有关建筑工程中地下室结构设计分析
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[摘 要]社会经济发展迅速，促进了建筑事业的蓬勃发展。与建筑地上工程相比较来看，建筑地下建设可能出现更多难以预料的状况，所需要解决的问题也更多，因此地下施工建设难度更大。在本文中，笔者针对地下室结构的设计进行了深入分析，力争为保证建筑地下室建设的质量做出贡献，使工程质量完全符合设计要求。
[关键词]建筑；结构；设计；地下室；墙体
中图分类号：TU761.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0167-01
一、引言
在进行建筑地下室建设之前，必须先做好合理的设计工作。地下室是建筑上部结构的嵌固部位，因此必须根据设计要求对其进行建设。在平面上，应该合理控制好刚度并保证其均匀性，按照要求来设计板层厚度。如果满足上述要求，那么建筑地下结构的质量就得到了基础保障，为建设完全符合整个工程项目的具体质量要求迈出了第一步。
二、建筑地下室外墙结构的设计
对于建筑地下室结构设计而言，外墙结构设计占据非常重要的地位，会对地下室结构的质量产生重大影响。因此，在进行地下室结构设计时，必须充分考虑各种影响因素，确保外墙结构设计的科学性，并且对其外墙抗裂能力进行精确计算与验证。笔者针对如何进行良好的外墙结构设计做出分析：
第一，荷载及配筋计算。荷载是外墙结构设计所需要重点考虑的因素之一，主要包括水平和竖向两种荷载。其中，水平荷载主要是指地下水的侧向压力以及土压力等。然而，竖向荷载则是指地下室楼盖传重和自重，但不会起到很好的控制作用。因此，在进行设计时，需要对水平荷载给予足够的重视，对其进行精确计算。在对外墙配筋进行计算之时，可以选择双向板为参考依据来确定带扶壁柱外墙的配筋。如果某些外墙扶壁柱的竖向荷载偏小，那么就不仅要增强主筋，还要根据扶壁柱截面的大小来确定水平筋的分布状况。此外，如果结构的承受能力不佳，就可以通过选用配置短水平负筋来加强。
第二，外墙截面。在地下室结构中，按照静止土压力的大小来确定外墙所能承受的土压力，并且通过试验来加以验证。如果不能进行试验验证，那么就可以在0.34―0.45的范围内取砂土。 如果遇到粘性土，就可以转移至0.5-0.7区间内。如果在永久荷载的环境之下，水位相对比较稳定，那么水压力的分项系数为1.2，。如果荷载不断变化，且水压力也不稳定，那么水压力分项系数为1.3。如果地下室外墙结构要满足人防要求，那么就可以根据实际情况来确定分项系数，即当荷载效应不利于结构之时，就可以用1.2的分项系数，反之就可以用1.0的系数。对于抗暴等效荷载的情况，依然可以选择1.0的分项系数。
第三，一般而言，地下室的底板厚度比地下室的墙厚度要大。如果为墙体安装了基础梁，那么就要按照固端来假定。对于外墙的各个墙体，需要按照实际扶壁柱的大小来验证其是不是适合用作支座。如果主楼柱的截面足够大，就可以作为支座，但反之就不可以。需要指出的是，如果把柱当作外墙支座来看，那么在进行计算之时，就可以把水平荷载产生的弯矩引入计算之中，否则就可能使柱出现偏差，导致其偏离正常值，这就会使得柱的安全性降低。
建筑地下室的底板一直在水环境之中，因此这需要引起设计者的广泛关注，为其设计水平防水处理措施，还要对外墙进行垂直防水处理。目前，主要是通过混凝土自防水以及卷板防水两种方式进行防水处理。
三、建筑地下室结构设计的抗浮设计
如果地下室埋藏的深度偏小或者是地下室的水位不足，那么就容易引发抗浮问题。为了避免上述问题的出现，需要从以下几个方面来解决抗浮问题：
第一，如果条件允许，应该尽可能提高基坑坑底设计标高，这是降低抗浮设防水位一种方式。除此之外，还应该尽可能地使用无梁楼盖或者是宽扁梁，以大幅度降低建筑地下结构的高度，这也是降低抗浮设防水位一种方式。
第二，如果某地下室处于斜坡上，那么就必须对地下水渗流所带来的荷载的影响力给予充分的考虑，对浮力进行精确计算，采取针对性的抗浮设计。此外，如果某地下室受到稳定地下水位的影响，那么就可以根据静水压力的大小来计算浮力。
第三，为了对主体结构的地基承载力进行计算与修正，可以采用通过增加地下室层高的方式来增大埋置深度，最终达到提高地基承载力的目的。除此之外，还可以通过增加基础配重的厚度并且加大顶板厚度来解决抗浮问题。
四、保护层、垫层厚度的确定以及裂缝宽度的验算
（一）保护层、垫层厚度的明确
在地下工程技术规程中，已经明确规定了混凝土地下结构的具体要求：首先要确保结构的厚度大于250毫米，裂缝的宽度小于或等于0.2毫米，而且彼此之间不可贯通。其次，迎水面钢筋保护层的厚度要至少要大于50毫米。最后，防水混凝土地下室的底板混凝土的垫层强度至少要大于C15，而且保证厚度要大于100毫米。如果建筑地下室结构的厚度小于规范值，而且迎水面钢筋的保护层厚度也小于规范值，那么就容易引发水渗漏现象。
（二）裂缝宽度的验算
在设计地下室结构时，需要对外墙壁板的承载力以及裂缝宽度进行计算，并且通过验证进行适当修正。在进行验证的时候，因为裂缝宽度不均匀，所以需要充分考虑荷载的长期与短期效应，并且严格按照设计规范来进行计算。
五、其他相关注意事项
第一，外墙混凝土在水化过程中常出现收缩应力，而且外界温度的变化也会导致出现温度压力，所以在进行建筑地下室设计时，需要将这些因素考虑在内，尽可能减少收缩裂缝的出现，具体措施如下：首先，选择合适的微膨胀剂，将其加入混凝土中，以此来缓解收缩裂缝问题。其次，合适的膨胀带的设置也是一个良好的选择。一般而言，只要外墙厚度大于60毫米，都可以通过设置适当的膨胀加强带来避免出现裂缝。此外，还可以设置后浇带，或者是通过某种途径来增强钢筋混凝土的抗拉性，最终避免外墙出现裂缝。
第二，地下室的门窗必须保证与地上建筑的协调一致性。如果地下室的窗台略低于室外的地面，那么就可以为地下室设置必要的采光井，以保证地下室可以正常通风，并且很好的采光。
第三，一般而言，在进行建筑地下室结构设计时，需要对抗震性能给予充分分析。首先，必须明确施工场地的实际现状，确定该地区的抗震等级。与此同时，还要保证地下室中墙体与建筑上部结构墙柱的一致性。在进行设计的时候，一般会将建筑地下室一层的抗震等级设计为峰位三等，然后要保证地下室结构设计的抗震等级与建筑上部结构抗震等级的一致性，即如果建筑上部结构是二级的抗震等级，那么地下室结构的也要设计为二级。
小结
对于一项建筑而言，由于地下室的位置比较特殊，而且在整个建筑中具有比较重要的地位。与建筑地上工程相比较来看，建筑地下建设具备更多难以预料的状况，地下室结构设计问题比较复杂，所需要解决的问题更多，而且建设难度更大，细枝末节都直接关系到整个工程，因此设计人员需要对每一个设计细节都给予足够的重视，并且不断完善建筑设计细节。在进行地下室结构设计时，不仅要考虑其功能性的发挥，而且要保证安全性以及经济性。此外，由于地下室的特殊地理位置，其设计结构必须具有抗渗性，才能够充分发挥其使用性能。从经济角度以及技术方面来看，地下室结构设计问题是一个值得深入研究的问题。因此，需要不断提高地下室结构水平，争取获得经济效益高、安全性有保障的的理想建筑设计。
参考文献
[1] 张宇龙，大底盘多塔结构地下车库优化设计研究[D]，西安科技大学，2011年.
[2] 刘鹏，吴笑天，地下室结构设计与施工探讨[J]，科技致富向导，2011年24期.