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摘要：本文将对高层建筑地下结构设计难点进行阐述，并提出几点措施，希望能给高层建筑地下结构设计人员提供参考。
关键词：高层建筑；地下结构；设计
在经济时代大发展的背景下，高层建筑结构计算分析软件也在不断的更新，它从以往惯用的平面框架与桁架计算程序演变成如今建筑行业常使用的空间计算程序，推动了我国建筑事业蓬勃发展。在设计高层建筑地下结构时，充分的考虑到各种因素的干扰，为设计好高层建筑地下结构做铺垫。高层建筑地下结构设计也存在一些难点问题，而如何处理好设计中的难点问题值得我们热爱工程建筑专业的人士进行研究。
一、简述地下结构的功能
（一）可以作为基坑支护
一般高层建筑的地下室层数较多，地下柱墙梁板体系刚度较强，施工中可以借助地下室永久结构和临时基坑支护的作用，为地下室四周产生的地层压力提供支撑点，并且将此压力予以平衡。封闭四周水平土压力沿高度方向永远呈水平状态，因此，在地下室结构设计时，可以顺势沿着相同高度方向依次释放土层应力，充分利用地下结构具有支撑功能。经过如此设计，可以对梁板受力条件进行适度改善，甚至可以使原本因压力而弯曲的梁板构件逐渐成为压弯构建，整个过程几乎不会额外增加结构费用。
（二）可以平衡同高度水平土压力
高层建筑若是在平地上施工作业，将不会产生地下结构抗滑移与抗倾·覆状况。而高层建筑若是在坡地上施工作业，将会因坡差因素产生不平衡水平土压力，因此，处于坡面下部的主体结构会产生抗滑移与抗倾覆的状况。高层建筑地下结构具备较大的刚度，在某种程度上可以起到抗滑移与抗倾覆的作用。但是在地下结构设计时，应该考虑到高层建筑的稳固性与重要性以及存在不平衡土压力将对地下结构产生作用等问题，因此，对于因坡差因素产生的土压力应该进行单独处理。
二、高层建筑地下结构设计难点分析
（一）地下基坑支护设计问题
众所周知，高层建筑地下结构基坑支护作用是支撑并传递土压力，保持地下结构不受影响，形成地面标高处的梁板结构，并作为支撑梁板的基础。有时设计者在地下结构设计中，没有充分的考虑到高层建筑固有的规模大，楼层高等特点以及施工场所等问题。即使有的设计者考虑到了上述的问题，但是在实际的设计方案中，还是会出现各式各样的问题，致使基坑不稳、不牢。因此，设计者在进行地下基坑结构设计前应该周全的考虑所有的因素，只有做好基坑支护工作，才能保证地下结构稳固、结实。
（二）围护设计问题
目前的高层建筑工程规模较大，多作为办公楼与商店使用。一般情况下，地下室面积较大，主要适用于商业用途、仓库、停车场等用途。为寻求更大的地下面积，往往会采取措施向地下深处进行深挖，致使地下结构的层数增多，而基坑也会随着层数往上涨而变深。
围护结构在土层条件较差的情况下，设计时往往会选用多道内支撑形式。高层建筑的层数多，施工工艺较为复杂，且需要的时间也较一般工程项目建设长。因此，采取合理的设计方案与施工技术，在较短的工期内完工，会给施工单位与建设单位创造效益。但是主楼作为高层建筑施工工期的关键因素，一旦基坑内的支撑与主楼结构发生不协调现象，将会降低施工效率，从而影响到正常施工的质量、工期与成本。
（三）地下室外墙设计问题
地下室外墙结够设计在高层建筑中也是较为重要的一部分。无论是普通建筑还是高层建筑，墙面最基本的要求应该是整体保持平整、无裂缝与渗漏问题。外墙是要承受住各梁板作用的压力以及墙体外侧的水土压力水平荷载。但是在地下室外墙设计中，水土的压力以及施工过程中的受力情况往往不能精确的预测与计量，因此，给正确无误的设计地下室外墙结构带来了困难。
（四）地下室地板设计问题
有经验的地下室底板设计者与施工者都清楚高层建筑的地下结构自重往往较轻，对于地下水浮力承受力较弱。针对以上这种情况，在进行地下室地板结构设计中抗浮设计问题颇为重要。设计者应该充分的考虑地下结构本身的自重问题以及地下室地板是否会发生渗漏等问题，将地下各楼层的底板厚度以及水平刚度进行调整或适当的增加，并结合抗拔钻孔灌注桩技术，使静水压力产生的上浮力处于平衡的状态，从而使地下室地板能够正常的使用。
（五）混凝土微膨胀设计问题
高层建筑地下结构中楼板面积及厚度较大，常常会出现裂缝的情况，设计者即使采用混凝土微膨胀剂改善裂缝现象，改善效果也依然不明显。经研究分析，总结原因发现，主要是微膨胀剂的成分是钙矾石在使用中可以使混凝土在水泥活性激发后产生热量，而膨胀剂作用与混凝土收缩没能同时进行，促使混凝土在运输时坍落度受到损失。另外，外掺膨胀剂促使混凝土搅拌时间变长，且控制难度系数大，导致构件预应力不均匀。
三、地下结构设计措施
（一）基础采用挖孔桩
根据桩基的要求，严格实施配筋与浇注混凝土工序，挖孔桩要达到一定的深度，在地基梁下口要凿开护壁。在接头钢筋处，浇注混凝土应该达到地基梁的上口部位为宜。柱段护壁内施工到梁的下口，梁的钢筋与混凝土接头的方式可以依据地基梁接头的方式进行。由此可以类推使柱升至地面标高，借助地面做土胎模施工梁板结构。在整个过程中，场内的土层没有被拢动，形成了稳定的地标处梁板结构，也就为向上向下双向施工奠定了基础。
（二）地下室外墙设计措施
针对地下室外墙设计的问题，可以采取地墙内侧预埋插筋的方法，当浇筑梁板时便可以凿出预埋的钢筋。由于钢筋在一定程度上呈现出弯曲的状态，因此校直钢筋后，与梁板钢筋进行连接，从而能够传递固端弯距。用聚乙烯泡沫填充之前预埋钢筋的位置，浇捣梁板时将填充物掏成凹槽形，以便能够承受来自梁板之间传递的垂直剪力。
（三）混凝土设计与施工措施
高层建筑墙柱的荷载要求较大，一般的混凝土在施工中不适用，因此使用高强度的混凝土是必须的。高强度的混凝土具有能够减小截面尺寸，承受住高强度荷载，控制墙柱轴压比等优点，但是它还具有脆性，所以在设计中应该考虑到它的强度会随着强度等级的增加而增加。因此，在高层建筑混凝土设计中，应结合实际情况选择适宜强度的混凝土。在高层建筑物中，竖向构件使用的是高标号混凝土与劲性骨架，随着频繁使用，给钢筋结构、钢筋绑扎以及混凝土浇注等带来了一定的难度。如今，高性能高强度混凝土技术研究有了新突破，使用这项技术对于高层建筑有着重要意义。
四、地下结构渗漏预留措施
通常，精心设计的建筑物使用寿命较长，在若干年之后外防水以及钢筋混凝土结构体严重出现渗漏，预留措施便可借助内排水系统。它是在顶棚与侧墙位置设置导水板，在楼面装修层预埋金属导水沟。当渗漏情况严重时，结合室内的除湿设备，导水板将渗水引导至楼面，然后导水沟顺势将渗水排到落水口，从而使排水系统运行起来。因此，在地下结构设计时，应该考虑到若干年之后渗漏问题的解决方案，做好渗漏预留措施，使高层建筑地下结构能够稳固的为用户使用。
结束语：
高层建筑地下结构设计存在的难点较多，本文只是从其中抽取了几个较为常见的难点问题进行研究分析，并提出了相应的解决措施。通过上述分析上述难点问题，我们可以看出，地下结构设计好坏对于建筑施工质量以及整个高层建筑都有着非常大的影响。因此，在地下结构设计阶段应该顾全大局，仔细衡量所有的问题，才能在施工中减少不必要的问题出现，从而保证建筑物的质量得到有效控制。
参考文献：
[1]张同波.建筑工程中影响施工的部分设计问题的研究与思考[J].施工技术，2011（01）.
[2]桂丽娟.浅谈地下室防水施工[J].科技与企业，2012（03）.
[3]蒋运林.地下结构设计的几点思考[J].广东建材，2009（07）.
关键词：高层建筑；地下结构；设计
在经济时代大发展的背景下，高层建筑结构计算分析软件也在不断的更新，它从以往惯用的平面框架与桁架计算程序演变成如今建筑行业常使用的空间计算程序，推动了我国建筑事业蓬勃发展。在设计高层建筑地下结构时，充分的考虑到各种因素的干扰，为设计好高层建筑地下结构做铺垫。高层建筑地下结构设计也存在一些难点问题，而如何处理好设计中的难点问题值得我们热爱工程建筑专业的人士进行研究。
一、简述地下结构的功能
（一）可以作为基坑支护
一般高层建筑的地下室层数较多，地下柱墙梁板体系刚度较强，施工中可以借助地下室永久结构和临时基坑支护的作用，为地下室四周产生的地层压力提供支撑点，并且将此压力予以平衡。封闭四周水平土压力沿高度方向永远呈水平状态，因此，在地下室结构设计时，可以顺势沿着相同高度方向依次释放土层应力，充分利用地下结构具有支撑功能。经过如此设计，可以对梁板受力条件进行适度改善，甚至可以使原本因压力而弯曲的梁板构件逐渐成为压弯构建，整个过程几乎不会额外增加结构费用。
（二）可以平衡同高度水平土压力
高层建筑若是在平地上施工作业，将不会产生地下结构抗滑移与抗倾·覆状况。而高层建筑若是在坡地上施工作业，将会因坡差因素产生不平衡水平土压力，因此，处于坡面下部的主体结构会产生抗滑移与抗倾覆的状况。高层建筑地下结构具备较大的刚度，在某种程度上可以起到抗滑移与抗倾覆的作用。但是在地下结构设计时，应该考虑到高层建筑的稳固性与重要性以及存在不平衡土压力将对地下结构产生作用等问题，因此，对于因坡差因素产生的土压力应该进行单独处理。
二、高层建筑地下结构设计难点分析
（一）地下基坑支护设计问题
众所周知，高层建筑地下结构基坑支护作用是支撑并传递土压力，保持地下结构不受影响，形成地面标高处的梁板结构，并作为支撑梁板的基础。有时设计者在地下结构设计中，没有充分的考虑到高层建筑固有的规模大，楼层高等特点以及施工场所等问题。即使有的设计者考虑到了上述的问题，但是在实际的设计方案中，还是会出现各式各样的问题，致使基坑不稳、不牢。因此，设计者在进行地下基坑结构设计前应该周全的考虑所有的因素，只有做好基坑支护工作，才能保证地下结构稳固、结实。
（二）围护设计问题
目前的高层建筑工程规模较大，多作为办公楼与商店使用。一般情况下，地下室面积较大，主要适用于商业用途、仓库、停车场等用途。为寻求更大的地下面积，往往会采取措施向地下深处进行深挖，致使地下结构的层数增多，而基坑也会随着层数往上涨而变深。
围护结构在土层条件较差的情况下，设计时往往会选用多道内支撑形式。高层建筑的层数多，施工工艺较为复杂，且需要的时间也较一般工程项目建设长。因此，采取合理的设计方案与施工技术，在较短的工期内完工，会给施工单位与建设单位创造效益。但是主楼作为高层建筑施工工期的关键因素，一旦基坑内的支撑与主楼结构发生不协调现象，将会降低施工效率，从而影响到正常施工的质量、工期与成本。
（三）地下室外墙设计问题
地下室外墙结够设计在高层建筑中也是较为重要的一部分。无论是普通建筑还是高层建筑，墙面最基本的要求应该是整体保持平整、无裂缝与渗漏问题。外墙是要承受住各梁板作用的压力以及墙体外侧的水土压力水平荷载。但是在地下室外墙设计中，水土的压力以及施工过程中的受力情况往往不能精确的预测与计量，因此，给正确无误的设计地下室外墙结构带来了困难。
（四）地下室地板设计问题
有经验的地下室底板设计者与施工者都清楚高层建筑的地下结构自重往往较轻，对于地下水浮力承受力较弱。针对以上这种情况，在进行地下室地板结构设计中抗浮设计问题颇为重要。设计者应该充分的考虑地下结构本身的自重问题以及地下室地板是否会发生渗漏等问题，将地下各楼层的底板厚度以及水平刚度进行调整或适当的增加，并结合抗拔钻孔灌注桩技术，使静水压力产生的上浮力处于平衡的状态，从而使地下室地板能够正常的使用。
（五）混凝土微膨胀设计问题
高层建筑地下结构中楼板面积及厚度较大，常常会出现裂缝的情况，设计者即使采用混凝土微膨胀剂改善裂缝现象，改善效果也依然不明显。经研究分析，总结原因发现，主要是微膨胀剂的成分是钙矾石在使用中可以使混凝土在水泥活性激发后产生热量，而膨胀剂作用与混凝土收缩没能同时进行，促使混凝土在运输时坍落度受到损失。另外，外掺膨胀剂促使混凝土搅拌时间变长，且控制难度系数大，导致构件预应力不均匀。
三、地下结构设计措施
（一）基础采用挖孔桩
根据桩基的要求，严格实施配筋与浇注混凝土工序，挖孔桩要达到一定的深度，在地基梁下口要凿开护壁。在接头钢筋处，浇注混凝土应该达到地基梁的上口部位为宜。柱段护壁内施工到梁的下口，梁的钢筋与混凝土接头的方式可以依据地基梁接头的方式进行。由此可以类推使柱升至地面标高，借助地面做土胎模施工梁板结构。在整个过程中，场内的土层没有被拢动，形成了稳定的地标处梁板结构，也就为向上向下双向施工奠定了基础。
（二）地下室外墙设计措施
针对地下室外墙设计的问题，可以采取地墙内侧预埋插筋的方法，当浇筑梁板时便可以凿出预埋的钢筋。由于钢筋在一定程度上呈现出弯曲的状态，因此校直钢筋后，与梁板钢筋进行连接，从而能够传递固端弯距。用聚乙烯泡沫填充之前预埋钢筋的位置，浇捣梁板时将填充物掏成凹槽形，以便能够承受来自梁板之间传递的垂直剪力。
（三）混凝土设计与施工措施
高层建筑墙柱的荷载要求较大，一般的混凝土在施工中不适用，因此使用高强度的混凝土是必须的。高强度的混凝土具有能够减小截面尺寸，承受住高强度荷载，控制墙柱轴压比等优点，但是它还具有脆性，所以在设计中应该考虑到它的强度会随着强度等级的增加而增加。因此，在高层建筑混凝土设计中，应结合实际情况选择适宜强度的混凝土。在高层建筑物中，竖向构件使用的是高标号混凝土与劲性骨架，随着频繁使用，给钢筋结构、钢筋绑扎以及混凝土浇注等带来了一定的难度。如今，高性能高强度混凝土技术研究有了新突破，使用这项技术对于高层建筑有着重要意义。
四、地下结构渗漏预留措施
通常，精心设计的建筑物使用寿命较长，在若干年之后外防水以及钢筋混凝土结构体严重出现渗漏，预留措施便可借助内排水系统。它是在顶棚与侧墙位置设置导水板，在楼面装修层预埋金属导水沟。当渗漏情况严重时，结合室内的除湿设备，导水板将渗水引导至楼面，然后导水沟顺势将渗水排到落水口，从而使排水系统运行起来。因此，在地下结构设计时，应该考虑到若干年之后渗漏问题的解决方案，做好渗漏预留措施，使高层建筑地下结构能够稳固的为用户使用。
结束语：
高层建筑地下结构设计存在的难点较多，本文只是从其中抽取了几个较为常见的难点问题进行研究分析，并提出了相应的解决措施。通过上述分析上述难点问题，我们可以看出，地下结构设计好坏对于建筑施工质量以及整个高层建筑都有着非常大的影响。因此，在地下结构设计阶段应该顾全大局，仔细衡量所有的问题，才能在施工中减少不必要的问题出现，从而保证建筑物的质量得到有效控制。
参考文献：
[1]张同波.建筑工程中影响施工的部分设计问题的研究与思考[J].施工技术，2011（01）.
[2]桂丽娟.浅谈地下室防水施工[J].科技与企业，2012（03）.
[3]蒋运林.地下结构设计的几点思考[J].广东建材，2009（07）.