地下室结构优化设计与成本控制分析

左露

合肥工业大学设计院（集团）有限公司 安徽 合肥 230001

1 地下室结构工程成本管理的现状及重要性

在整个建筑工程设计过程中，很多开发商只注重项目的总体设计方案和户型设计方案，而对地下室的结构工程设计重视不够。只有在施工图阶段才能真正确认设计方案是否合理，这就导致地下室结构工程造价管理往往被忽视，无法有效实施。与地上建筑相比，地下室属于单一投入，如果仅仅依靠销售地下车库车位来弥补成本，显然不是正确的处理策略。随着现金流效率的降低，市场竞争日趋激烈。只有不断提高工程项目的利润率，才能有效提高市场竞争力[1]。

2 地下室结构设计过程中常见的问题及其解决措施分析

2.1 抗浮问题

对于一些地下面积较大的高层建筑，塔式结构的抗浮问题在后续使用过程中往往不会出现，但在地下室和裙楼结构中，抗浮不符合相关标准的情况非常普遍。为了有效地解决这些问题，文章结合实际工程设计经验，认为可以从以下几个方面入手。

2.1.1 降水位抗浮。结合实际情况，应适当增加基坑底面的设计标高，从而有效地降低抗浮水位。具体措施包括：①施工过程中尽量选用无梁楼盖或宽扁梁楼盖，一般情况下，宽扁梁截面高度尽量保持在1/16～1/22之间；采用宽扁梁可以大大降低地下室结构的整体高度，从而达到降低抗浮水位的目的。②一般而言，与“低板式”梁板式筏板基础中的覆土质量相比，平板筏板基础的质量基本相同，但前者的基础高度远高于后者。因此，平筏基础的使用也可以达到降低浮沉水位的目的。

2.1.2 提高地下室整体质量。提高地下室整体质量的优势是非常突出的，包括：①如果要适当调整地下室主体结构基础埋深，提高地下室的整体质量，可以间接完成施工，也可以提高整体承载能力。②提高地下室的整体质量是解决地下室抗浮问题的最有效途径，也是最直接的解决办法，但在使用过程中应充分考虑地基土的承载力。如果用这种方法来解决地下室结构设计中的抗浮问题，一般可以从以下两个方面入手。

第一，在不改变基坑底面高度的前提下，提高地下室的整体质量，增加屋面厚度，使地下室顶板的大板之间不需要增加二次梁。一方面简化了施工工艺，另一方面有效解决了抗浮问题。但这种方法也有一定的局限性，所以在使用过程中必须结合实际情况。

第二，改善地基配重，包括：①低成本高密度填充材料在基础顶面施工中的应用；②地基上填土厚度的增加；③底板厚度的增加。虽然这些措施可以解决地下室抗浮的问题，但也会增加地基的埋深，间接增加地下室抗浮水位的高度。因此，这取决于使用前的情况。

2.2 不均匀沉降问题

引起地下室结构不均匀沉降的因素是多方面的，包括施工因素、材料因素和后期管理保护因素。目前，解决地下室结构不均匀沉降的有效措施有两种。首先，选择桩基础作为主体结构。这不仅可以减少主体结构的最终沉降，有效地提高地基的承载能力，而且可以避免设置沉降和浇筑带后的各种问题。但由于该方法造价高，仅适用于超高层建筑的施工。二是采用复合地基，较常见的方法是在主体结构中加入CFG桩复合地基，在纯地下室和裙房结构中采用天然地基。

2.3 施工缝问题

在实际施工过程中，大多数施工单位在计算地下室外墙相关参数的过程中，会忽略抗裂性能验算，从而出现渗漏、不符合施工规范要求等问题，主体结构与地下室入口无预留沉降缝，后浇带定位错误，建筑物超过预定长度时无后浇带，底板与地下室外墙结构不科学等，地下室空间大，长度长，因此，必须采取措施防止裂缝进一步扩大。可采取的措施有：①增加收缩混凝土。在混凝土拌和过程中加入HEA、UEA等微膨胀剂，当混凝土实际膨胀值与最终收缩值之差超过混凝土极限抗拉值时，结果表明，该方法能有效地控制外墙裂缝。②增设后浇带。后浇带是保证混凝土早期内约束力迅速释放的技术措施，在地下室外墙避免长期变形缝方面得到了广泛应用，取得了显著效果。③加强钢筋混凝土的抗拉能力。地下室外墙混凝土施工过程中，应尽量选用抗变形钢筋，边墙应加设水平温度钢筋。

3 控制地下室结构成本的有效方法

3.1 地下车库的成本控制

一般来说，地下车库属于不能出售的区域。地下车库的面积越大，需要投入的资金就越多。因此，可售面积占总建筑面积的比例需要合理控制。如果比例超过规定值，将影响经济效益。因此，地下车库的面积越小越好，可以降低成本。另外，要合理控制地下车库的车位比例。车位比例越低，投资成本越低。停车位比例应控制在0.85。车位比例越大，成本增加越多。因此，在地下车库的设计中，应合理控制每个车位的面积。地下车库钢筋混凝土结构的经济跨度一般在8m左右，根据3个小车位的柱距设计，柱网需控制在8～8.2m之间，保持停车通道垂直，车位布局紧凑，交通不受影响影响。

3.2 地下室深度造价控制措施

地下室的设计深度主要是指地下室的高度和层数，它直接关系到土方的开挖量和运输量。所涉及的费用包括在基坑围护区投资的资金量、投资于地下室底板和侧墙加固的资金、抬升桩和抗浮锚的成本等。地下室越浅，控制成本越容易。

地下室层高与工程造价成正比，当层高降低100mm时，投资减少1%。为有效控制地下室的层高：①合理选择楼板体系，将结构梁高度控制在合理范围内。②合理布置各专业设备的管道和管网，进行分析和连续优化至少可节省200mm的空间。③这样，地下室安装的机械通风和排烟设备将减少，有效高度可减少400mm左右，投资额将大大减少，从而有效控制成本。

4 结束语

在建筑地下室结构设计过程中，设计师需要综合考虑各种因素。一般来说，建筑物地下部分的混凝土和钢筋用量较大，约占总造价的40%～60%。因此，要有效降低结构造价，避免浪费，就必须科学合理地进行结构设计，既能有效地提高建筑物的安全性和稳定性，又能有效地降低造价，给企业带来更多的经济效益。