后才会进行地下室结构设计，因此，结构设计就要在确保建筑整体没有大幅度调整和变动下进行。通常来说，地下室的层高会预留调整的空间。然而地下室的楼层数量会对高层建筑的整体施工带来直接影响，原因是地下室修建的层数越多就会对降水、基坑支护、抗浮水位、工期及土方开挖等要求越高[1]。因此，如果修建的地下室层数多的话设计人员一般会采取降低层高的办法来缓解施工压力，同时这也是降低地下室总高度的最佳方式。针对这类问题通常情况下就是在修建过程中是将顶板楼板换成预应力空心楼板或无梁楼盖等。但是将这些结构形式作为地下室的顶板时其无法作为上部结构的嵌固部位。在整体施工计算中应该将这些问题都考虑在内，但是剪力墙底部加强区的层数不仅要包含地上建筑部分还要将地下建筑部分均算入其中。在柱网布置设计方面，可以通过合理调整地下室的结构形式降低其层高。这些措施的主要目的都是为了合理降低地下室修建的成本，但是，这些内容容易被设计人员忽略。

（二）地下室由于各种因素而出现变形裂缝的问题

相对于低层建筑物而言，高层建筑物容易出现的变形缝通常为这几种：防震缝、沉降缝及伸缩缝等。防震缝会将高层建筑结构分成几部分形体简单的独立个体[2]。在对建筑物设置防震缝的时候，可以灵活选择其设置位置是否断开。将建筑物从正负零以上断开就会形成伸缩缝，其主要作用就是避免高层建筑因为温差过大而造成损坏。而沉降缝的存在是为了确保建筑在沉降过程中可以保持均衡，减少建筑物因为沉降而遭到损坏。在对任何建筑物设置这三种变形缝的时候，都一定要进行全面考量。在高层建筑物下修建地下室，其中基础的要求就是防水，但是这其中最难做防水的部分就是变形缝，但是如果这个环节如果没有处理好，就会导致地下室出现渗水的问题。因此，在对地下室结构进行设计的时候，应该合理设置变形缝和后浇带，用这种方式来确保变形缝的防水安全性。

二、高层建筑地下室结构设计的解决措施

（一）地下室抗震结构

通常而言，在高层建筑物设计方案中，所涉及的最重要的环节之一就是抗震能力设计，而且，地下室的抗震性能会直接对整个高层建筑物的抗震能力造成影响。在对地下室进行抗震结构设计的过程中，应该对地下室的高度和层数进行全面考虑，所以，在进行高度计算的时候，应该将其地下室的部分排除掉，将高层建筑物的地上部分进行计算[3]。我国的高层建筑物地下室结构设计的相关标准提出，在地下室结构设计中其顶楼上部结构不应该采用无梁楼盖的顶板，通常为梁板结构。如果高层建筑地下室的顶板高度超标，就应该通过合理的计算处理之后才能进行上部结构设计。

（二）地下室抗浮、抗渗设计

通常而言，对高层建筑进行地下室结构设计的过程中常遇到的问题大致可分为以下几类：①没有按照相关规定对地下水位进行勘察，并且编成准确的数据报告，或者是这类数据报告中没有涉及到浮力计算及地下水位的变动幅度，没有对地下室的斜坡道的抗浮能力进行计算，地下室主体和修建的斜坡道之间的连接缝没有得到良好的处理;②没有进行合理的抗浮验算，依据准确的地下水位数据可以有效验算出地下室的抗浮力能力。在具体的设计方案中只考虑到通常情况下地下室的最大限度载荷量，以此推算出其抗浮能力。而没有考虑到建设过程中自然变化情况下地下室的抗浮力的影响，如汛期[4]。这就会导致地下室在修建过程中由于设计的抗浮能力小于实际需求抗浮能力，而造成地下室部分位置出现损坏。除此之外，还会存在一个大面积地下室的上面同时修建多个建筑物的情况，这样就会因为地面建筑分布不均，就会很难控制地下室的抗浮力，这就需要经过严格详细的分析之后才可以进行地下室建设和地上建筑物的修建。

三、结语：

综上所述，现代社会越来越多的高层建筑在城市中林立着，相对应的地下室结构设计也就成为摆在现代建筑设计人员面前的一道难题。由于这一问题直接关系到地下室修建甚至是整个建筑大楼的安全问题，应该引起重视。所以，作为新时代建筑设计人员，在对地下室结构进行设计的同时，一定要对其自身的特点及设计要点进行充分的掌握。如此，才可以保障地下室修建的合理性，进一步确保整个地上建筑结构的稳定性、使用性以及安全性，同时可以有效提高建设施工的整体质量。

参考文献：

[1]徐霞. 高层建筑地下室结构设计中常见问题分析[J]. 四川建材， 2015（2）：57-58.

[2]张旭. 高层建筑地下室结构设计中常见问题分析[J]. 中国新技术新产品， 2015（15）：106-107.

[3]陈亮. 高层建筑地下室结构设计问题探讨[J]. 建筑·建材·装饰， 2015（3）：67-68.

[4]冯晓晖. 高层建筑地下室结构设计常见问题[J]. 工程技术：引文版， 2017（2）：00295-00295.