高层民用建筑地下室结构设计

李 丽

（中衡卓创国际工程设计有限公司太原分公司，山西 太原 030000）

高层建筑工程对地下室结构设计有很高的要求。设计人员必须充分了解高层建筑结构特点，运用结构概念设计理论，准确把握地下室结构设计中顶底板、外墙、保护层等关键点，并按照设计规范要求科学选取地下室结构荷载，合理设置变形缝和施工后浇带等，同时要加强地下室结构的抗震和抗浮设计，防止地下室结构出现渗水等问题。

1 高层建筑地下室结构设计难点

1）地下室结构嵌固端选择。在结构的固定端不能出现横向或者纵向的位移。一般情况下，高层建筑的地下室嵌固端有两种，一种设在地下室的基础底板顶，一种设在地下室的顶板顶面；2）地下室楼盖选用。地下室楼盖形式主要分为两种：无梁楼盖和有盖楼盖。在选择楼盖的类型时需要在荷载取值、结构型式、使用功能、经济对比等方面进行综合考察；3）地下室结构抗震设计。地下室墙柱的设计必须以地上墙柱为主，深埋墙柱的长度必须大于地上长度。

2 高层建筑地下室结构设计中的常见问题

2.1 基础底板

基础底板是高层建筑的基础，承受上部结构顶板、内承重墙柱和挡土侧壁荷载是基础底板最重要的作用。地下室底板还有一个作用是防水抗渗。在设计底板时最常见的问题有两种：一种是面积和刚度不足造成地基的承载能力不足，导致不均匀沉降和侧移；第二种是底板厚度不够造成开裂渗水，导致地下室漏水潮湿。综上所述，在进行底板设计时需要进行严格精密的计算。

2.2 地下室外墙

挡土、防水抗渗、将地下室围成一个封闭的空间是地下室外墙的主要作用，在地下室外墙的设计环节上尤为重要。地下室外墙承受着上部结构的纵向压力、水平方向土的压力以及地下水的压力。在计算外墙的承受内力时，需要综合考虑每个方向的荷载值。

2.3 地下室顶板

地下室顶板将高层建筑承受的水平荷载传递给大地，所以地下室顶板的设计不但要符合受力要求，而且要满足防水防漏的要求以及施工堆载的需要，地下室顶板在刚度和厚度上都有很高的要求。

3 地下室结构的关键设计要点分析

3.1 地下室结构荷载设计

在高层建筑地下室结构设计中，设计人员应严格遵守设计规范，充分考虑地下室结构的自重荷载、人防荷载、地面及土压力荷载和核爆荷载等多种因素，并结合高层建筑工程的实际情况，提高荷载组合设计的科学性。其中地下室顶板、基础及墙体是地下室结构荷载设计中的关键点，因此应准确设计地面建筑部分自重荷载值、地下室顶底板及各相关墙体部分的静荷载和核暴动荷载值，以确保地下室结构防控荷载组合设计科学合理。

3.2 地下室结构层高设计

由于地下室部分的总体高度是由高层建筑整体结构设计确定，因此设计人员在设计地下室结构时主要是通过调整地下室层高来满足高层建筑工程在基坑支护和降水等方面的要求。因此设计人员应对地下室结构的层高进行合理的调节，在设计实践中可以通过科学设计地下室结构的柱网布局达到调节层高的目的。

3.3 地下室结构顶板设计

地下室顶板是结构设计中的关键点之一。由于高层建筑的地下室结构顶板是其地上部分的主要水平约束构件，因此为保证其约束的有效性，对地下室顶板刚度有较高要求。设计人员在设计地下室顶板结构时应根据人防设计规范要求，将顶板厚度控制在160mm以上。

3.4 建筑地下室基础结构设计

建筑地下室结构中，底板、墙壁、后浇带等是基础性结构，这些结构在设计阶段是否设计合理对于整个地下室结构稳定性来说具有决定性作用，因此在地下室结构优化设计中首先必须保证基础结构的设计优化。比如关于底板设计，注意使用加强性底板模板，并使用止水环撑头做法来避免模板膨胀，同时还能增强墙面的厚度也能起到一定的防水作用。注意混凝土的搅拌比例，在浇筑时采用先竖向后横向的原则，且保证浇筑的时间间隔不能超过2小时。在后浇带设计施工中，首先要求在主楼沉降完全后再进行后浇带施工，并做好对杂质、裂缝等的处理。对于材料的选择必须是不收缩的混凝土，在施工前可在混凝土中添加早强减水剂来增强后浇带的硬度。

3.5 地下室结构保护层设计

保护层也是高层建筑工程中地下室结构的一个重要组成部分，因此设计人员应对保护层设计的重要性有充分的认识。设计人员应根据高层建筑工程及地下室结构特点合理选择混凝土强度等级，并科学确定保护层的厚度。一般来说，地下室垫层混凝土等级应在C15以上，且保护层厚度应达到100mm以上。如果高层建筑地基土为软土，设计人员应将保护层厚度增加到150mm以上。此外，为满足高层建筑地下室结构的防水设计要求，迎水面部分的钢筋保护层厚度应达到50mm以上［2］。

4 结语

综上所述，地下室结构设计是一个综合性、系统性的项目，在进行结构设计时既要考虑地下室的性质、使用要求和环境特征等，又要综合考虑整体建筑物的特点和工程施工要求。考虑到影响地下室结构安全稳定性的因素众多，为此必须综合技术和经济因素，加强对地下室结构设计的研究。