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摘要：地下室支承着上部结构，不可预见的因素影响较多，设计方案的选择受不确定性（如地下水、土质等）的因素影响，造成地下室设计的复杂化，同时也影响建造成本的经济性。本文主要介绍了地下室结构设计主要存在的问题及设计难点，并分析了建筑工程地下室结构设计中应当注重的问题。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、前言
随着我国社会和经济的迅速发展，我国地下室的建筑水平也有了很大的提高，地下工程在建筑工程中的作用也越来越重要。如果在建筑设计的过程中，对地下室结构设计中的问题不能进行解决，就会给建筑带来很大的隐患。所以我们在地下室的工程结构设计中，要进行科学的研究和分析，只有这样才能保证工程的安全、经济。
二、地下室结构设计主要存在的问题及设计难点
1.地下室结构设计主要存在的问题
地下室工程牵涉到的专业领域非常广、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，要综合考虑到使用功能、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：
（一）结构平面的设计
（二）抗震设计
（三）地下室抗渗、抗浮设计
（四）地下室的结构超长
（五）外墙的结构设计
2.地下室结构设计难点概述
地下室工程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。
三、建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
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.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：
（一）在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，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。
（二）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。
（三）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，因为混凝士和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
（四）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。
3.设计优化
结构优化设计是近年来随着房地产市场的发展而日益得到重视的成本控制方法。由于地下室的造价高，对其进行结构优化设计显得尤为重要，具有显著的经济效益和社会效益。地下室结构优化可从以下几个方面来考虑。
（一）在满足功能要求的前提下尽量抬高地下室和降低地下室层高（减少地下室埋置深度）地下室层高小，地下室外墙高度小，地下室开挖深度小（节约土方开挖和外运），施工降水深度小，抗浮措施成本低，基坑支护成本低，缩短施工工期，节省综合造价。
（二）合理确定抗浮设防水位。抗浮设防水位取得过高，为平衡设计浮力而采取抗浮措施，地下室底板及外墙截面或配筋增大，投资费用增加，造成浪费；抗浮设计水位取得过低，水位上升使结构产生过大内力，造成结构开裂、渗水，甚至失效浮起，建筑安全性得不到保障，同样造成较大的经济损失。
（三）桩基础时应进行桩基优化。确定合理的单桩承载力；优化桩型、桩径和桩长；采用试桩结果设计桩基础；合理布桩；有条件时考虑桩土共同工作（承台 效应） 。
（四）地下室底板结构优化。合理的基础方案、底板厚度和计算模型；控制底板沉降位移差（可有效减小含钢量） 。
（五）地下室外墙结构优化。多层地下室时，宜分层变截面；具备双向板支承条件时（扶壁柱厚度大于外墙厚度的2.5倍或有与外墙垂直相交的钢筋混凝土长内隔墙）宜按双向板计算弯矩；可按考虑塑性变形内力重分布计算弯矩；根据计算和构造要求按实际支承情况不等量配筋（通长配筋加附加短筋）
（六）地下室顶板结构优化
合理的顶板楼盖结构类型，考虑综合造价（顶板结构造价和层高影响的造价）最经济
（七）采用性价比高的高强度钢筋
（八）合理的荷载取值。
四、地下室结构设计
1.地下室的基础設计
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。
2.地下室顶板设计
在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上，经过全面的考虑才对顶板上园林景观覆土厚度和部分室内的覆土。
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。
4.地下室底板设计
地下室底板的设计工作主要是以防渗和抗浮计算为主。地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力虽然比较低但是不能低于持力层，故地下室底板设计要按倒楼盖设计，采用无梁楼盖的方法计算，经计算地下室底板厚度要达到600毫米。在底板的设置上，一定要注意钢筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的钢筋，一定要确保处于同一标高上面，但是不同方向的钢筋并不需要放在同一个基础面上，要过多不同方向的钢筋处在同一个基础面上，很容易会造成钢筋保护层过大，导致底板窝顶情况的出现。
5.地下室的抗浮验算
最后需要注意的是进行地下室的抗浮验算。在地下室的施工设计中应该要对地下室进行水压的检验，测试其是否超过地下室部分的恒载。在验算过程中选取的各种系数，恒载分项系数应该为0.9，水的分项系数应该为1.0。如果验算出来的结果不能够满足地下室抗浮的需要，可以采用抗拨桩来抵抗地下室水的浮力。
六、结语
总之，工程的地下室结构设计涉及到了很多内容，影响因素也比较复杂。因此，设计人员必须要具有较高的专业知识和丰富的实践经验，在设计的过程中掌握工程要点，全面考虑，合理设计，只有这样才能保证地下室的结构设计更加安全、适应。
参考文献：
[1]汪佐.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国民居，2010（12）
[2]郭建华.浅析建筑工程地下室结构施工技术[J].中国城市建设理论研究，2012（7）
[3]黄振.地下室结构设计与施工浅析[J].中小企业管理与科技，2008年31期
[4]何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰中旬，20l1（4）
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、前言
随着我国社会和经济的迅速发展，我国地下室的建筑水平也有了很大的提高，地下工程在建筑工程中的作用也越来越重要。如果在建筑设计的过程中，对地下室结构设计中的问题不能进行解决，就会给建筑带来很大的隐患。所以我们在地下室的工程结构设计中，要进行科学的研究和分析，只有这样才能保证工程的安全、经济。
二、地下室结构设计主要存在的问题及设计难点
1.地下室结构设计主要存在的问题
地下室工程牵涉到的专业领域非常广、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，要综合考虑到使用功能、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：
（一）结构平面的设计
（二）抗震设计
（三）地下室抗渗、抗浮设计
（四）地下室的结构超长
（五）外墙的结构设计
2.地下室结构设计难点概述
地下室工程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。
三、建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
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.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：
（一）在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，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。
（二）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。
（三）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，因为混凝士和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
（四）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。
3.设计优化
结构优化设计是近年来随着房地产市场的发展而日益得到重视的成本控制方法。由于地下室的造价高，对其进行结构优化设计显得尤为重要，具有显著的经济效益和社会效益。地下室结构优化可从以下几个方面来考虑。
（一）在满足功能要求的前提下尽量抬高地下室和降低地下室层高（减少地下室埋置深度）地下室层高小，地下室外墙高度小，地下室开挖深度小（节约土方开挖和外运），施工降水深度小，抗浮措施成本低，基坑支护成本低，缩短施工工期，节省综合造价。
（二）合理确定抗浮设防水位。抗浮设防水位取得过高，为平衡设计浮力而采取抗浮措施，地下室底板及外墙截面或配筋增大，投资费用增加，造成浪费；抗浮设计水位取得过低，水位上升使结构产生过大内力，造成结构开裂、渗水，甚至失效浮起，建筑安全性得不到保障，同样造成较大的经济损失。
（三）桩基础时应进行桩基优化。确定合理的单桩承载力；优化桩型、桩径和桩长；采用试桩结果设计桩基础；合理布桩；有条件时考虑桩土共同工作（承台 效应） 。
（四）地下室底板结构优化。合理的基础方案、底板厚度和计算模型；控制底板沉降位移差（可有效减小含钢量） 。
（五）地下室外墙结构优化。多层地下室时，宜分层变截面；具备双向板支承条件时（扶壁柱厚度大于外墙厚度的2.5倍或有与外墙垂直相交的钢筋混凝土长内隔墙）宜按双向板计算弯矩；可按考虑塑性变形内力重分布计算弯矩；根据计算和构造要求按实际支承情况不等量配筋（通长配筋加附加短筋）
（六）地下室顶板结构优化
合理的顶板楼盖结构类型，考虑综合造价（顶板结构造价和层高影响的造价）最经济
（七）采用性价比高的高强度钢筋
（八）合理的荷载取值。
四、地下室结构设计
1.地下室的基础設计
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。
2.地下室顶板设计
在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上，经过全面的考虑才对顶板上园林景观覆土厚度和部分室内的覆土。
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。
4.地下室底板设计
地下室底板的设计工作主要是以防渗和抗浮计算为主。地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力虽然比较低但是不能低于持力层，故地下室底板设计要按倒楼盖设计，采用无梁楼盖的方法计算，经计算地下室底板厚度要达到600毫米。在底板的设置上，一定要注意钢筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的钢筋，一定要确保处于同一标高上面，但是不同方向的钢筋并不需要放在同一个基础面上，要过多不同方向的钢筋处在同一个基础面上，很容易会造成钢筋保护层过大，导致底板窝顶情况的出现。
5.地下室的抗浮验算
最后需要注意的是进行地下室的抗浮验算。在地下室的施工设计中应该要对地下室进行水压的检验，测试其是否超过地下室部分的恒载。在验算过程中选取的各种系数，恒载分项系数应该为0.9，水的分项系数应该为1.0。如果验算出来的结果不能够满足地下室抗浮的需要，可以采用抗拨桩来抵抗地下室水的浮力。
六、结语
总之，工程的地下室结构设计涉及到了很多内容，影响因素也比较复杂。因此，设计人员必须要具有较高的专业知识和丰富的实践经验，在设计的过程中掌握工程要点，全面考虑，合理设计，只有这样才能保证地下室的结构设计更加安全、适应。
参考文献：
[1]汪佐.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国民居，2010（12）
[2]郭建华.浅析建筑工程地下室结构施工技术[J].中国城市建设理论研究，2012（7）
[3]黄振.地下室结构设计与施工浅析[J].中小企业管理与科技，2008年31期
[4]何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰中旬，20l1（4）