建筑工程抗浮技术范文

导语：如何才能写好一篇建筑工程抗浮技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：抗浮锚杆桩、基础工程、设计、承载力，耐久性

中图分类号：U455.7+1 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

一：前言

近年来，随着经济的高速发展，建筑工程大规模地向地下发展。为解决地下建筑和构筑物的抗浮问题，抗拔桩正广泛地运用到抗浮设计措施中。抗浮锚杆因其经济、施工方便、操作面小便捷性得到不少业主的青睐，正在越来越多作为抗拔桩用作建筑工程中。

然而，抗浮锚杆在作为永久性建筑工程中使用在业内尚有争议。主要原因有：

1）缺少配套的设计规范。现行建筑地基基础设计规范GB50007-2011、建筑桩基设计规范JGJ94-2008中均无计算方法和详细措施。

2）缺少配套的施工规范。施工要求不明确，现场施工不到位。现有锚杆材料有预应力钢绞线或非预应力钢筋，注浆体有用细石混凝土，或用水泥砂浆，很多工程未根据周围水土介质考虑防腐设计，有的杆体套管不密封，防水、防腐措施欠检验，施工质量、工程质量难以保证。

3）耐久性问题。建筑工程一般设计使用年限为50年，使用周期长，抗浮锚杆用作抗拔桩，其耐久性问题缺乏试验数据，有待时间与实践的考验。

二、锚杆设计依据：

抗浮锚杆，现有相关的设计规范有：

1、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002。该规范第1.0.3条明确，本规程适用于建（构）筑物及市政工程的边坡工程，也适用于岩土基坑工程。其建筑边坡是指由于建（构）筑物及市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建（构）筑物安全或稳定有影响的自然边坡。其适用范围不同于我们建筑工程基础工程中的抗拔桩。

2、《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005。该规程是对原《土层锚杆设计与施工规范》CECS 22：90的修订，增加了锚杆类型选择与设计、岩石锚杆设计与施工，以及锚杆材料、监测与维护等内容，是工程建设标准化协会的推荐标准，对锚杆设计有一定的指导作用。但其第2.1.12条明确，设计使用期超过24个月的锚杆即为永久性锚杆，与建筑工程使用年限50年相距较大，且规范制定时间较早，与现行设计要求有一定差距，需进一步接轨。

3、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012，该规程是2012年底发行的建筑行业标准，其第4.4节为抗浮锚杆，明确锚杆可设置于建（构）筑物基础底部，用以抵抗地下水对建（构）筑物基础上浮力。其缺憾是底部锚固端为高压喷射形成的扩大头，需要有特殊的施工工艺，抗拔力要求较大，与常用的直杆抗浮锚杆不同，因而具有一定的使用局限性。

4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011，其第8.6节岩石锚杆基础第8.6.1条明确，岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的建筑物基础，锚杆基础应与基岩连为整体。一般工程常用的锚杆杆体部分在非岩石土层的情况不完全符合其适用要求。

5、2009年出版的《全国民用建筑工程设计技术措施》结构（地基与基础）。

其发行日期最新，综合了上述规范规程中与设计有关的主要内容。但作为技术措施，仅可作为参考资料、不宜直接列为设计依据。

三、建筑工程中抗浮锚杆的适用范围：

鉴于上述规范对抗浮锚杆作为抗拔桩在建筑工程中使用的不明确或不完善性，设计选用抗浮锚杆在永久性建筑工程作抗拔桩时应持谨慎态度：

1、宜优先选用有成熟经验的桩型。可用作抗拔桩的桩型很多，按成桩方式不同有现场灌注桩、预应力方桩等，灌注桩除常规的等截面形式外，有扩底灌注桩和后注浆灌注桩等，小截面的还有300直径的树根桩，其承载力设计、裂缝计算在桩基规范及混凝土规范中均有明确规定，作为混凝土工程，其耐久性可根据《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008执行。这些桩型设计有依据，施工有配套图集，应作为设计首选。

2、基础直接建于岩石上，锚杆杆体全部在岩石中，与水无接触，可直接按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.6节的计算及构造要求执行。

3、不应使用土层锚杆。杆身全部在土层的锚杆即土层锚杆，因其稳定性、耐久性较差，除非经特殊研究和论证，不应用于建筑工程的抗拔桩。《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005第7.1.5条也作了部分限定：有机质土、液限WL>50%和相对密实度Dr

4、仅当基础直接置于岩石上，或岩石埋深较浅（一般不足10米），杆体部分在土层、锚固端在岩石时，方可考虑做抗浮锚杆（岩石锚杆）。

5、中等以上腐蚀环境中如无明确可行的防腐措施时应慎用。

四、建筑工程中抗浮锚杆的设计：

锚杆杆体部分在土层，锚固端在稳定岩石的岩石锚杆，如所需抗拔力较大，可根据《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012，采用高压喷射形成扩大头的锚杆设计。

对于常用的杆身为直杆非扩大头、尤其采用非预应力筋的抗浮锚杆，则需要引起特别的重视，建议采取比上述参考规范更严格的措施：

1、承载力设计：

抗浮锚杆的设计包括锚杆承载力的计算、杆体截面积的计算和锚杆数量的计算。GB50007-2011第8.6.3条要求，设计等级为甲级的建筑物，单根锚杆轴向抗拔承载力特征值应通过现场试验确定。2013年1月1日出版的江苏省工程建设标准《建筑地基基础检测规程》DGJ32/TJ142-2012第7节明确了锚杆抗拔试验的方法，抗浮锚杆的承载力检测已有省内标准，可基本解决抗拔承载力确定问题。

其它设计等级的建筑物，单根锚杆轴向抗拔承载力特征值也宜通过现场试验确定。抗浮锚杆承载力的估算，可参考的现有规范中，经相关工程设计比较，《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005的计算值偏为安全，可参考执行。2009年出版的《全国民用建筑工程设计技术措施》结构（地基与基础）第7.3节也有较详细的规定。技术措施虽不是规范规程，但其内容与CECS国家标准化协会的规程基本一致，可作为参考设计文件。

2、裂缝控制计算。抗浮锚杆作为抗拔桩在建筑工程中使用，应执行《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008第5.8.1条要求，进行裂缝宽度计算并符合JGJ94-2008表3.5.3

3、耐久性设计：

鉴于缺少相关研究，抗浮锚杆耐久性方面，建议在构造上予以加强，必要时作专门的研究和论证。

1）、加大保护层厚度。参照《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008第4.1.2-2条，水下灌注桩保护层厚度不得小于50mm的要求，建议锚杆的最小砼保护层厚度取不小于50mm，即锚杆孔的直径不小于锚杆钢筋直径加100mm，且不宜小于150mm。足够的孔径能保证浆液到达钻孔的底部，并满足施工工艺参数的要求。

2）、锚杆应有防腐措施，杆体和钢筋应注意除污除锈。鉴于中等以上腐蚀环境中缺乏规范和试验检测等依据，建议非预应力锚杆设计仅限用于微腐蚀场地，对于弱腐蚀情况，宜增加杆体防腐涂层，或增大保护层厚度，放大杆体应力，提高混凝土强度等级，增强灌浆体的保护作用，在稳定地下水位以下采用。

3）、适当加大抗浮锚杆锚固长度。由于基坑开挖会对底板下土体有一定扰动和破坏，加上防水处理深度，抗浮锚杆锚固端长度应适当加强。

4）、非预应力筋宜选用粗直径的热轧带肋钢筋。注浆材料细石混凝土、混凝土强度等级不宜低于C30。

5）、注浆水泥材料标号不得低于P32.5，压力型锚杆注浆水泥材料不得低于P42.5；注浆材料采用的拌合水宜采用饮用水，不得采用污水。采用水泥砂浆时，砂颗粒应小于2.0mm，水泥浆中氯化物含量不得超过水泥重量的0.1%；砂中云母、有机质、硫化物和硫酸盐等有害物质的总含量不得大于水泥总质量的1%。注浆宜反复补浆，直至浆体饱满无孔洞为止。

五、控制施工质量：

抗浮锚杆的安全性与施工质量有很大关系，施工时应加强管理。测量、成孔、清孔、锚杆加工及安装、防腐、注浆等环节应力求细致准确，避免疏漏及粗糙。

由于锚杆钢筋会穿过地下室底板外防水层，尤其当锚杆面状布置时容易造成地下室底板的渗漏，因此锚杆施工应注意防水措施。抗浮锚杆一般桩径在200mm以下，水平操作面小，实际工程中应集合工程特点和施工经验，找到切实可行的防水处理方法。

六、结论：

抗浮锚杆作为隐蔽工程难以观察、一旦出现问题，加固与维护非常困难，所需费用较高，社会影响较大。本文针对于抗浮锚杆在建筑基础工程中的应用，在桩型选择、承载力、耐久性等方面提出了应注意的问题，尽管如此，抗浮锚杆桩在建筑工程中运用有待进一步探讨研究，设计应持谨慎态度，应明确抗拔试验的具体要求，加强相关构造措施，以确保工程质量。

参考文献

1、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002， 中国建筑资讯网2002

2、《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005 ，中冶集团建筑研究总院2005

3、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》JGJ/T 282-2012 ，中国建筑工业出版社 2012

4、《全国民用建筑工程设计技术措施》结构（地基与基础），中国建筑标准设计研究院 2009

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关键词:桥梁工程；施工管理；具体措施

Abstract: the construction pace of the bridge are on an unprecedented scale out in all parts of the country, but frequent of quality and safety accident of bridge construction management problem has become the focus of attention. This article from the bridge example of construction of the project of system analysis discusses the construction and management of Bridges, summarizes the construction quality and safety control experience.

Keywords: bridge engineering; Construction management; Specific measures

中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：

1施工实例

深水建桥具有施工难度大，施工工艺复杂，技术要求高，工期紧等特点。现以某大桥施工为例进行简要分析。

（1）常规无底钢围堰施工方法进行时必须进行水下爆破清平，确保钢围堰顺利下沉就位；

（2）深水区围堰下沉过程的起重荷载相当大，不利施工和控制；

（3）加大工程成本加大，施工难度加大，工程进展慢。采用有底钢吊箱围堰方法进行深水高承台施工更具灵活性和适应性。达到减少水下工程量、降低施工曲。难度、降低工程成本，缩短工期的目的。

2 施工技术分析

在码头岸上钢结构加工场地，分块预先加工好钢吊箱的侧模和底模，桥墩桩基混凝土浇注完成后，浮吊配合，拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接槽钢，在桩基钢护筒上测量放样，利用桩基钢护筒，设置钢吊箱临时拼装平台和钢吊箱下沉受力架，汽吊岸上配合，船舶运输钢吊箱的底模，侧模加工件至拼装平台处。浮吊配合，在临时拼装平台上，安装钢吊箱的底模，侧模和抗浮拉杆，贝蕾梁架内撑，手拉葫芦等，由统一指挥人员进行指挥，下沉钢吊箱至规定标高后，锁抗浮拉杆，对桩基钢护筒与钢吊箱之间的间隙密封处理，用垂直导管法浇注水下混凝土，强度达到要求后，对吊箱内抽干水，对抗浮拉杆，主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒进行焊接，力系转换完成后割除钢护筒。凿除桩头，绑扎承台钢筋，浇注承台混凝土。

2.1、钢吊箱模板的制作及加工

在码头岸上钢结构加工场地，采用型钢、角钢、钢板焊接，分块加工钢吊箱的底模和侧模。

（1）侧模。侧模面板采用8mm厚钢板，竖向主梁采用I25b工字钢，工字钢之间间距为80cm，侧模横向次梁采用 [16槽钢，间距50cm，侧模共12块，重约60t。

（2）底模。底模面板采用8mm厚钢板，底模主梁采用I36工字钢，工字钢之间间距为150cm，次梁采用[10槽钢，间距50cm，底模共6块，重约30t。

（3）在底模和侧模上焊接好各种吊耳，支撑连接，为钢吊箱的后续施工做好准备。

2.2、拆除部分钻孔平台，在桩基钢护筒上焊接钢牛腿，设方形孔

（1）桩基施工完成后，拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接槽钢。测量放样好承台底面，吊箱底面，承台顶面，吊箱顶面等标高及中线。

（2）在桩基钢护筒距离水面0.8m处及水下钢吊箱底模下沉就位处，在桩基钢护筒上焊接钢牛腿，作为拼装钢吊箱临时拼装平台的支点及钢吊箱下沉就位时的受力点。在钢护筒上设方形孔，加焊钢板和型钢，形成受力点。

2.3、在桩基钢护筒处安装钢吊箱临时拼装平台

（1）汽吊配合，由船舶运输现场拼装钢吊箱临时支承平台的I22b工字钢至墩位处。

（2）浮吊配合，安装临时支承平台的纵横I22b工字钢，构成墩位处拼装钢吊箱的临时支承平台。

2.4、钢吊箱底模的拼装，安装工字钢受力架、抗浮抗拉杆

（1）汽吊配合，由船舶运输钢吊箱的底模共6块运至临时支承平台处。（2）浮吊配合，在临时支承平台上，把钢吊箱底模分块安装就位后，对底模拼接缝处焊接，把底模连成整体。

（3）在每个桩基钢护筒上开方形孔，加焊钢板加固，安装I36b工字钢纵横主梁及手拉葫芦，与钢吊箱底模主梁I36b工字钢的吊耳连接拉紧，作为钢吊箱下沉时的承重结构。在底模工字钢骨架上焊接由两根[20槽钢拼焊组成的抗浮抗拉杆。

2.5、安装钢吊箱侧模、贝雷梁桁架内撑

（1）汽吊配合，由船舶运输钢吊箱的侧模模板至临时支承平台处。

（2）浮吊配合，在临时支承平台上，把钢吊箱侧模分块安装，安装时利用外侧Φ70钢护筒支承桩与侧模进行临时连接，防止侧模倾倒，使侧模分块安装就位，拧紧连接螺栓，把侧模连成整体。

（3）模板接缝止水采用2cm厚软橡胶条。

（4）为防止钢吊箱下沉时侧模因为水压力和水的冲击力而变形扭曲，保证钢吊箱的安全，在钢吊箱内部安装贝雷梁桁架作为内撑，防止钢吊箱在后续施工过程中产生变形扭.

2.6、转换受力体系并提升钢吊箱，拆除临时拼装平台

（1）由统一指挥人员进行指挥，所有手拉葫芦同时拉紧起吊钢吊箱，使之脱离临时支承平台0.2米，进行力系的转换。注意利用钻孔平台的Φ70钢护筒支承桩，做好支撑，严格控制倾斜、扭转、偏移。

（2）浮吊配合，拆除临时拼装平台上的22b工字钢，割除钢牛腿。

2.7、钢吊箱下沉，锁定抗浮抗拉杆，进行力系的转换，密封处理钢护筒的间隙

由统一指挥人员进行指挥，所有手拉葫芦同时松动，使钢吊箱缓慢均匀下沉入水中。在钢吊箱沉入水中的过程中，严格控制其倾斜、扭转、偏移。

下沉分三阶段，每一阶段到规定标高时，使用全站仪和水准仪进行测量，检查钢吊箱的中线和标高，使钢吊箱的中线和标高满足设计和规范要求。

（3）钢吊箱就位后，把槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒通过型钢焊接，拆除手拉葫芦，进行力系的转换。槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒及钢吊箱底模主肋I36工字钢构成了钢吊箱后续的承重结构。

2.8、水下封底混凝土的浇注

（1）在浇注水下封底混凝土前，对底模与桩基钢护筒之间约10cm 的间隙，用预先准备好的钢圈焊接，加焊角钢加固，做密封处理。

（2）采用垂直导管法一次浇筑完成水下封底混凝土，在桩基与桩基正中间布置浇筑点。浇注厚度1.0m，边浇筑时边进行观测，判别各浇筑点是否达到浇筑标高。封底过程中吊箱内、外设连通孔，保持内、外水头基本一致，减少因吊箱内壁水头升高对底板增加的荷重和对侧模增加内压力。

2.9、抽干水，抗浮抗拉杆、主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒焊接力系转换完成后割除钢护筒，凿除桩头，绑扎承台钢筋，浇注承台混凝土。

（1）钢吊箱水下封底混凝土强度达到要求后，对钢吊箱内抽干水，把槽钢抗浮抗拉杆与桩基钢护筒用槽钢加强焊接连接，为再度转换力系做好准备。

（2）割除封底混凝土顶面以上部分的抗浮抗拉杆及钢护筒，进行力系的转换。钢吊箱封底后，进行力系转换，凿开护筒四周部分混凝土，把底板纵、横主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒用3cm厚L形钢板焊接，保证钢吊箱的抗浮和承载能力。力系转换完成后，再切割钢护筒、抗浮抗拉杆。

（3）凿除桩头浮浆，并清理干净。绑扎承台钢筋，桩身的钢筋伸入承台中，与承台钢筋连成一体，浇注承台混凝土。

3 影响桥梁施工管理的各种因素

3 .1 人的因素

人的因素主要包括领导者的素质及施工人员的技术水平等。近年来,我国建筑工程质量事故频繁发生的一个重要原因就在于甲方素质较低和行为不规范。此外,施工人员素质较低也是影响工程质量的一个重要原因。

3.2 材料因素

建筑材料是工程施工的物质条件, 建筑材料的质量是保证工程质量的基础。在我国目前的建筑工程中,有不少建筑材料的质量未能达到质量要求。

3.3 机械设备因素

机械设备是建筑工程施工中不可缺少的必备工具,现代化的施工离不开现代化的设备,设备的状况直接影响着建筑工程的质量和进度。同时,设备合理地使用,及时地维护保养是保证设备良好运行的关键。

3.4 方法因素

施工方法正确与否, 直接影响工程质量控制能否顺利实现, 正确的施工方法是保证工程按期保质完成的前提。

3 .5 环境因素

环境因素对建筑工程质量的影响具有复杂而多变的特点, 影响建筑工程质量的环境因素较多,如气象条件就变化万千,温度、湿度、大风暴雨、酷暑、严寒都会直接影响到建筑工程质量。

4 桥梁工程施工管理的措施

4 .1 强化培训, 优选施工人员

工程质量是所有参加工程项目施工的技术管理干部、操作人员服务人员协同工作的结果, 所以施工人员是形成工程质量的主要因素。要控制施工质量,首先要培训施工人员,提高他们的综合素质。

4 .2 严格监管建材、建筑构配件和设备质量

国家《建筑法》明确指出:“用于建筑工程的材料、构配件、设备等等, 都必须符合设计要求和产品质量标准。”因此要保证工程优质必须把住“ 四关”: 即采购关、检测关、运输保险关和使用关。当前在物资供应处于买方市场的环境下, 各种销售名目繁多,对采购人员是极大的诱惑。因此在建筑材料选择方面我们尤其要把好采购关。

4. 3 确保施工工序的质量

工程项目的施工过程, 是由一系列相互关联、相互制约的工序所构成,工序质量是构成工程质量的最基本的单元, 上道工序存在质量缺陷或隐患, 不仅使本工序质量达不到标准的要求, 而且直接影响下道工序及后续工程的质量与安全, 进而影响最终成品的质量。因此,在施工中要建立严格的交接班检查制度, 在每一道工序进行中,必须坚持自检、互检。完工以后,再由专项质检员检查,然后在自检合格基础上,向监理申请验收, 监理人员应认真履行自己的职责, 严格依据国家现行建筑工程质量检验评定标准进行质量检查, 检查合格签字确认后下道工序才可进行施工。如监理人员在检查时发现质量问题, 应分析产生问题的原因, 要求承包人采取合适的措施进行修整或返工。

4 .4 加强验收工作

施工质量的控制, 不能忽视对材料质量的把关, 优质的建筑产品来源于质优的原材料和半成品。从地材到三大材及装饰材料、卫生器具等, 要提供合格证及现场取样检验报告。坚持“选好不选次”的原则,切实抓好材料的进货、验收、保管、试验工作。工程竣工验收是工程质量管理的最后一个环节, 也是建设资金转化为使用价值的重要环节, 是全面考察投资效益、检验设计和施工质量的重要步骤。工程项目竣工时, 基建部门首先要会同承建单位对工程进行预验收, 然后再组织使用单位、设计单位、建设银行及政府有关建设管理部门对工程进行全面的严格验收。检查对工程技术资料、材料、构件和设备质量合格证明和分部分项验收记录等。对存在的质量缺陷提出整改措施及期限, 直到合格为止,然后组织质检部门验收。同时,根据工程保修的有关规定, 要求施工队在交工一定时间内随时对出现的问题进行保修。所有竣工资料要做到齐全、规范、准确、全面、真实,确保项工作画上一个圆满的句号。

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关键词：建筑工程;结构设计;地下室

中图分类号：TU3 文献标识码：A

当前城市的高层建筑越来越多，建筑设计根据本身的功能和结构特点在设计中开始逐步考虑建设地下室。城市建筑大型化、高层化的设计理念也促使地下结构朝着多层空间的方向发展，地下室的地下结构设计、地下室的施工及防水、支护工程成为了建筑工程首要考虑的问题。

1、地下室结构设计中的问题分析

地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时，要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要，还要顾及到管道、通风、给水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说，一般来讲，在塔楼

部分的使用时期，基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房结构自重较轻部位却会有抗浮不能满足实际要求的问题。

1.1抗浮、抗渗问题分析。针对地下室的抗浮问题，要设定科学合理的抗浮设防水位，根据具体的地下水水位要求进行研究和实时勘查，采用平板式筏板基础、增加地下室的重量、设置抗浮桩等方式方法去解决地下室的抗浮问题。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：

提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁来抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝。

1.2不均匀沉降问题分析。地下室的不均匀沉降问题可以采用人工处理地基的方法去降低地基处理的程度，主体结构采用桩基础、主体结构部分采用整体基础也能达到较小的最终沉降量，还能充分发挥不同基础形式的作用和优势，有利于工作人员进行相关的计算，确定最终的设计方法。

1.3人防地下室的问题分析。对于人防地下室的结构设计要特别注意人防构件的最小截面尺寸取值问题，按照国家的标准进行设计，使顶板的最小防护厚度、混凝土厚度都能实现建筑面层的防护作用。此外，人防构件的荷载取值问题、人防底板的荷载控制问题也是建设过程中必须要注意的设计问题。在考虑防空地下室在核爆动荷载作用下的动力分析时要采用等效静荷载法进行计算，人防地下室的设计还需要考虑人防底板的荷载起控制作用。

2、在设计中要注意的几个方面

地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节，对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候，要综合考虑到水，土压力因素，并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言，要在综合考虑多种因素的基础上，从以下几个方

面做出科学合理的设计。

2.1抗震设计。通常来讲，地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：在多层建筑中，地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层，层数与高度都已经超过设计标准要求。地下室的顶板是上段结构嵌固，地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级，则地下部分的抗震等级也应当是二级。

2.2荷载。地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室顶板覆土荷载及消防车道活荷载的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力，地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。

2.3地下室外墙的配筋计算。实际设计应用时，在带扶壁柱的外墙配筋计算方法是按双向板计算配筋，而不是根据扶壁柱的尺寸大小来计算。而扶壁柱不是按外墙双向板传递荷载算其配筋，而是根据地下室结构的整体电算分析结果来配筋。这样设计会使外墙竖向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墙的水平分布筋过多。在计算地下室外墙的配筋时，除了垂直于外墙方向部分有钢筋混凝土的，内隔墙之间有相连的外墙板块或者扶壁柱横截面积较大的外墙板块需要用双向板计算之外，其他形式的外墙通常都按竖向单向板计算配筋。竖向载荷小的外墙扶壁柱，无论是外墙转角处还是内外侧的主筋部分都需做适当的加强。扶壁墙的截面积的大小则是界定外墙水平分布筋的依据。在计算地下室外墙时底部支座应固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。侧壁的抗弯能力比底板的大，而弯矩则和底板相等。

3、地下室结构设计

3.1地下室的基础设计。在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作，基础设计可以采用预应力管桩基础，为了能够满足沉降的要求，要加强岩层的承载能力，所以基于这一个要求，持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。

3.2地下室顶板的结构优化。地下室的顶板是地上整个高层建筑的水平约束支座，要想对地上结构有足够的约束作用，就必须有较大刚度。所以，在设计地下室时，对顶板有严格的要求，顶板的厚度要大于等于160mm，这样才能保证地下室较大刚度。

3.3地下室的侧壁设计。影响地下室侧壁设计的因素有很多，例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。地下室的侧壁由于情况比较特殊，会受到各种不同方向荷载的共同作用，受力情况比较复杂的情况下应该要对地下

室侧壁设计进行科学合理的简化。所以地下室侧壁的设计具体要求是，与土壤产生接触的侧壁混凝土保护层厚度要达到40 毫米，地下室侧壁的水平钢筋配置要在外侧，而竖向的钢筋配置就应该在侧壁的内侧。但是出于对侧壁设计成本的控制，在满足侧壁荷载要求的基础

上混凝土的强度也不适宜设置得过高，这样可以减小混凝土的收缩应力。

3.4优化选型。建筑物的结构设计除了有足够的承载力，还要使结构具有足够的抗侧力刚度，使结构产生的侧向移动在合理的规定的范围内。结构选型不单单是结构的问题，它是一个综合的复杂的过程，除了考虑地基的承载能力和结构的安全性外，还要考虑成本问题。

结束语:

在建筑地下室结构设计中，设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况，综合考虑到建筑的防火，防震，通风，采光等各个方面的因素，在满足建筑基本功能的前提下，做出创意设计，选择合理的结构方案。

参考文献：

[1]文华.《论述地下室结构设计存在的问题》，《建材与装饰》，2005 年10 期

[2]傅昱.《中小高层建筑地下室设计浅谈》，《四川建材》，2010年06 期

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关键词：建筑物；地下室；抗浮设计；抗震设计；无缝设计；防水设计；地下水位；伸缩缝

一、抗浮设计

当抗浮设计水位较高，裙房满堂地下室或地下车库需要采用抗浮措施时，应按工程具体情况区别对待。如果裙房满堂地下室或地下车库是独立建筑，与高层主楼基础没有连接成整体，并有一定距离不会因差异沉降造成影响时，抗浮措施可以根据经济技术比较采用：抗浮锚杆、抗拔桩或压重等方法；如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接成整体，均采用桩基，通常抗浮可采用抗拔桩的方法来解决，这几年预应力管桩应用也比较普遍，可以节约桩基成本大约15%，提高桩基工期大约10%；如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接整体，并且高层主楼采用的是天然地基预估有若干沉降量，裙房或地下车库抗浮宜采用压重（采用素混凝土，重度不小于30KN/M2钢渣混凝土或砂石料）方法，不宜采用抗拔桩或抗浮锚杆，否则必将与高层主楼之间形成差异沉降而造成底板开裂的影响，尤其如北方很多城市的抗浮设计水位由于考虑南水北调提供的较高，但实际地下水位目前而言都是非常低的，如果抗浮采用抗拔桩或抗浮锚杆，裙房或地下车库与主楼间基础沉降差异将是非常突出的问题。

二、抗震设计

随着社会经济发展水平的不断提升及现代化程度的逐步提高，城市人口大幅度提升，这就导致城市防灾问题日渐凸显。建筑物倒塌将阻碍救灾进度，造成极大的经济损失。据相关数据显示，建筑物结构型式的合理性及较强的抗震能力将对震害的出现及破坏程度大大降低，为了确保现代化建筑具有良好的抗震性能，施工单位必须重视其地下室抗震设计，只有加大地下室结构抗震设计的力度，才能避免建筑物因地震因素出现损坏情况。

在高层建筑物地下室嵌固位置设计中，一般选用现浇梁板结构，其楼板厚度可控制在180毫米以上，混凝土强度等级则控制在C30以上，设计方式为双层双向配筋，每层每个方向配筋率可控制在0.25%以上。与梁板结构相比，无梁楼盖结构平面具有较小刚度，不能满足刚性楼板相关规定。基于此，作为上部结构嵌固部位地下室顶板，可选用现浇梁板结构作为主楼范围、相连裙房地下室顶板范围内的结构。

三、地下室结构无缝设计

伸缩缝与沉降缝是地下室结构变形缝的主要形式，伸缩缝设置的目的是为了释放温差和混凝土收缩、徐变产生的应力，避免结构开裂渗水。后浇带、诱导缝、掺加外加剂与预应力技术等都是代替伸缩缝的无缝设计方式。

后浇带。作为伸缩缝最常见的方式，后浇带可以对混凝土早期应力问题进行有效处理，但无法处理后浇带浇筑后混凝土徐变与温差出现的温度应力。同时在留设后浇带与浇筑混凝土之间具有较长的时间，一般为几个月。这种情况下，将严重影响到施工的进度。

掺加外加剂。将相应膨胀剂添加到混凝土内，可进行“化学预压应力”的建立。这种方式施工简便，对施工进度影响小，一般和其他方式一起应用。膨胀剂出现的补偿收缩膨胀时间控制难度较大，如膨胀时间不同于混凝土收缩时间，将大大降低其抗裂性能，因此在选用掺加剂时，应确保其质量符合施工要求。

诱导缝。诱导缝的应用可以将整个施工、使用过程中出现的混凝土拉应力进行有效释放，并一次完成浇筑混凝土，施工过程中应确保其连续性。该方式的不足之处在于布设间距小、灵活性差。

预应力施加。通过地下室混凝土拉应力的计算，可进行预应力钢筋设置。预应力施加可以消除混凝土收缩出现的拉应力，进而起到伸缩缝减少与开裂控制的作用。伴随张拉预应力与锚固技术水平的提升，大大降低了预应力施工的难度，扩大了预应力的应用范围。

四、防水设计

1、桩顶防水。在桩顶截断钢筋，做好附加防水层。高层建筑地下室防水设计中，要求选用聚合物水泥砂浆作为承台固结桩顶的防水材料。经过相关试验，确定其配合比后，应保证聚合物水泥砂浆抗渗强度符合设计规定，并与抗压强度规定值相一致。作为刚性防水层，在垫层交接位置桩顶防水层应选用密封材料与底板柔性附加水层连接。

2、墙体防水。浇灌时出现施工缝问题，其主要原因在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端两侧出现。为避免施工缝的大量出现，必须在水泥初凝时间内严格控制浇筑间隔时间，对面层混凝土收缩量进行有效减少，为此可选用二次振捣施工。

底板表面找平、抹实及压光等作业应在振捣密实混凝土后进行，初凝后应将塑料薄膜铺设在其上面，保温养护时间应控制在14天以上，并有效控制防水混凝土拆模时间，15摄氏度以下为拆模时混凝土表面温度和附近外界温度，避免裂缝在混凝土干缩与温差等情况下出现。先分层对地下室墙体进行浇筑施工，每层间隔时间必须控制在水泥初凝时间以下，遵循设计要求全部钢筋都应进行高标号砂浆垫块的设置，起到保护钢筋的作用。如裂缝出现在外墙混凝土干缩与温差情况下，应将草袋盖在混凝土初凝后的墙顶上，外墙模板在养护14天以后拆除。

3、承台底防水。将聚合物水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹一层在桩头，并进行遇水膨胀止水条的设置，确保完全封闭整个底板防水层，进而有效提升其防水效果。在混凝土结构内部不断渗入结晶型涂料，结晶不断出现并对毛细孔起到堵塞作用，提高防水效果。

五、结束语

综上所述，新时期为提高建筑物地下室结构设计的合理性、准确性，必须严格遵循相关设计规定，选用科学有效的设计方式进行施工，并在此基础上，规范各个方面的设计流程，只有这样才能提升地下室设计的科学性，才能确保建筑工程施工的整体质量，实现工程建设的社会效益与经济效益。

参考文献

[1] 张同波，刘汉进. 地下室抗浮失效的3种形态及其上浮特征[A]. 第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C]. 2011

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关键词:地下室；结构设计；存在问题

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

0前言

随着城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋向。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。地下室工程因为是处于地面以下,它的施工难度比较大,建筑周期比较长、建造费用相对较高。另外,地下室因为其结构的特殊性,设计与施工难度都比较大,比地上建筑更容易出现质量问题。然而对于设计与施工来讲,都有与地上建筑不同的要求。

1 地下室结构设计存在的问题

地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。

其设计上的主要问题表现在:

(1)结构平面的设计。

(2)抗震设计。

(3)地下室抗渗、抗浮设计。

(4)地下室的结构超长。

(5)外墙的结构设计。

2 建筑工程地下室结构设计应注重的问题分析

2 .1 抗震设计

通常来讲,地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为:在多层建筑中,地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层,层数与高度都已经超过设计标准要求。地下室的顶板是上段结构嵌固。地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级,则地下部分的抗震等级也应当是二级。

2 .2 抗渗抗浮设计

如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对:

(1)在设计条件允许的前提下 ,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。

(2)倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。

(3)强化抗渗抗浮设计的另一个有效办

法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。

(4)设抗拔桩。此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。

2 .3 结构超长的处理办法

因建筑总体设计要求,地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40～60m。虽然在温度影响的角度来看 ,地下室受的影响相对来讲较小,但是周边环境对于地下室的约束力较大,所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。

(1)安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分,钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构,应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。

(2)除了伸缩后浇带以外的其它措施 ,包括:①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前,在实际工作中,已经建成的多个建筑,在应用上边所讲的办法,并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。

2 .4 地下室外墙部分的结构设计

对于地下室外墙的结构设计,我们应当把重点放在土、水压力的计算上。在设计施工时应池注意下面的几点要求。

(1)承载能力。地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。实际上的工程设计当中,风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。要按照墙板弯曲计算配筋。

(2)静止土的压力数值。这在实际施工中应当做具体的实验来确定,如果没有实验条件,那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间,把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。

(3)外墙配筋计算办法。关于带扶壁柱外墙,不按扶壁柱尺寸计算,而是按双向板对配筋进行计算。由外墙和扶壁柱协调变形的机理,此设计会使外墙垂直配筋少、扶壁柱配筋不足,而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时,按双向板求取配筋的办法为宜。

3 工程案例

(1)工程概况 :某工程场地部分略带斜坡，此外基本平整。地上18层钢筋混凝土框架,地下一层停车库、人防地下室。总高度54m。

持力强为强风化岩或者中风化岩。抗震设计 :丙 类 。

(2)此地下室结构设计要点分析。

①地下室顶板不置大洞口;顶板采取现浇梁板的结构,厚度25cm;楼板的混凝土强度等级为C30,双向双层钢筋配置。保证单方向配筋率超过0．25％。

②本工程地下室顶板是地面以上结构部位的嵌固部分,抗震等级与上部相同,采用三级抗震。

③用预应力管桩作为基础,直径500的管桩,其单桩承载力数值1850kN。

④主楼的室内地下室部分顶板适宜承载力,考虑施工后荷载后,取5kN每平方。

⑤此地下室用途之一是作为人防工程,故对本工程露天顶板需考虑到爆动荷载压力的影响,因此地下室顶板荷载按人防六级考虑,取值750kN每平米。

⑥在和土壤相接处的侧壁保护层厚度取4cm,室内混凝土取1.5cm。地下室侧面水平配筋在,垂直配筋在内部。

⑦本工程的地下室之底板要以抗渗抗浮的计算为主要工作。把地下水位的高度考虑在50年一遇的级别,抗渗级别设为P6,抗浮水头级别设为5.1m。地下室底板用无梁楼盖计算办法,计算得出底板厚度60cm。

⑧地下室抗浮设计、验算。地下室应当验算出地下的水压超没超过地下室恒载。取恒载分项的系数设为0.9,水压分项系数设为1.0。如恒载能力达不到地下室抗浮需求,就要应用到抗拔桩进行加强浮力抵抗的工作。

4 结束语

作为建筑工程整体结构的有机组成部分,地下室建筑质量的高低对建筑整体的稳固性有很大影响。在一些高层的建筑中,地下工程造价甚或超过地上工程造价。因为位置特殊,其结构设计不能不引起我们的重视。设计上要考虑的问题很多,鉴于问题的复杂性,在这里,我们的设计人员就要把握住质量与经济的两个大原则,在技术层面去研究解决地下室结构设计中存在的问题。

参考文献

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关键字：建筑工程；地下室设施；地下室顶板；地下室底板

一、在地下室设计过程中，应当注意的问题

（一）在以地下室顶盖作为上部结构的嵌固端时，要避免地下室顶板开设大洞口；地下室纵向的钢筋面积要符合设计的要求，地下室的梁柱节点左右梁端截面的受弯承载力和上端同一方向的受弯承受力之和，不能低于上柱下端受弯承受力的1.3倍。地下室和上部相对应的剪力墙墙肢端部边缘的纵向钢筋截面，不能低于地上一层剪力墙墙肢边缘构件的钢筋截面面积。

（二）在对建筑地下室进行施工的同时，还需要注意上部荷载、岩土测压力和地下水的不利影响。在选择地下水标高时，应该从历年来的最高水位和使用年限内可能出现的最高水位慎重选择。满足地下室整体抗浮要求，可以使用加配重或拔锚杆等方法。

（三）地下室不能设置变形缝，如果超过了伸缩缝的最大间距，可以在每段30米至40米的范围内，设置出贯通顶板和墙板的施工后浇带，需要注意的是，施工浇带的宽度，不能低于800毫米；底板和外墙的后浇带可以增加防水层。

二、地下室施工建设中，应当注意地下室的防水问题

（一）地下室地板下的柔性防水层

1、表面处理：用水泥砂浆把垫层上的混泥土抚平。其表面应该做到干净、整洁且低凹处要修补平整。

2、材料的铺设：先要铺一层塑料布或者卷材进行隔离，并且在上面涂上特制的粘结剂，再在上面铺设材料，并且要在接槎处用橡胶膏封严。在阴阳角、柱根等防水部位，也要用橡胶膏将其封严。

3、保护层的兼联结层：当所有的铺设工作完成之后，要在上面用水泥砂浆进行保护，起到既与防水层相联结又与混泥土层相联结的作用。

（二）地下室剪力墙的柔性防水层施工

1、再粘贴防水层前，应当将剪力墙的外立面清理干净，高标号的水泥砂浆可以修补混泥土表面的各种轻微缺陷。

2、底板防水层的搭接头一定要仔细检查，内外两层的接头一定要错开至少100毫米。

3、剪力墙外部面防水层的保护层一定要和防水层相隔离，这样是为了预防保护层下层时，拉动防水层。

三、建筑工程中地下室的设计结构

（一）地下室的设计基础

在地下室的建设中，一般使用预应力管桩作为基础，在持力层材料的选择中，选用强风化岩或中风化岩，500直径管的承载力是1800KN，岩层承载力很高，可以满足沉降的需求。

（二）地下室的顶板设计

一般工程施工中，需要覆土0.5米，还要考虑到设备管线的高度和厚度，一般将覆土的厚度定为1.1米，室内的覆土需要1.4米。

（三）地下室的侧壁设计

在对地下室的侧壁进行实际的时候，要考虑到的荷载有：结构自身的重量、地面堆载的重量、防止核爆等，效静荷载、侧向土压力和地下水压力等，因为地下室侧壁有多种荷载的共同作用，受力很复杂，所在设计过程中，可以做出合理的简化。

地下室是整个建筑结构中最主要的一个部分，它决定着整个建筑是否具有稳定性和坚固性，地下工程的造价比普通上部结构造价还要高。因为地下室的特殊位置，所以地下室的结构是很复杂的设计问题，需要考虑和涉及的内容也还有很多。

四、地下室的结构设计

因为地下室设计的基础形式和地质条件都有所不同，计算起来也相对繁琐和复杂，这里只谈谈一般的概念。除了地下室的自重和使用荷载以外，还受到向上的浮力和地基的反力，前者的作用相对较小，但后者一般起着控制作用，所以从某种意义上讲，地下室相当于是一个倒置的楼盖，但现在的地下室结构设计通常都是用平面的表达方法表示，所以在设计梁的钢筋断点、板的支座负筋位置时，都应该按照倒向考虑，并且要将主次梁钢筋的位置关系准确表明，对施工交底进行加强，让施工人员了解设计图，避免在施工过程中出现的错误。同时，在建筑工程地下室施工时，要注意周围建筑的位置和关系，尽量避免周边建筑的影响，在必要的时候，可以做好基坑的保护工作。

简而言之，安全、适用且合理的地下室必须要有合理的设计，并在施工方各方的合作下，对其不断进行探索和创新，只有这样，才能使地下室有更合理有效的利用空间。

五、建筑工程地下室的优化

（一）地下室的平面设计

在对地下室进行设计的过程中，应该考虑到防火、使用功能、排水、排风、坑道、人防要求等各个专业的配合。例如，当地下室的长度远远超于计划规定的长度时，要和结构专业相互配合，考虑是否应该设置变形缝，一般情况下要尽可能少设或者不设变形缝。施工人员可以用混凝外加剂达到不设缝的目的。假如地下室设置后浇带的方法难以解决，那么设计人员就应该合理的将地下室分割成几个地下室，中间用较窄的过道相互连接，满足使用管道相互连接的需求，将变形缝放在通道处，这样做的目的是减少接缝，便于补救。

（二）地下室的防震设计

通常在地下室的抗震设计中，会出现以下问题：建筑物中地下室深埋不够、建筑物层数和总高度超过要求。地下室的一层抗震能力过低。

如果设计不当，对整个地下室的抗震会产生很大影响。根据工作图的需要，半地下室的深埋要求应该远远大于地下室外地面的高度，才能不计算层数，总的高度才能从室外地面开始算起。

（三）地下室的抗漏设计

地下室抗浮设计的重要依据，就是地下水位和变幅。在地下室抗浮设计中，人们往往只考虑到了正常使用的极限状态，对施工过程中的洪水期不够重视，所以会使很多地下室施工因抗浮力不够和被破坏。除此之外，在地下室的上部，往往有很多高层和底层的建筑，因为地下室的面积很大，而且形状也不规则，所以地下室的抗浮问题相对而言较难处理，必须做出细致的分析和研究之后，再来处理。

参考文献：

[1] 刘建鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑,2011,37(4):50-52.

[2] 古思一.高层建筑地下室防水中应注意的问题[J].山西建筑,2004,30(22):70-71,76.

[3] 张诚.建筑工程地下室设计的几点体会[J].安徽建筑,2002,9(6):93-93

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关键词：建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

Abstract: with the rapid development of the high-rise building, the construction equipment room, underground fire pools and multi-function car parking Spaces are used in the basement, so in high-rise building design, the basement structure design difficulties of various, is of great significance. This paper analyzes the structural design of the difficulties in the basement, and accordingly put forward the optimized design scheme.

Keywords: building engineering; The basement structure design; Structure design, Seismic design

1.引言

目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。

2.地下室结构设计难点概述

地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。

3.建筑工程地下室结构优化设计

3.1结构平面设计

在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。

3.2抗震设计

一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级。

若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。

3.3地下室抗浮、抗渗设计

一般来讲，此类设计常见问题为：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了GB50007-2002第3.0.2条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，不符合GB50009-2001第3.2.5条。

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；（4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

3.4地下室外墙结构设计

为了满足抗渗要求，地下室外墙（以下简称外墙）的厚度一般不应小于250mm，混凝土强度等级常用C20~C30。

3.4.1．荷载：竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。

3.4.1.1室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面），活荷载可取5kN/m2。有特殊较重荷载时，按实际情况确定。

3.4.1.2水压力：水位高度可按最近3~5年的最高水位确定，不包括上层滞水。

3.4.2荷载设计值：以前的算法地面活荷载取1.4外，其他包括水压力均取1.2。现依据《建筑结构荷载规范》，当活荷载占总荷载之比值不大于20%时，γG=1.35, γQ=1.40,ΨC=0.7，综合分析后外墙各项荷载分项系数均取1.30。

3.4.3荷载计算：

3.4.3.1地下室无横墙或横墙间距大于层高2倍时，其底部与刚度很大的基础底板或基础梁相连，可认为是嵌固端；顶部的支座条件应视主体结构形式而定。当与外墙对应位置的主体结构墙为剪力墙时，首层墙体与地下一层外墙连续，可以对外墙形成一定的约束。但是，主体结构的外墙往往开有较大的门窗洞口，其对外墙的约束很有限。当主体结构为框架类结构（包括纯框架和框剪）时，外墙仅与首层底板相连，首层底板相对于外墙而言平面外刚度很小，对外墙的约束很弱。所以，外墙顶部应按铰接考虑。地下室中间层可按连续铰支座考虑。这样，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续梁。

3.4.3.2地下室内横墙较多且间距不大于层高2倍时，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续双向板。

3.4.3.3有的工程基础底板上有较厚的覆土，这时最下层外墙的计算高度应视该层地面做法而定。如为混凝土面层较厚的刚性地面，且在基坑肥槽回填之前完成地面做法，则外墙计算高度可算至地下室地坪。而实际施工顺序往往是出地面后肥槽立即回填，而地下室地面在完成机电管线布置后才施工，相隔很长时间。这种情况下，外墙计算高度就应算至底板上皮。为了减小外墙计算高度，可在外墙根部与基础底板交接处覆土厚度范围内设八字角，并配构造钢筋，作为外墙根部的加腋，加腋坡度按1：2。这时外墙计算高度仍可算至地下室地坪。

3.4.4为了便于配筋构造和节省钢筋，外墙可考虑塑性变形内力重分布。塑性计算不仅可以在有外防水的墙体中采用，也可在混凝土自防水的墙体中采用。塑性变形可能只在截面受拉区混凝土中出现较细微的弯曲裂缝，不会贯通整个截面厚度，所以外墙仍有足够的抗渗能力。

3.4.5 墙配筋计算：外墙除承受水平荷载外，还承受上部结构及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重等竖向荷载。所以，严格来讲，外墙应按偏心受压构件计算配筋。但在实际工程设计中，考虑竖向荷载产生的截面应力很小，而且为了计算方便，仅按墙板平面外受弯计算配筋。当竖向荷载很大时，也可分别按受弯和轴心受压计算墙体配筋，然后将二者叠加。

3.4.6外墙保护层厚度：按〈地下工程防水技术规范〉50108-2001-4.1.6条，“迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。”为强制性条文。但实际操作有困难之处。一方面外墙截面有效厚度损失较大，另一方面外墙一般较厚，且拆模早，养护困难。施工单位为了避免开裂，在50mm厚保护层内附加Φ8@200构造筋，与外墙受力筋间距很小，垂直浇捣混凝土困难。按〈混凝土结构设计规范〉50010-2002，外墙外侧环境类别为“二b”，内侧“二a”，据此，外侧保护层厚度25mm，内侧20mm。也是强制性条文。按〈混凝土结构设计规范〉执行。

5.结论

高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。

参考文献

[1]地下工程防水技术规程（GB50108-2001）[S]．

[2]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）[S]．

[3]李享，谭素群．地下室结构设计中的若干问题[J]．山西建筑，2007，33（11）．

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关键词：建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计 摘要：随着高层建筑的飞速发展，其建筑设备用房、地下消防水池和汽车停车位多功能都应用在地下室，因此在高层建筑设计中，地下室结构设计难点繁多、意义重大。文章分析了地下室结构设计中的难点问题，并针对性提出了优化设计的方案。 目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。 一、地下室结构设计难点概述 地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。 二、建筑工程地下室结构优化设计 （一）结构平面设计 在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。 （二）抗震设计 一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级。 若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。

（三）地下室抗浮、抗渗设计 一般来讲，此类设计常见问题为：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了GB50007-2002第3.0.2条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，不符合GB50009-2001第3.2.5条等。 地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；（4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。 （四）外墙结构设计 地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算，在设计时应注意以下要求：（1）荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋；（2）静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定，当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，粘性土可取0.5～0.7；（3）地下室外墙的配筋计算。实际设计时，在外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。 三、结语 高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。

参考文献 [1]地下工程防水技术规程（GB50108-2001）[S]． [2]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）[S]． [3]李享，谭素群．地下室结构设计中的若干问题[J]．山西建筑，2007，33（11）．

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关键词：地下室；结构设计；技术措施

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

1、地下室结构概念的描述

在大、中城市的写字楼、商住综合楼及住宅建筑中，为解决人防和有足够的汽车停放位置，需要设置地下停车库。当主楼及部分裙房的占地面积较大时，子啊建筑物下设多层地下室，这是常见的第一种地下室形式。现在一些住宅小区和商住综合楼楼群中，为有较好的生活环境，建筑物之间设有庭院绿化，利用地下空间设置1~2层地下室，并与楼房连通，这是近十年来出现的第二种地下室形式。高层建筑设置地下室，加大了建筑物的埋深，有利于高层建筑的稳定性，提高高层建筑的抗风和抗震能力。地下室工程涉及的专业众多如建筑，水电，设备，人防，暖通等，因此建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防，设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等规范要求，对结构工程师提出更高的要求。如何在设计中既满足功能的要求，又满足安全可靠、经济合理的要求是结构工程师需要解决的问题。一般来讲概括起来主要为以下几个方面的设计要点： (1)结构平面设计； (2) 外墙结构设计；(3) 抗震设计；(4)地下室抗浮，抗渗设计；（5）地下室防水设计。

2、地下室结构设计中存在的问题与技术措施

2.1地下室结构平面设计

目前在许多工程中地下部分连成一片，长度200~400、宽度也在100m以上，这样的地下室的长度远远超过结构设置变形缝的长度要求。但是无论是从建筑使用功能上来讲，还是从结构设计、施工以及经济性的角度来讲，少设或不设变形缝更加有利。仅设置变形缝会使得变形缝处的防水处理较大的问题。

结构工程师可以采取以下措施来控制温度应力：①隔30米左右设置伸缩后浇带，宽1000mm，钢筋贯通并配置加强筋，混凝土强度提高一级，并采用膨胀混凝土补偿收缩；②在不易设置后浇带位置可设置膨胀加强带；③地下室梁、板、墙、柱混凝土中须掺加聚丙乙烯抗裂纤维和一定量的微膨胀剂，提高混凝土的抗裂性能；④地下室的外墙、底板，当采用粉煤灰混凝土时，可考虑采用60天或90天龄期的强度指标作为其混凝土设计强度。采用较长龄期的混凝土强度指标，有利于减小水化热，对大体积混凝土尤为有利。采用较长龄期的混凝土强度另一个原因是这类构件的荷载不是一步到位的，需要有一个较长的加载过程；⑤地下室顶板配筋时采用小直径小间距的配筋原则，减小裂缝产生的可能；⑥同时，施工过程中应加强养护，严禁施工期间地下室顶板直露暴晒。

2.2地下室外墙结构设计

(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第12.2.5条规定中对地下室外墙提出了“承载力要求”，依据《高规》第1.0.5条的要求，地下室外墙还应满足正常使用极限状态要求。

（2）实际工程中，进行地下室外墙裂缝验算时应注意：1)外墙土压力可采用主动土压力系数计算（即强度计算与正常使用极限状态计算，应采用不同的土压力计算值）。2）外墙的计算高度可取净高计算，即下端可从地下室建筑混凝土地面下200mm处算起（即强度计算与正常使用极限状态计算，应采用不同的计算高度）。3）计算水位可以取稳定水位。

（3）地下室外墙强度计算时，底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。

（4）根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第12.2.6条规定：高层建筑地下室外周回填土应采用级配砂石、砂土或灰土，并应分层夯实。此项规定在于提高和控制高层建筑地下室周边回填土质量，有利于确保室外地面建筑工程质量，并有利于地下室嵌固、抗震及抗倾覆等。而且对地下室外墙，应区分地下室外墙填土的回填时间，避免因过早回填（回填时间小于混凝土龄期）对外墙的破坏。

2.3地下室结构抗震设计

（1）根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第14.1.1条及条文说明，该章有关规定仅适用于单建式的地下车库。地下变电站等地下建筑。与多高层建筑的地下室连成整体或设缝分开的相邻地下车库建筑，属于附建式地下建筑，可不按单建式地下建筑抗震设计。

（2）根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.1.3条第3款规定及条文说明，规定地下一层的抗震等级不能降低，而地下一层以下不要求计算地震作用，规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低；地下室无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

（3）无地上建筑的地下车库结构，其周围有图或有主楼地下室约束，在地下室不产生侧向位移，结构无侧向变形，无需进行水平地震作用计算。

2.4地下室抗浮、抗渗设计

在地下室抗浮、抗渗设计时，首先要明确区分抗浮设计水位和防水设计水位。1）防水设计水位（也叫设防水位）应综合分析历年水文地质资料、根据工程重要性、工程建成后地下水位的可能性等因素综合确定，对附加式的全地下或半地下工程的抗渗设计水位，应高出室外地坪500mm以上，其目的是为确保工程的正常使用，主要用于确定建筑外防水设计和地下结构的抗渗等级。与抗浮设计及结构构件设计无关。2）抗浮设计水位（也叫抗浮水位），国家规范没有明确规定，一般按当地标准确定。抗浮设计水位重在结构整体的稳定验算及结构构件的设计计算，是影响结构设计的重要条件。《建筑地基基础设计规范》CB5007-2011第3.0.2条第6款规定当工程需要时，岩土工程勘察报告应提供用于计算地下水浮力的设防水位。

地下室结构的抗浮设计分整体抗浮和局部抗浮两部分，整体抗浮必须满足要求。当局部不能满足要求时，应通过增加结构刚度（主要是局部抗浮不足部位及其周围结构），由周围结构承担局部抗浮不足而多余的水浮力。一般情况下，当地下水位较高，建筑物长期处在地下水浮力作用下时，宜采用增加自重或设置抗拔桩（抗拔锚杆）的方法；但是对地下水浮力很大的工程，仅用“抗”法投资大，费用高。这时采取疏、排水措施，使地下水位保持在预定的标高以下，减小或消除地下水对建筑（构筑）物的浮力，从而达到建筑（构筑）物抗浮的目的。

地下室结构的抗浮验算在国家规范和各地方规范及相关专门规范提出了不同的要求，应根据工程所在地和工程的具体情况执行相应的规定。当工程所在地无具体规定时，可参考执行国家《地基规范》中第5.4.3条规定进行抗浮稳定验算。应加强对施工过程和洪水期重视，避免造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。

2.5地下室防水设计

地下室防水设计是一项十分重要的工作，甚至是决定地下室设计成败的关键。在防水设计时，应根据工程的性质、使用要求和重要性等合理确定防水等级，根据防水等级确定防水层数。无论防水等级为几级，地下室混凝土都应采用结构自防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与混凝土壁的厚度比确定，不得人为地自行降低。根据防水等级的要求，建筑的地下室仅设1道防水混凝土是不能满足要求的，一般应做卷材防水。在选用防水卷材时，应考虑到地下室环境恶劣、无法更换的特点，尽量选用耐久性好的卷材。防水卷材在地下室底侧应能闭合，尤其应重视节点设计如桩头、承台和积水坑等处，若构造设计不当，会失去卷材防水的意义。另外，为了防止少量渗水，便于地下室车道处积水的排放，地下室应设排水明沟和积水坑。

3、结束语

地下室作为高层上部结构的嵌固部位，其设计应遵循安全、适用和合理的原则。只有在参与各方通力合作下，不断地进行探索和创新，才能更加合理、更加有效地开发和利用地下空间。

参考文献

[l] 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)[S]．

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)[S]．

[3]朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010

[4]李国胜.多高层建筑基础及地下室结构设计---附实例

[5] 李享.谭素群．地下室结构设计中的若干问题[J]．山西建筑，2007，33(11)．

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关键词:地下室；结构设计；存在问题

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1.建筑工程地下室结构设计概述

为了满足建筑功能及基础埋深的需要，一般均设有一层或多层地下室用于平日的生活当中。由于地下室地处地下设计荷载较大，防水抗裂要求高，其造价占整个项目造价的比重也相当大。地下室工程因为是处于地面以下,它的施工难度比较大,建筑周期比较长、建造费用相对较高。另外,地下室因为其结构的特殊性,设计与施工难度都比较大,比地上建筑更容易出现质量问题。然而对于设计与施工来讲,都有与地上建筑不同的要求。

在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。 其设计上的主要内容包括：结构平面的设计、抗震设计、地下室抗渗、抗浮设计。 、地下室的结构超长、外墙的结构设计等。

在地下室结构设计中,应综合考虑上部结构、地下室结构及地下室周边情况,合理选择荷载大小、结构构件尺寸。才能降低工程造价,保证结构安全，为建筑质量问题保驾护航，同时为合理的利用建筑空间打下坚实的基础。

2 建筑地下室结构设计应注重的问题

2.1地下室外墙结构设计

对于地下室外墙的结构设计,我们应当把重点放在土、水压力的计算上。在设计施工时应池注意下面的几点要求。

2.1.1承载能力。地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。实际上的工程设计当中,风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。要按照墙板弯曲计算配筋。

2.1.2静止土的压力数值。这在实际施工中应当做具体的实验来确定,如果没有实验条件,那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间,把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。

2.1.3外墙配筋计算办法。关于带扶壁柱外墙,不按扶壁柱尺寸计算,而是按双向板对配筋进行计算。由外墙和扶壁柱协调变形的机理,此设计会使外墙垂直配筋少、扶壁柱配筋不足,而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时,按双向板求取配筋的办法为宜。

2.2地下室的抗裂

地下室的抗裂措施由于地下室的混凝土体量较大,而有些地下室长度超过了结构伸缩缝的最大间距,混凝土的干缩和施工期间的水泥水化热将会导致墙体及楼板的裂缝。设计过程中一般可采用以下措施:

2.2.1设置施工后浇带后浇带作为混凝土早期释放约束力的措施已得到广泛应用。

2.2.2采用补偿收缩混凝土在混凝土中掺入UEA等微膨胀剂,以混凝土的膨胀值抵消其收缩值,从而达到控制裂缝的目的。

2.2.3提高构件的抗拉性能增加外墙水平分布钢筋的配筋率,减小钢筋间距。

2.3抗震要求

如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，一般对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位，规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。

通常来讲,地下室的抗震设计常遇到的问题有。一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为:在多层建筑中,地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室在内已经达到八层,层数与高度都已经超过设计标准要求。

2.4.抗渗抗浮设计

如果是在地下水位浅,或者在雨水相对较多的地区进行施工,那么,对于地下室层数为一到二层的建筑来讲,常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位,以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况,应当采取下面的几个措施来应对:

2.4.1在设计条件允许的前提下 ,尽可能地提高基坑底设计标高,这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。

2.4.2倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度。这样,在降低抗浮水位上就占有一定的优势。

2.4.3强化抗渗抗浮设计的另一个有效办 法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况:其一是基板加载,其二是边墙加载,其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时,因为混凝土和相关的增重材料需求量太大,而使施工费用增加。

设抗拔桩是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约,抗拔桩入岩一般不深,这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大,抗拔桩进不到基岩处,那就需要在桩下部设扩大头,提高抗拔桩的抗拔能力。

2.5结构超长的处理办法

因建筑总体设计要求,地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40～60m。虽然在温度影响的角度来看 ,地下室受的影响相对来讲较小,但是周边环境对于地下室的约束力较大,所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。

2.5.1安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分,钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构,应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。

2.5.2除了伸缩后浇带以外的其它措施 ,包括:①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升建筑抗拉力。目前,在实际工作中,已经建成的多个建筑,在应用上边所讲的办法,并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。

3.工程案例

3.1工程概况 :某工程场地部分略带斜坡，此外基本平整。地上18层建筑框架,地下一层停车库、人防地下室。总高度54m。 持力强为强风化岩或者中风化岩。抗震设计 :丙 类 。

3.2此地下室结构设计要点分析。

3.2.1地下室顶板不置大洞口;顶板采取现浇梁板的结构,厚度25cm;楼板的混凝土强度等级为C30,双向双层钢筋配置。保证单方向配筋率超过0．25％。

3.2.2本工程地下室顶板是地面以上结构部位的嵌固部分,抗震等级与上部相同,采用三级抗震。

3.2.3用预应力管桩作为基础,直径500的管桩,其单桩承载力数值1850kN。

3.2.4主楼的室内地下室部分顶板适宜承载力,考虑施工后荷载后,取5kN每平方。

3.2.5此地下室用途之一是作为人防工程,故对本工程露天顶板需考虑到爆动荷载压力的影响,因此地下室顶板荷载按人防六级考虑,取值750kN每平米。

3.2.6在和土壤相接处的侧壁保护层厚度取4cm,室内混凝土取1.5cm。地下室侧面水平配筋在,垂直配筋在内部。

结语

作为建筑工程整体结构的有机组成部分,地下室建筑质量的高低对建筑整体的稳固性有很大影响。在一些高层的建筑中,地下工程造价甚或超过地上工程造价。因为位置特殊,其结构设计不能不引起我们的重视。设计上要考虑的问题很多,鉴于问题的复杂性,在这里,我们的设计人员就要把握住质量与经济的两个大原则,在技术层面去研究解决地下室结构设计中存在的问题。