建筑物地下室结构设计分析

地下室工程涉及多种专业，既有防震、防火、人防等要求，还有沉降、通风、排水、采光、管道安装、结构布局等统筹。随着整体建筑物体积与自重的增大，以及为了适应城市地下公共设施的布局要求，在进行建筑物地下室结构设计的时候，就需要认真分析地下室使用功能，充分考虑地下室的防水、支护等施工问题，才能排除不均匀沉降、抗浮防震等问题，进而保证整体建筑物的建造质量。

1 地下室结构设计中常见的主要问题

1.1 抗浮问题

当地下建筑物埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土，且场地无积水时，可不考虑水的浮力作用。否则，只要地下存在自由水，且水位线高于地下室底板，地下室必然会受到浮力。当浮力达到一定数值的时候，就会削弱整体建筑物的荷载作用，打破应力平衡，危及到建筑物的安全。对于地下室的抗浮问题，要参考当地长期水文资料，结合实地勘察结果，根据实测最高稳定水位、场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定设计方案。目前主要采用平板式筏板基础、加大地下室覆土厚度、设置抗浮桩等方法来解决抗浮问题。

1.2 不均匀沉降问题

受地质结构影响，当地下土质不是匀质土层、地下存在裂隙暗沟坑的时候，即便设计很好，也难以避免沉降问题；另外，受周边建筑物应力影响、附近工程施工影响，也有可能产生局部不均匀沉降现象。对于不均匀沉降问题，目前一般采用优化建筑物结构设计、控制建筑物间距、加固地基、另设支撑结构等方法来加以解决。

1.3 地下室结构超长问题

为了满足地下停车，方便管路铺设，安置大型通风、空调等机电设备，建筑物楼层地下室往往采用贯通结构，形成了超长超宽（大于60×40米）的地下室结构。超长结构在提供了以上使用方便的同时，带来了剪力墙承重、混凝土温度应力、墙体裂缝、地下室伸缩缝、差异沉降等问题。这就需要根据具体情况，采用设置伸缩后浇带、设置膨胀加强带、加大钢筋配筋量、提升混凝土配比等方法加以解决。

1.4 地下室的人防问题

在做地下室人防设计的时候，要注意人防结构的最小截面尺寸取值、顶板最小防护厚度、混凝土厚度是否达到国家标准，人防荷载取值、人防底板荷载控制、核爆动荷载作用下的等效静荷载数值等问题。这些问题，都必须按照国家标准进行设计。

2 地下室结构设计要点分析

2.1 基础设计

良好的开端是成功的一半，地下室的基础设计关系到整体设计的效果。基础设计的重点工作包括：勘察地下室所在地点的地质结构，掌握地质特点；根据工程要求选择恰当的桩基基础，目前应用最多的是预应力管桩基础，根据工程要求，完成地下室功能分配设计，计算并提供必要的施工数据。

2.2 顶板设计

地下室的顶板承载着地表建筑，既有楼层，也有道路场地，还有园林景观。此外还要考虑人防标准。因此，必须根据顶板上方物体特点，设计顶板的承载力，控制载荷变形，规划覆土厚度，安排线路管道排布线路，做好防水排水设计。这些都要根据《地下室设计规划》系列标准完成设计，从理论上保证工程质量。

2.3 底板设计

地下室底板处于淤泥质土层，对承载力的要求没有顶板那么高，但是要高于地下室持力层，同时为了满足超大地下室的功能要求，在地下室底板设计方面，首先需要注意的是底板的抗浮与防渗能力，这就要求做好抗浮和防渗计算，勘察检测地下水压，查明其是否能够承载地下室恒载，当地下室恒载分项系数达到0.9的时候，小于地下水系数为1的标准，即为达标，否则就需要采取抗拔桩等技术，使地下室抗浮问题得以解决。其次按照无梁盖计算方式，底板厚度必须保证控制在600mm以上，第三，设计钢筋配置，把同一方向的钢筋设置为一样的标高；确保不同方向上的钢筋所处的基础面也不同，以免发生钢筋数量过多，保护层过大，底板窝顶现象。

2.4 侧壁设计

地下室侧壁既要承担侧方向土层压力和地下水压力，还要承载建筑物自身重量，因此，地下室侧壁设计是比较复杂的，涉及到不同方向不同载荷不同压力的综合影响。在做地下室侧壁设计的时候，一般要遵循以下原则：侧壁混凝土保护层不小于40mm，当侧壁外有迎水面时，保护层不小于50mm；侧壁的钢筋配置，竖直方向钢筋配置在侧壁内侧，水平方向钢筋配置在侧壁外侧；控制好混凝土强度，既要避免因强度过高而产生过大的收缩力，导致混凝土开裂，还要在满足强度的前提下尽可能地节约材料成本。

2.5 抗震、防水设计

地下室的抗震性直接影响到整体建筑物的抗震级别，在做地下室防震设计的时候，要保证地下室墙柱与地表建筑墙柱上下一致，在同一直线上，以便更好地抵消外来应力。

地下室的防水设计既要考虑到防水级别，还要考虑到排水的通畅性。首先根据建筑物防水级别设定地下室防水级别，然后确定防水层数，设计必要的混凝土厚度，选用合适的防水材料，标注清楚桩头与承台等结合部的施工要求；在排水方面，要注意避免形成积水坑，要设计好排水通道，保证积水能够顺利排向室外低水位处。

2.6 后浇带设计

为了有效防止现浇钢筋混凝土因为收缩或沉降不均而产生裂缝危害，在地下室结构设计时，要在顶板、底板、侧壁等相应位置预留临时施工缝，考虑后浇带的设计。根据施工目的把后浇带分作：沉降后浇带、温度后浇带、伸缩后浇带，在设计时要分清楚是哪种预留后浇带，因为这直接关系到预留宽度、钢筋搭接方式、接缝处理方案、膨胀剂配比、养护时间等问题。

3 结语

地下室因其自身功能与结构的特殊性，在设计时需要考虑协调诸多问题，按照国家标准，科学处理，保证地下室的安全性与经济性，使得设计能够满足工程建筑的需要，确保整体建筑物的稳定、安全与舒适。

相信经过以上的介绍，大家对建筑物地下室结构设计分析也是有了一定的认识。欢迎登陆鲁班乐标，查询更多相关信息。