建筑工程地下室结构设计分析

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建筑工程地下室结构设计分析:关于建筑工程地下室结构设计的研究

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。

建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程地下室结构设计分析与探讨

摘要：地下室是确保高层建筑结构稳定的重要措施之一，加强对高层建筑地下室的设计，不仅仅有助于充分利用建筑空间，很大程度的降低工程整体的造价，也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。在建筑地下室结构设计中，设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况，综合考虑到建筑的防火，防震，通风，采光等各个方面的的因素，在满足建筑基本功能的的前提下，做出创意设计，选择合理的结构方案。本文对建筑工程地下室结构设计作出了分析探讨。

关键词：建筑；地下室；结构；设计

近些年来，在城市建筑设计中，经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库，很多高层建筑为了充分利用建筑空间，将一些设备或者是消防池等设置在地下室，不仅仅更大程度的利用了建筑空间，节省了相关的成本费用，更大大深埋了地基，加强了整体建筑结构的稳定性，增强了建筑的抗震性能，确保了建筑的安全性，同时，也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘，避免了建筑价值的浪费。在城市用地越发紧张的今天，加强对地下室的结构设计，使得地下室最大程度的发挥出其功能，对整个城市化进程有着十分重要的意义。

一、地下室结构平面设计

地下室工程涉及的专业极为复杂，高层建筑的地下室结构设计，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。

设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。

二、地下室外墙结构设计

地下室外墙的设计是整个高层建筑地下室结构设计的关键环节，对整个高层建筑地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候，要综合考虑到水，土压力因素，并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言，要在综合考虑多种因素的基础上，从以下几个方面做出科学合理的设计。

1、荷载

地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力，地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。

2、地下室外墙截面设计

土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。

3、地下室外墙的配筋计算

实际设计时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。

三、 地下室抗浮、抗渗设计

在地下室建筑结构设计中，抗浮设计是重要环节，地下水位的升降是整个抗浮设计的重要依据，在具体的地下室抗浮设计时候，多会只是重视正常使用的极限状态，却很少关注洪水期和施工的具体过程，也因此出现了很多抗浮措施不完善，使得建筑局部出现破坏的现象，严重损害了工程的整体质量。在地下室的表面，一般都会有很多各种各样的建筑体，而地下室的面积很大，形状缺乏规则性，使得抗浮措施变得更为艰难，必须在细致考虑到多种因素的条件下，进行科学处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：

1、补偿收缩混凝土

在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；

2、膨胀带

混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；

3、后浇带

后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；

4、提高钢筋混凝土的抗拉能力

混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁来抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

四、地下室的抗震设计

抗震设计地下室设计最常见的问题，如果地下室的设计存在缺陷，就会对对整个高层建筑的抗震性能产生很大的影响。多层建筑中地下室的埋深必须大于地下室上地面总的高度，这样才能不计算层数，总的高度才能够从室外地面开始算。上部分结构的墙柱应该的地下室的墙柱结构相一致。地下室的顶板板面标高有变化的，如果形成错层，超过了梁高的范围，则必须采取适当的措施处理，否则将影响地下室的设计。地下室的设计规范指出，上部结构的地下室的楼层的顶层，盖应当用梁板的结构。机构计算应向下，直到地下室的楼层或者楼板。

五、人防地下室的结构设计

由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用；人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。

总之，建筑地下室的设计是一项专业性极强的工作，涉及到的工序和领域较多，具有复杂性。因此，设计要坚持在满足基本功能的基础上，做到安全稳定，经济合理。既可以满足高层建筑地基深埋的要求，也可以防止地下室的渗漏，有助于地下室功能的更好发挥。

建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程中地下室结构设计探讨

摘要：建筑工程地下室是整体建筑工程中非常重要的一个环节，一旦出现了什么不合理的地方，很容易就会给建筑工程带来安全隐患。因此在建筑设计中，地下室结构设计意义重大。本文通过分析在地下室结构设计中遇到的问题，进而提出了优化设计的方案。

关键词：建筑工程；地下室；结构设计；方案

引言

目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。随着地下空间和建筑水平的不断发展，地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的重点。地下工程具有一定的难度，因为地下环境具有不稳定性，位置和影响因素都比较多。如果在建筑和设计的过程中没有注意到这些问题而疏忽大意，将会为建筑安全带来巨大的隐患。

一、地下室结构设计难点概述

地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。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，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。

二、地下室结构设计中遇到的问题

1.1抗浮问题分析

针对地下室的抗浮问题，要设定科学合理的抗浮设防水位，根据具体的地下水水位要求进行研究和实时勘查，采用平板式筏板基础、增加地下室的重量、设置抗浮桩等方式方法去解决地下室的抗浮问题。

1.2不均匀沉降问题分析

地下室的不均匀沉降问题可以采用人工处理地基的方法去降低地基处理的程度，主体结构采用桩基础、主体结构部分采用整体基础也能达到较小的最终沉降量，还能充分发挥不同基础形式的作用和优势，有利于工作人员进行相关的计算，确定最终的设计方法。

1.3地下室结构超长问题分析

地下室结构的超长问题在建设中时常遇到，要解决这类问题必须设置伸缩后浇带或者采用低强度的等级混凝土、粉煤灰混凝土技术、设置膨胀加强带、适当加大分布钢筋配筋量等办法去完善这类问题。

三、地下室结构设计的优化方案

3.1剪力墙下布桩

当建筑的结构为剪力墙或框剪结构时,剪力墙主要承受地震水平力,它也是承受竖向荷载的重要构件,所以要沿着剪力墙全厂布桩,桩的中心线要和剪力墙的中心线重合,布置双排桩时,桩的承台要具有足够的刚度,并应作承台的抗弯和冲剪验算。

3.2桩基础设计

当布桩仅按照竖向荷载作用进行时,要对弯矩作用下的承台底部边桩的反力进行验算。尤其是框剪结构的剪力墙和剪力墙结构核心筒底部弯矩及剪力对基础承载力的影响较大,不能遗漏。对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等弯矩较大的承台底部桩基要验算其是否存在向上的抗拔力

3.3地下室抗浮、抗渗设计

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对比较难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室抗浮，是指设计考虑不利条件下，由于地下水设计水位高于地下室基础底板，地下水在底板就会产生浮托力，如果这个浮托力大于地下室的自重，就可能导致地下室上浮变形，所以地下室的抗浮，不是指基础底面土的隆起，虽然这有一定关系，但基坑底面隆起一般发生于基坑开挖过程中，属于地基土变形的范畴。考虑抗浮问题必须通过计算，一般在作用于基础底板的地下水浮托力大于地下室的自重时，应该考虑抗浮设计，这与土类关系不大，主要受地下水位和地下室结构荷载大小控制，当然基础底面地层属于弱透水或隔水层，对抗浮设计是有利的。就目前而言，国内抗浮设计主要采用抗拔桩或抗拔锚杆，其他抗浮结构几乎很少见，且抗拔桩或抗拔锚杆必须嵌入基础底板才能起到阻止基础上浮的目的。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；（4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

3.4外墙结构设计

地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算，在设计时应注意以下要求：（1）荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋；（2）静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定，当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，粘性土可取0.5～0.7；（3）地下室外墙的配筋计算。地下室外墙的配筋计算。实际设计时，在外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱且柱截面尺寸较大时的外墙，应按双向板计算配筋,其余情况的外墙宜按竖向单向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。

结束语

建筑工程结构设计是一项系统而复杂的工作，它需要深厚的理论基础以及灵活的创新思维和严谨认真的工作态度，才能把握设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，才能够避免结构设计中常出现的问题，确保建筑施工结构设计的安全性能。

建筑工程地下室结构设计分析:建筑工程地下室结构设计浅析

【摘要】地下室是确保建筑工程结构稳定的重要措施之一，加强对建筑工程地下室的设计，不仅仅有助于充分利用建筑空间，很大程度的降低工程整体的造价，也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。但是，建筑工程地下室的设计是一项专业性极强的工作，涉及到的工序和领域较多，具有复杂性。因此，设计要坚持在满足基本功能的基础上，做到安全稳定，经济合理。

【关键词】建筑，地下室，结构设计，分析

一、前言

近些年来，在城市建筑设计中，经常会伴随着各种功能的地下室或者是地下车库，很多高层建筑为了充分利用建筑空间，将一些设备或者是消防池等设置在地下室，不仅仅更大程度的利用了建筑空间，节省了相关的成本费用，更大大深埋了地基，加强了整体建筑结构的稳定性，增强了建筑的抗震性能，确保了建筑的安全性，同时，也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘，避免了建筑价值的浪费。在建筑地下室结构设计中，设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况，综合考虑到建筑的防火，防震，通风，采光等各个方面的的因素，在满足建筑基本功能的的前提下，做出创意设计，选择合理的结构方案。

二、地下室结构设计存在的问题

地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、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)结构平面的设计。

(2)抗震设计。

(3)地下室抗渗、抗浮设计。

(4)地下室的结构超长。

(5)外墙的结构设计。

三、地下室结构平面设计

建筑工程的地下室结构设计，需要多个部门的共同配合，要坚持在满足基本的使用功能基础上，综合分析建筑的防火，抗震，设备用房，管道铺设，排水通风等多个方面因素，并促使多个专业领域人员通力协作。设计人员在设计过程中，可以选择使用设计后浇带或者是混泥土外加剂，也可以选择地上设缝或者地下不设缝等方式，这些方式，都可以满足不设缝的目的，在地下室的设计施工过程中，很容易出现地下室过长的问题，这时候，仅仅依靠后浇带的设计难以解决问题，可以再实地测量勘察的基础上，将地下室平面做出科学的调整，并进行严密分割，根据需要，设计一些比较窄的通道，使得管道可以相连。为了让接缝变得更少，且最大程度的减少接缝的受力，方便维修补救。可以将变形缝设计安装在通道的外部。最后，要充分考虑采光井的位置，做出科学的采光设计。

四、地下室外墙结构设计

地下室外墙的设计是整个建筑工程地下室结构设计的关键环节，对整个建筑工程地下室结构的合理性有着十分重要的影响。在设计时候，要综合考虑到水，土压力因素，并通过这些因素来验算外墙的抗裂性能。总体而言，要在综合考虑多种因素的基础上，从以下几个方面做出科学合理的设计。

(一)荷载

地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力，地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。

(二)地下室外墙截面设计

土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。

(三)地下室外墙的配筋计算

实际设计时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。

五、抗渗抗浮设计与抗震设计

1、抗渗抗浮设计分析

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:

(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)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。

(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。

(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.地下室抗震设计问题

地下室结构设计对整个建筑工程的抗震性能有着十分重要的影响，结构设计的是否合理，不仅仅关系到整个高层建筑的工程造价，也会密切的关系到整个建筑的稳定性和安全性，因此，在进行高层建筑地下室结构设计中，要严格把握施工图纸的审核要点，地下室整体结构埋置的深度一般都要大于地面建筑的高度，同时，总体的建筑高度要从地下室外部的地面开始算。地下室的墙柱同地面建筑主体的墙柱设计之时，要通过科学的处理，保持协调一致。

3. 人防地下室的结构设计

由于人防的要求, 高层建筑的地下室常兼作人防地下室。普通民用建筑的防空地下室人防等级一般以五、六级居多。人防地下室和非人防地下室相比, 由于增加了核爆动荷载以及对辐射等方面的要求,二者在结构设计上有较大区别, 主要体现在荷载及荷载组合、材料强度、内力计算和构造规定等方面。人防底板的荷载控制问题。人防地下室位于主体结构部分时,人防底板一般是平时荷载起控制作用；人防地下室位于纯地下室部分时, 当仅有一层地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是战时荷载起控制作用, 当有两层或两层以上的地下室且顶部有覆土时, 人防底板一般是平时荷载起控制作用。

六、结束语

总之，加强对建筑工程地下室结构设计的分析，可以不断的提高建筑工程的地下室结构的质量，保证整个建筑工程的安全性和可靠性。