基于对地下室底板结构的优化设计分析

周照

（广东省建科建筑设计院有限公司，广东广州 510000）

0 前言

在现代建筑设计过程中，合理的结构设计对地下室底板结构施工有重要的作用，也能够在最大程度上提升施工质量。而随着现代建筑质量需求逐渐提升，要求地下室底板结构施工过程中，应该做好结构的优化设计，从结构经济性、结构承载能力以及结构主体性能等多个角度上完成对地下室底板结构的设计优化，对于地下室底板结构的后期施工也有重要的作用。

1 地下室底板结构概述

地下室底板结构是地下室主体结构的重要组成部分。地下室是指建筑物的下部空间，一般由墙、底板、顶板、门、窗和楼梯等部分组成。按埋入地下的深度分为全地下室和半地下室。全地下室是指房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/2的地下室。底板结构作为地下室的主要结构，其主要起到承载作用。对于整个建筑的施工稳定性有重要的作用。当前，随着现代建筑行业的发展，对于地下室的建筑设计越来越重视，在进行地下室底板结构设计过程中，相关专家也提出了针对地下室底板结构进行优化，其中专家提出利用平衡原理讨论三层地下室底板优化。从而对地下室底板结构进行综合优化设计，最大程度上提升设计效果。

2 案例概况

本次项目研究过程中，针对XX 建筑的地下室底板结构进行优化设计分析，确保底板符合实际的建筑标准，以下是对XX 建筑的实际情况分析。

（1）本次项目研究的XX 建筑工程为XX 办公楼建筑工程施工，在进行工程施工过程中，其总计包括地上31 层建筑，其中地下包括4 层建筑，施工建筑总高度达到121m、整体建筑结构为正矩形结构。设计整个地下室地面面积为2010m2、地下室竖直高度为14.9m。

（2）在进行地下室底板结构设计优化过程中，包括对地下室底板地基基础情况进行分析，确保地下室结构应用合理，提升结构应用效果，表1 为地下室地基情况分析。

表1 XX 建筑地下室地基状况分析

3 案例优化设计

3.1 地下室底板原结构分析

在本次地下室底板结构进行分析过程中，针对地下室底板原结构进行了统计分析，根据原结构以及原结构中存在的问题，最大程度上提升地下室底板原结构的技术分析。①在地下室原底板结构进行设计过程中，确保其技术的设计应用更加合理。在其桩体加工中，其桩径控制在1.2~2.2m 左右，桩长度7m，整个地下室设计桩数为131 根；②在地下室底板结构设计过程中其板厚度设计为800mm 左右，确保其底板设计应用更加合理，确保其设计更加合理，也能够最大程度上提升底板设计效果。

3.2 原底板结构存在的问题分析

在地下室底板结构设计过程中，发现原有的底板结构设计存在一定的问题，影响底板设计效果，不利于底板管控。其主要包括以下几点问题，需要进行解决和优化。①原设计方案采用131根人工挖孔桩体，在其施工过程中，过多的桩体耗费大量的混凝土材料以及钢筋材料。从而造成了工程成本增加的问题；②本次地下室底板结构设计。其地基的主体结构为岩石层。岩石层的主要承载力相对比较高，而设计采用人工挖孔桩桩体技术。桩体技术与实际的原底板结构不相符，确保在最大程度上提升底板设计效果；③抗拔桩的桩长有限，很难起到抗拔作用；④底板厚度已达800mm，再布置线刚度不太大的基础梁。受力不合理且无必要。综合以上几点问题，需要对XX 建筑的底板结构进行优化，确保底板结构应用更加合理，最大程度上提升底板结构设计应用效果，如图1 所示。

图1 优化后的基础底板布置

3.3 地下室底板结构优化设计分析

地下室底板结构设计优化，对于整个地下室结构施工有非常重要的作用，一定程度上关系到地下室底板结构的施工效果，确保技术的应用更加合理。以下是对地下室底板优化设计的要点分析。

3.3.1 基础选型优化

地下室结构优化过程中，针对基础选型优化非常关键，一定程度上关系到地下室的基础选型设计应用效果，确保其结构形式应用更加合理。也能够最大程度上提升结构的设计效果。进行地下室基础结构优化中，包括对墙柱轴向力值进行设计分析，要求其设计中应该对其基础形式进行设计。①选型设计过程中，包括对天然层基础条件进行分析，要求进行基础层设计中，主要利用微风化和中风化岩作为持力层。增加整个底板的持力层稳定性，对于后续的持力层设计应用更加合理；②局部存在强风化岩层的部位采用短墩基础形式。以埋深较浅的微风化岩作为持力层；③进行设计过程中，其基础形式也包括扩展基础层进行项目设计应用。要求在设计过程中，包括基础底面积由墙柱轴向力和岩层承载力决定设计。做好基础尺寸确定后，完成基础选型优化[1]。

3.3.2 地下室底板结构的整体优化

（1）总体底板方案设计。在地下室底板方案进行设计过程中，主要完成方案设计。整个底板选择应用平板式方式作为主要的设计方式。板厚度设计为800mm。整体设计中，针对塔楼部位进行设计，要求塔楼部位必须考虑整体抗浮，选择应用抗拔锚杆抗浮。另外，在地下室设计过程中，要求完成侧墙外伸进行综合设计，其伸出长度为700mm。抗拔锚杆是本次底板方案设计优化的核心，在进行综合项目设计中，要求抗拔锚杆设计应该遵守一定的原则，表2 为抗拔锚杆设计布置原则[2]。

表2 抗拔锚杆设计和布置原则

（2）本次进行地下室底板结构设计过程中，本次项目设计中选择应用ETABS 软件进行底板结构的总体设计, 表3 为ETABS软件的建模计算分析。

表3 ETABS 软件的建模计算分析

通过实际底板结构优化设计，而在现代建筑设计过程中，需要完成经济结构对比。后续的设计方案比原设计材料减少了混凝土401m3、钢筋361t。套用预算定额，基础及底板的造价差额为277 万元。整个工艺优化实现了技术优化，确保底板结构设计更加合理[3]。

4 结语

本次地下室底板结构设计优化过程中，选择应用ETABS 软件进行整体的结构设计优化，最大程度上提升设计效果，确保地下室底板结构设计应用更加合理。