青海华博建筑规划设计有限公司
摘要：在当前建筑工程项目中，地下室已经成为建筑的重要组成部分，对建筑物的性能产生了直接影响，做好地下室结构设计优化，对于强化整个工程建筑物性能具有重要影响。现代发现，随着现代居民对停车位、消防等功能的要求越来越明确，地下室部门所发挥的作用也越来越明显，所以未来地下室的结构设计应该满足未来建筑物的功能要求，这应该成为结构设计的关键。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
1工程项目简介
该建筑物位于当地东侧，交通便利；该建筑物的总体建筑面积约为156000m2，其中包括地上建筑物面积117290m2，包含东西两侧塔楼与裙房，建筑物包括电影院、百货商场、饭店等；其余为地下建筑物面积，地下室采用了2层结构划分。整个建筑物的个单体之间在地上设缝相互独立，但地下室连成一体。该建筑物的安全等级为二级，地下水防水等级为一级，抗震设防烈度为Ⅶ度，设计的地震加速度为0.10g，预计使用年限为50年。
2地下室结构设计思路
2.1地下室结构的选型
在该工程项目中，地下室的选型充分考虑了整个建筑物结构抵抗侧力的刚度水平，并且也具有理想的承载力，这样才能确保建筑物所产生侧向位移值处于允许的范围内。同时，设计人员在整体权衡与判断结构适用性的基础上，选择了框架结构形式。与其他类型的地下室结构相比，这种结构具有理想的刚度水平，并且不仅可以满足建筑物的整体使用性能，也可以充分减少扭转等外力因素对建筑结构的影响；同时从平面设计的角度来看，该结构的设置更加简单、规则，不仅能够均匀分布荷载，也可以简化施工流程，具有降低成本的作用。基于上述因素的考虑，该项目在地下室结构设计中，其结构形式在主楼区域同主楼的上部结构上，所以将主楼的框架-核心筒结构贯穿为基础，且在裙房部分的地下室中也采用钢筋混凝土结构，这样可以保证整体结构的稳定性。
2.2抗震结构设计
由于地下室在整个建筑物结构中占据着特殊地位，因此在整个设计过程中必须要考虑到建筑物抗震要求。所以一般在设计过程中，应该遵照相关规范要求，确保地下室的墙柱与上部建筑物的墙柱可以保持一致。在该工程项目中，为了确保地下室结构在整体上可以满足7度抗震的要求，需要对地下室的各个单体做分开计算，并根据2016版的《抗震规范》要求，保证主楼周边外延3跨且大于等于20m范围内的地下室作为各个单体的地下室进行抗震计算，这是整个设计的重点内容[1]。在设计中，在将地下室底板作为上部结构的嵌固部位时，应该确保嵌固部位范围内的地下1层抗震等级与地上部位相同，地下第二层的抗震等级可以相对降低，但是不可以降低幅度过大，一般地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。该工程项目中，地下室外墙与框架梁相交接的位置设置扶壁柱，并且在与次梁相交接的位置增设暗柱。在主楼范围内的地下室一层的截柱设计中，需要确保每侧纵向钢筋的面积满足设计标准，并且应该大于等于地上一层钢筋面积的1.1倍，并且在地下二层的钢筋设计中，也应该按照地下一层的标准向下延续。
2.3超长结构的不均匀沉降设计
超长混凝土结构主要是指伸缩缝间距超过最大规定的钢筋混凝土结构，或者伸缩缝的间距虽然处于规定水平内，但是结构温差变化大、或者混凝土收缩较大并且对建筑约束较大的混凝土结构。在超长结构的设计中，不仅要考虑强度、刚度、耐久性等多方面的要求之外，还应该考虑到地下室不均匀沉降的问题，应该成为设计的重点内容。在本次工程项目中，建筑物的长度×宽度=333m×105m，属于超长结构，为了可以进一步强化超长结构性能，设计人员充分考虑到混凝土收缩、温度差与塔楼、裙房等建筑物的沉降问题，并重点处理地上建筑物的分缝问题，在将地下室部分构建成一个整体后，做好后浇带设计工作。同时在设计过程中，设计人员根据地质报告结果发现土质状况不理想，所以在设计过程中东西两侧建筑物的地下室基础采用了桩筏结构，其中桩基为规格为800mm的泥浆护壁灌注桩基础。通过上述设计，可以有效避免该建筑物整体沉降问题的产生，保证了建筑物的安全。
2.4建筑物的抗渗与抗浮设计
多数建筑物的设计经验证明，地下水位与变幅是影响地下室浮沉的重要标准，一般在设计过程中，不仅要考虑正常建筑物运行状态下出现的极限问题，也需要充分考虑施工过程中出现的地下水位变化，这样才能避免地下室因为抗浮效果不满意而造成破坏。该项目中的地下室为两层结构，其整体埋深为12m，按照我国《建筑地基基础设计规范》的相关要求；地下室的主要原材料为防水混凝土，其抗渗等级为P8级；在地下室设计阶段，在外墙、顶板与地下室底板等特殊位置的后浇带设置止水条，止水条具有遇水膨胀的性能，可以避免渗水问题的发生；在各个预留洞口、水平施工缝等位置增设止水钢板，并根据整个建筑物的防水构造，可以避免地下室渗漏的发生，保证地下室整体结构的稳定性。施工前的地质勘察资料显示，整个施工区域内的水位变化幅度为1.36~2.98m，并且根据当地近几年所监测的水位变化幅度情况下，确定施工地区的抗浮水位标高为499.79m。
3设计重点
在该建筑工程项目的设计阶段，结合本次工程项目的基本情况，地下室的外墙设计已经成为其中的重点内容，该项目中的外墙结构设计重点主要包括：（1）计算外墙配筋。外墙配筋会直接影响地下室外墙结构设计的整体性能，若配筋不合理，不仅会影响外墙结构的承载力水平，也会造成原材料浪费，增加工程成本。（2）地下室外墙结构荷载及其组合。一般认为，在地下室外墙结构设计中，根据其荷载的作用方向，可以划分为竖向荷载与水平荷载，这是因为地下室在正常条件下需要承受地下水圧、侧向土壤压力等因素的限制，这些因素都会成为影响地下室性能的关键。同时还需要注意的是，地下室的竖向荷载会受到地下室自身结构所产生的楼盖传重及其自重影响，所以地下室所承受的结构荷载一般都是以组合的形式存在的。而地下室在土层之下，理论上地震作用对建筑物结构的影响不理想；同时，风力荷载对建筑物外墙平面所产生的内力很强，虽然外墙的竖向荷载可以在一定程度上保证建筑物的安全，但是会产生控制作用，所以这也应该成为设计的重点内容。
4效果评价
从案例工程项目的经验可以发现，该案例在经过上述设计之后，其整体设计效果满意，从建筑建成至今，地下室结构并没有出现明显的质量问题，整个建筑结构的稳定性能理想，因此证明该建筑物中的设计具有科学性，可以满足地下室结构设计的要求。
5总结
本文采用实证分析法，对建筑地下室结构设计的问题进行了研究，从案例工程的经验可知，在结构设计中需要重点关注以下问题：（1）地下室结构的选型需要充分满足整个工程项目的运行要求，并根据建筑物的性能要求、扭转等外力因素的限制，这样才能最大程度上保证结构选型的合理性。（2）超长结构的不均匀沉降设计可以选择泥浆护壁灌注桩基础模式；（3）地下水位是影响建筑物的抗渗与抗浮设计的重要因素。在整个建筑物地下室设计中，必须要从上述诸多因素的角度出发，可以进一步提高地下室的设计水平。
参考文献:
[1]赵一曼，刘海红，关长征，等.浅谈建筑工程地下室结构设计[J].工程建设与设计，2018（12）：23-24.
[2]吉安娜.论建筑工程地下室结构设计[J].建筑工程技术与设计，2018（11）：105-106.