浅谈地下室结构设计及施工管理的优化

文／顾晨钟 南京长江都市建筑设计股份有限公司 江苏南京 210000

引言：

随着我国走向城市化的进程不断加快，许多城市的地下室建设数量正在不断的增加，随着规模的增大，人们也对地下室质量提出了更高的要求。地下室结构的施工必须符合相关要求，并用合理的方法提高地下的质量和安全性。有许多地下室的特征和结构十分的重要，在收到很多不定因素的影响，导致结构的变化。因此，我们有必要加强地下室的结构。

1、地下室需要结构加固的原因

1.1 地下室结构耐久度不够

地下室的建造和使用会受到各种各样因素以及化学成分的影响。结构会随着时间的增加而发生不同程度的变化，影响地下室的使用。结构材料的只是其中的一部分因素，更重要的是现在许多建筑企业都忽略了一个非常重要的问题就是地下室结构的耐久程度。

1.2 没有设计合理的抗震结构

近几年来，地震频发，给地下室带来了非常大的破坏，造成了很严重的损失。但是目前我国地下室的地震结构设计远远不够，其中有一部分原因就是因为地下室不够重视地震结构的设计，认为地震不会这么巧合的在自己建造的地方地震，节省了一大笔资金，殊不知这种逃避是十分错误的，一旦发生地震，所带来的影响将是灾难性的。因此现在的当务之急就是提高设计地下室人们对于地震和地下室的意识，从而科学的设计具有抗震结构的地下室。

1.3 地基稳定性不足

目前来说，我国的地下室建设还是十分成功的。但不排除还有少数地区的地下室设计特别是地基设计十分的不足，地基缺乏稳定性，不牢固，这就非常容易导致坍塌。我们需要合理的设计对地基加固，使得承重强度变高，不让地基变形，减小发生事故的可能性。因此，增加地基的稳定性是十分必要的。

2、目前地下室结构存在的问题

2.1 抗浮问题

抗浮问题在一些地下面积较大的地下室往往会出现，因为有许多地下室的抗浮是不符合标准的。所以我们应该去解决这些问题。第一个解决方案就是降水位抗浮。我们需要结合当地的建筑情况来进行对基坑底面判断，合理的进行设计标高，这样可以有效的降低抗浮水位。通常情况下，平板筏板基础在质量上与“低板式”梁筏板基础的质量上是差不多的，但是“低板式”梁筏板基础的基础高度比平板筏板基础高出不少，所以使用平板筏板基础也能有效解决抗浮问题。第二个解决方案就是把整体地下室的质量给提高上去。把整体地下室质量提高上去所带来的收益非常明显。因为提高整体质量是有效解决抗浮问题的方法，不过也需要注意几点问题，首先提高地下室整体质量是要在不改变基坑底高的前提下进行的，增加屋面厚度，从而不需在地下室顶板大板间增加二次梁。其次需要把地基的配重要有所改善。这包括地基的填土厚度要增加、底板的厚度要增加。这些方式虽然能解决抗浮问题，但因为增加了地基埋深，所以地下室的抗浮水位也会增加。应该根据当地的情况进行判断需不需要使用这种方法。

2.2 不均匀沉降问题

施工因素或者是后期保护因素等都是影响地下室结构沉降的关键因素。我们目前可以用桩基做主体结构，这样可以对地基的承载力有一个较大的提升，从而改善沉降问题，不过这种方法的成本比较高昂，一般只用于高层建筑。除此之外我们可以用复合地基，常见方法是将CFG 桩复合地基加进主体结构当中，增强结构的承载力。

3、建筑工程地下室结构优化

3.1 地下室结构设计的内容

对地下室进行结构设计其实就是对地下室的大小、结构钢性以及材料等多个方面进行设计。不论是什么地区的地下室，在设计时都要遵守一个中心，按照一定的原则进行设计。及以市场需求为中心，以地下室的结构质量保障以及地下室的实用性为基本原则。且在设计之初要对地下室的设计做出一个总体的规划，按照规划来设计，如此一来就能按照该区域所需要的地下室需求来设计，从而不会出现设计上的偏差。当然，在设计的时候还要考虑地下室的刚性结构强度是否达标、设计是否满足足够的精度需求、各个部件之间的连接位置是否合适等等。

3.2 优化地下室空间结构

在土建结构设计当中，最重要的就是对空间结构的设计，因为目前我们很多的地下室空间都无法做到利用率比较高，因此我们需要在设计空间时重点关注。利用三维立体的设计理念对空间结构进行优化，既保证了土建结构的科学性，又能提高对空间的利用率，一举两得。对地下室的受力情况及时进行分析，及时调整设计方案。

3.3 楼盖体系的设计

地下室的顶板结构有比较多的选择类型：如普通无梁楼盖、普通梁板式或者是现浇空心无梁楼盖，这些都是我们常用的顶板结构形式。普通梁板式顶板结构是使用最多的，因为普通梁板式顶板结构的有点就在于受力较广而且造价比较便宜，但普通梁板式也有缺点就是不能在层高较低的建筑层使用，因此会影响到建筑层高。而普通无梁楼盖虽然在使用起来布置较为容易，但是普通无梁楼盖属于不利结构形式，结构承载能力等硬性要求难以满足，而且混凝土要求高。现浇空心无梁楼盖的原理和无梁楼盖几乎无差别，但是因为材料更换了，使得其含刚量比较小，而且对于混凝土的需求也没那么大，是今后地下室结构优化发展的主要方向。

3.4 外墙结构设计

在对地下室外墙进行设计时，一定要首先确定外墙需要承载的重量是多少，确定好承载能力才能够进行下一步，而外墙承载方式主要分为两种，一是竖向承载，二水平承载。竖向承载量主要包含外墙本身、地下室楼盖和地面建筑的压力，而水平承载主要是承载水土以及温度压力，为了计算方便，在设计时应该按照“细而密”的原则来设计，“细而密”的意思就是直径比较小，200mm 是设计的最大间距；水平向的钢筋最好使用的是分离式配筋，这样不仅承载的效果好，而且经济型也有比较大的优势。

3.5 针对关于品质住宅从结构角度的优化，有以下几个想法：

（1）要追求品质住宅，而地库设计因建筑专业的条件限制，结构所能追求品质最明显的是净高的增加，要在有限的层高中做出尽量高的净高，现有的最好的解决办法是采用高强钢筋作为梁纵筋。采用高强钢筋可以减小梁截面并且节省少量钢筋用量，并且高强钢筋经过多年的发展现在已经普及了。建议今年地库项目可以试着推广高强钢筋的使用。

（2）在严峻的竞争环境下，结构设计专业要在工程成本控制上争取竞争力。经过研究分析，考虑到现在荷载分项系数较大，梁端计算弯矩建议取到柱边（梁配筋可降低15%左右）。就算非人防不建议这样弄，人防区建议采用，可大幅度减少梁配筋。另外考虑到现在荷载分项系数较大，板的计算弯矩，建议按《全国民用建筑工程设计技术措施（结构）混凝土结构 2009 年版》3.2.7 条进行折减（板配筋可减少15%左右）。以上两条，大致能将梁板配筋拉到老规范阶段。如图1 四周与梁整体连接的板(无梁楼板除外),按弹性计算所得的弯矩数值,可根据下列情况予以减少: ①中间跨的跨中截面及中间支座截面可减少20%；②边跨的跨中截面及从楼板边缘算起的第二支座截面:当Lb/L＜ 1.5 时可减少20%；当1.5 ≤Lb/L ≤2 时可减少10%；式中L 一垂直于楼板边缘方向的计算跨度；Lb 一沿楼板边缘方向的计算跨度(图1)；3角区格不应减少。

图1 整体助形楼板计算跨度示意图

4、地下室施工技术管理水平有效提升策略

4.1 地下室结构设计时需要的材料

在地下室结构设计前，最重要的就是材料的选择问题，一定要根据地下室的种类进行材料的选择，选择最合适的材料。如果使用的材料不合格，有任何异常的情况都要立即禁止使用，必须加强质量这一关的落实情况，有关技术人员严格把控对材料的质量。如果地下室处在比较潮湿的地方，选择的材料要具有一定的防潮和防腐性，避免在施工时出现异常情况，由于在施工时的生产优化运行工作比较复杂，后期的与除污染过程也比较困难，因此在选择材料时一定要注意根据周围的环境选择合适的材料，并用合理的专业技术对材料进行加工处理，从而让使用的材料更加优质。在选择好合适的材料后，要加强对材料质量的检查，如果在施工工作中出现异常的地方，一定要及时的更换材料。需要注意的是，还有一些材料供应商，供应的材料都是好几年前生产的材料，这些材料经过几年时间很多部分都已经出现老化的现象，这种材料也不适合用来进行高强度工作。对材料的选择和检查力度对后面的桥梁工程作业时的施工运行工作管理是非常重要的，合理的选择材料可以提高工作质量，因此有关部门一定要加强对材料质量的检查力度。比如，相关优化部门可以建立一个质量检查小组，专门对材料质量进行检查，严格的把关，对每一种材料的选择都要进行质量检查，并做好信息记录，把材料质量方面出现的问题记录下来并向上级汇报。管理技术人员要选择负责任的材料供应商，不能为了达到自身利益而进行偷工减料，对地下室施工作业时的生产优化运行问题不负责。

4.2 注意施工人员的人员管理

在地下室结构工程施工开始工作前，一定要对施工人员进行培训和教育，把在工作的过程中可能出现的安全问题进行总结，让施工人员重视这些问题，避免在施工时的过程中出现同样的问题，提高人们的安全防范意识。由于这是一项比较复杂的工程，因此要选择专业能力技术强的施工人员，不能随意的找施工人员。即使是有一定专业能力的施工人员，也要对这些人进行定期的学习和培训，让他们掌握更多的专业技能，防止在施工时的运行的过程中出现技术问题而出现意外伤害。在整个施工的工作中，必须加强对各个技术人员的选择，避免在高难度和艰苦工作条件下,因为个人技能问题导致的施工时的运行出现质量问题。同时，技术人员也要注意调整自己的工作心态，对自己所做的每一部分工作都要有专业的素养和工作心态，也要不断的加强对施工人员的管理，一旦出现工作不认真等问题都要有严格的惩治制度，不能让其他施工人员效仿。相关施工人员要不断的对自己的地下室结构工程施工的专业知识进行巩固和应用，在工作中也要保持公正的心态，不能因为个人的情感问题而针对或者偏向任何一个施工人员。相关施工人员在施工时的工作中也要有一颗负责任的心，形成良好的管理体系。而且若想要提高我国地下室结构工程管理的话，首先就要提高我国施工单位的综合素质和服务水平。只有施工单位的综合素质和服务水平得到提高，我国的地下室结构工程管理才有可能得到提高。针对我国施工单位存在的问题。具体提出了以下几点改进措施。首先，在选择施工人员的时候，应该更加的严格，并且要符合施工人员的任职条件。而且，不仅要施工人员的专业水平进行相应的考核，还要对施工人员的责任心，忠诚度进行考核。同时，在施工工作的进行中，也要定期的对施工人员进行专业上的培训，不断的提高他们的专业素养和能力，只有施工人员的能力提高了，施工工作的质量才能提高，我国的地下室结构工程的质量才能提高。我国施工单位应该将施工的工作明确的进行分组管理，每组人员只负责自己组内的事情，然后，各组与各组共同配合完成任务。这样的方法不但高效，而且非常节省时间。考虑到有一些地下室结构工程项目施工的时间比较有限，施工单位应该在工程开展之前做出详细的施工计划，以及施工的内容、方向。并且，在施工的过程中，要实时进行监督，保证施工时间的同时也要保证施工的质量。如果因为不可抗拒的原因，导致当天的施工计划没有按时完成，也不可以强行让施工工人进行加班，而是应该尽快调整之后的施工时间安排，尽量在规定的时间内完成施工任务。

4.3 通过计算机来提高地下室结构施工的管理水平

虽然建筑行业是一项传统的行业，但是也可以结合目前的新兴技术来使其工作效率以及质量得到提升，比如可以通过计算机监控各个施工程序的工作质量，用相应软件来对施工数据进行分析，既可以节省人力，又提高了工作效率与质量，可谓是一举多得。

5、地下室结构裂缝防治措施

5.1 根基必须打稳

安全的前提是良好的根基，打好根基需要设计师设计出良好的图纸，没有粗制滥造，没有偷工减料，有专业的合理组装和安装。许多新闻便爆出某某工程师为一己私利造成了地下室坍塌，为了这种原则性的问题出现需要我们严格对待每一位工作人员，保证每一块土地都足够安全。以防止一开始就发生错误。另外，还要考虑超负荷工作的问题，满足一定程度的超负荷工作。每一细节都要考虑到，有全面的方针和蓝图。

5.2 合理使用材料

除了设计问题以外，各个原料的问题也是十分重要的一点，前几年，豆腐工程十分受到关注，其之所以这么火，就是因为它的选材不够严格，造成了地下室不够牢固，本该工作的年份却早早坍塌老化。混凝土要有一定黏度，保证能合两个砖头。各种原料都必须达标，杜绝使用不合格原料。此外，正确的调和比例也影响地下室的使用正确按照比例调和也很大程度减少混凝土出现裂缝的问题。对于重要的地下室来说，精度要求较高。

5.3 认真进行每一步施工

万事准备好了之后，重点工作才开始，可能对于非专业人员来说其难度并非很高，但是实地操作才能体会到过程中的难度，因此，对于整个过程来说，真正的施工过程才最具有技术含量。在施工完成后其内部在不断的变化，任何因素的微小变化都可能引起内部发生巨大变化，因此时刻关注其微小变化十分重要。并及时设计应对方案，及时的减少损失。及时加水，盖膜等等，这需要施工人员有专业素质以及快速的应对的反应。在不同的情况有丰富的工作经验。

5.4 注意结束时地下室的检验

在完成施工后的结尾的步骤也很重要。完美的结尾可以提高最终施工的质量，对施工过程而言，错误的结局会导致全盘皆输，对于最后的凝固过程中需要人员定时的检查成膜效果，防止过快或者凝结过慢。前期的严格把控不能在最后一阶段发生意外。为保证地下室的安全使用，后期检查十分重要，对厚底密度的精度测量把控。一直实现地下室的使用时间最大化。

结语：

为了满足人们对地下室的各方面的需求，各个建筑企业必须加强对施工人员技术的培养和提高。地下室结构的安全与耐久度是两个尤为重要的问题。为了保证地下室的结构稳定性以及安全性，首先我们应该用适当的加固改造技术来进行结构加固，合理的改善并调整地下室的结构，运用加固技术，从而达到对地下室结构加固的效果，保证地下室结构安全性以及延长地下室的使用寿命。