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摘要：本文首先分析了地下室结构设计的重点难点，再从地下室结构的平面设计、抗震设计、保护层设计等几个方面进行了简要分析，并举出具体实例来加以说明，以资同行参考佐证。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计；研究
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，要综合考量到使用功能、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：
1.1 结构平面的设计。
1.2 抗震设计。
1.3 地下室抗渗、抗浮设计。
1.4 地下室的结构超长。
1.5 外墙的结构设计。
2 建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
2.1 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。
2.2 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：
2.2.1 在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，这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。
2.2.2 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。
2.2.3 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，因为混凝土和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
2.2.4 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。
2.3 结构超长的处理办法
因建筑总体设计要求，地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40～60m。虽然在温度影响的角度来看，地下室受的影响相对来讲较小，但是周边环境对于地下室的约束力较大，所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。
2.3.1 安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分，钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构，应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。
2.3.2 除了伸缩后浇带以外的其它措施，包括：①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前，在实际工作中，已经建成的多个建筑，在应用上边所讲的办法，并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
2.4 地下室外墙部分的结构设计
对于地下室外墙的结构设计，我们应当把重点放在土、水压力的计算上。在设计施工时应该注意下面的几点要求。
2.4.1 承载能力。地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。实际上的工程设计当中，风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。要按照墙板弯曲计算配筋。
2.4.2 静止土的压力数值。这在实际施工中应当做具体的实验来确定，如果没有实验条件，那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间，把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。
2.4.3 外墙配筋计算办法。关于带扶壁柱外墙，不按扶壁柱尺寸计算，而是按双向板对配筋进行计算。由外墙和扶壁柱协调变形的机理，此设计会使外墙垂直配筋少、扶壁柱配筋不足，而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时，按双向板求取配筋的办法为宜。
3 工程举例
3.1 工程概况：工程场地部分略带斜坡，此外基本平整。地上18层钢筋混凝土框架，地下一层停车库、人防地下室。总高度54m。持力强为强风化岩或者中风化岩。抗震设计：丙类。
3.2 此地下室结构设计要点分析。
①地下室顶板不置大洞口；顶板采取现浇梁板的结构，厚度25cm；楼板的混凝土强度等级为C30，双向双层钢筋配置。保证单方向配筋率超过0.25%。
②本工程地下室顶板是地面以上结构部位的嵌固部分，抗震等级与上部相同，采用三级抗震。
③用预应力管桩作为基础，直径500的管桩，其单桩承载力数值1850kN。
④主楼的室内地下室部分顶板适宜承载力，考虑施工后荷载后，取5kN每平方。
⑤此地下室用途之一是作为人防工程，故对本工程露天顶板需考虑到爆动荷载压力的影响，因此地下室顶板荷载按人防六级考虑，取值750kN每平米。
⑥在和土壤相接处的侧壁保护层厚度取4cm，室内混凝土取1.5cm。地下室侧面水平配筋在外围，垂直配筋在内部。
⑦本工程的地下室之底板要以抗渗抗浮的计算为主要工作。把地下水位的高度考虑在50年一遇的级别，抗渗级别设为P6，抗浮水头级别设为5.1m。
地下室底板用无梁楼盖计算办法，计算得出底板厚度60cm。
⑧地下室抗浮设计、验算。地下室应当验算出地下的水压超没超过地下室恒载。取恒载分项的系数设为0.9，水压分项系数设为1.0。如恒载能力达不到地下室抗浮需求，就要应用到抗拔桩进行加强浮力抵抗的工作。
4 结束语
作为建筑工程整体结构的有机组成部分，地下室建筑质量的高低对建筑整体的稳固性有很大影响。在一些高层的建筑中，地下工程造价甚或超过地上工程造价。因为位置特殊，其结构设计不能不引起我们的重视。设计上要考虑的问题很多，鉴于问题的复杂性，在这里，我们的设计人员就要把握住质量与经济的两个大原则，在技术层面去研究解决地下室结构设计中存在的问题。
参考文献：
[1] 顾晓鹏.SATWE计算软件在地下室结构设计中的应用[J].山西建筑，2010，（15）.
[2] 都军花，梁丽芳.建筑工程中地下室结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2009，（09）.
[3] 杨照夫.金马同盛大厦地下室结构设计分析[J].科技创新导报，2011，（24）.
[4] 文华.论述地下室结构设计存在的问题[J].建材与装饰，2009，（10）.
[5] 何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰：中旬，2011，（04）.
[6] 陈璋.高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J].中国高新技术企业，2012，（12）.
关键词：建筑工程；地下室；结构设计；研究
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，要综合考量到使用功能、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：
1.1 结构平面的设计。
1.2 抗震设计。
1.3 地下室抗渗、抗浮设计。
1.4 地下室的结构超长。
1.5 外墙的结构设计。
2 建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
2.1 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。
2.2 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：
2.2.1 在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，这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。
2.2.2 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。
2.2.3 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，因为混凝土和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
2.2.4 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。
2.3 结构超长的处理办法
因建筑总体设计要求，地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40～60m。虽然在温度影响的角度来看，地下室受的影响相对来讲较小，但是周边环境对于地下室的约束力较大，所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。
2.3.1 安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分，钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构，应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。
2.3.2 除了伸缩后浇带以外的其它措施，包括：①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前，在实际工作中，已经建成的多个建筑，在应用上边所讲的办法，并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
2.4 地下室外墙部分的结构设计
对于地下室外墙的结构设计，我们应当把重点放在土、水压力的计算上。在设计施工时应该注意下面的几点要求。
2.4.1 承载能力。地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。实际上的工程设计当中，风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。要按照墙板弯曲计算配筋。
2.4.2 静止土的压力数值。这在实际施工中应当做具体的实验来确定，如果没有实验条件，那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间，把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。
2.4.3 外墙配筋计算办法。关于带扶壁柱外墙，不按扶壁柱尺寸计算，而是按双向板对配筋进行计算。由外墙和扶壁柱协调变形的机理，此设计会使外墙垂直配筋少、扶壁柱配筋不足，而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时，按双向板求取配筋的办法为宜。
3 工程举例
3.1 工程概况：工程场地部分略带斜坡，此外基本平整。地上18层钢筋混凝土框架，地下一层停车库、人防地下室。总高度54m。持力强为强风化岩或者中风化岩。抗震设计：丙类。
3.2 此地下室结构设计要点分析。
①地下室顶板不置大洞口；顶板采取现浇梁板的结构，厚度25cm；楼板的混凝土强度等级为C30，双向双层钢筋配置。保证单方向配筋率超过0.25%。
②本工程地下室顶板是地面以上结构部位的嵌固部分，抗震等级与上部相同，采用三级抗震。
③用预应力管桩作为基础，直径500的管桩，其单桩承载力数值1850kN。
④主楼的室内地下室部分顶板适宜承载力，考虑施工后荷载后，取5kN每平方。
⑤此地下室用途之一是作为人防工程，故对本工程露天顶板需考虑到爆动荷载压力的影响，因此地下室顶板荷载按人防六级考虑，取值750kN每平米。
⑥在和土壤相接处的侧壁保护层厚度取4cm，室内混凝土取1.5cm。地下室侧面水平配筋在外围，垂直配筋在内部。
⑦本工程的地下室之底板要以抗渗抗浮的计算为主要工作。把地下水位的高度考虑在50年一遇的级别，抗渗级别设为P6，抗浮水头级别设为5.1m。
地下室底板用无梁楼盖计算办法，计算得出底板厚度60cm。
⑧地下室抗浮设计、验算。地下室应当验算出地下的水压超没超过地下室恒载。取恒载分项的系数设为0.9，水压分项系数设为1.0。如恒载能力达不到地下室抗浮需求，就要应用到抗拔桩进行加强浮力抵抗的工作。
4 结束语
作为建筑工程整体结构的有机组成部分，地下室建筑质量的高低对建筑整体的稳固性有很大影响。在一些高层的建筑中，地下工程造价甚或超过地上工程造价。因为位置特殊，其结构设计不能不引起我们的重视。设计上要考虑的问题很多，鉴于问题的复杂性，在这里，我们的设计人员就要把握住质量与经济的两个大原则，在技术层面去研究解决地下室结构设计中存在的问题。
参考文献：
[1] 顾晓鹏.SATWE计算软件在地下室结构设计中的应用[J].山西建筑，2010，（15）.
[2] 都军花，梁丽芳.建筑工程中地下室结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2009，（09）.
[3] 杨照夫.金马同盛大厦地下室结构设计分析[J].科技创新导报，2011，（24）.
[4] 文华.论述地下室结构设计存在的问题[J].建材与装饰，2009，（10）.
[5] 何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰：中旬，2011，（04）.
[6] 陈璋.高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J].中国高新技术企业，2012，（12）.