时间：2023-06-07 09:10:06
关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比
1 概述
建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本，属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知，其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。
2 地下室的抗浮设计分为三种情况
2.1 地下室施工完毕后便停止降水，这时即便地上结构层数较多，但因上部结构还没有施工，地下室的自重无法抵抗地下水的浮力。这种情况下应对地下室进行施工阶段的抗浮验算，并采取相关的抗浮措施。
2.2 下水位较高，且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下，结构的自重无法抵抗地下水的浮力，需对整体结构进行抗浮验算。
2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。
3 地下室的抗浮设计水位选取
一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：
3.1 设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定；
3.2 无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；
3.3 当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。
3.4 对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m；对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。
3.5 施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。
4 地下室抗浮验算
在抗浮验算当中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：
s——地下水对地下室的浮力标准值；
g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合；
k——抗浮安全系数，可取1.05.
除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。
5 抗浮措施
5.1 增加自重
当k>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。
5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：
这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力（减去每平米底板自重），得到抗浮锚杆的受力面积；而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。
6 结论
地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。
参考文献:
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构（地基与基础）》.北京：中国计划出版社，2010.
[2]《建筑结构荷载规范（2006版）》（gb 50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006.
关键词:地下室，结构设计，荷载取值，抗浮设计
中图分类号： TU2 文献标识码： A
Abstract: At present most of the projects are designed with basements, the basementof some project, because of the unreasonable design, float, part of the floor crack leaking, or the cost of conservative design is too waste. According to a number of underground engineering design experience of the author, combined with information on the existing norms and standards, make some summary on basement construction anti-floating design , together with the peers to explore learning.
Keywords: basement, structural Design，load value, anti-floating design
伴随着城镇化建设的快速发展，大规模的城市建设使得城市用地越来越紧张，人们对地下空间的需求迅速增长，对地下空间的利用也越来越重视，地下工程越来越多，大多数工程都会有地下室。地下室结构的设计比较复杂，所涉及的技术问题繁多，地下工程材料消耗大、建造周期长、施工难度大，结构设计的好坏将会对整个项目的施工工期、建造成本、安全可靠性产生巨大的影响，作为结构设计人员必须深度掌握其设计常识及要点。
地下工程受力情况复杂，本构关系不确定，计算假定多，荷载及相关参数取值众说纷纭，莫衷一是。设计计算不统一，类似的工程设计内容差别很大，很多时候设计人员没有采用合理的力学计算假定，没有取用合适的荷载参数，盲目设计往往造成地下室抗浮破坏、外墙裂缝渗水或者严重浪费成本。
本文将根据多个实际工程的设计经验，就普通非人防地下室结构设计中的荷载取值、地下室结构抗震设计、地下室外墙结构设计及地下室抗浮设计作一些探讨性的总结，希望能为刚开始从事地下室结构设计的各位同仁提供参考指导性的借鉴。
一．荷载作用取值
作用在地下室上的荷载有自重，覆土重，绿化种植荷载，停车荷载及消防车荷载，施工堆载，土压力、水压力等，荷载种类繁多，取值复杂，目前还没有哪一本规范给出了很全面具体的规定，下面就各种规范、规程及技术资料给出的要求做一总结如下，给各设计人员提供参考。
1.恒载：
（1）顶、底板自重及面层装修荷载，钢筋混凝土重度一般取约25kN/m2 。
（2）顶板覆土重度一般取18kN/m2(或者按实际情况)。
2.活荷载：
（1）绿化种植荷载及私家车停车荷载一般取值5 kN/m2 。
（2）地下室顶板施工堆载荷载5 kN/m2 ，有特殊较重荷载时，按实际情况确定。
（3）消防车活荷载：按照荷载规范5.1.1条8款取值，并按照附录B考虑覆土厚度折减。覆土刚度越大则应力扩散角越大，一般情况下覆土的应力扩散角宜取35°左右，且不应大于45°。在进行不同部位结构构件设计时，还应按下列要求进行取值：
①顶板设计时取考虑覆土折减后的荷载值q 。
②顶板梁设计时取考虑覆土折减后的荷载值q ，并考虑5.1.2条1款3）项的折减系数。
③墙、柱设计时一般情况下取考虑覆土折减后的荷载值q ，并考虑5.1.2条2款3）项的折减系数。这是因为消防车活荷载标准值非常大，但出现的概率很小，且作用时间短，设计柱墙时应容许作较大的折减。
④基础设计时可不考虑消防车活荷载。根据荷规5.1.3条条文说明:根据习惯和经验，同时为减小平时使用时产生的不均匀沉降，基础设计时允许不考虑消防车活荷载。
⑤地下室结构进行正常使用极限状态设计计算（即梁、板的裂缝和挠度计算）时，不考虑消防车荷载。详见荷载规范5.1.1条8款中规定消防车荷载准永久值系数ψq为0。
3.水压力：对水位稳定的地下水压力可按永久荷载考虑，荷载分项系数可取 1.2或1.35；对于水位急剧变化的地下水压力应按可变荷载考虑，荷载分项系数可取 1.4。一般建议在进行地下室底梁、板强度、裂缝、挠度计算时对起控制作用的水浮力按永久荷载考虑。
4.土压力：一般情况下土压力按照永久荷载考虑，计算地下室外墙或挡土墙时取静止土压力系数KO=0.5；当地下室施工采用护坡桩或地下连续墙进行基坑支护时，宜将静止土压力乘以折减系数0.66 。土压力应根据土体性质的不同采用不同的计算方法，对于粘性土可采用水、土合算，对于砂性土可采用水、土分算。
5.地下室外墙计算时应考虑地面附加活载不低于5 kN/m2 。
二.地下室结构抗震设计
抗震设计时，附建式地下室应和上部结构一样进行地震作用计算。一般情况下应尽量采取措施使上部结构的嵌固端做在地表附近的地下室顶板，这样既符合抗震计算所选取的地表面处的地震动设计参数，同时又经济合理。地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，结构地上一层的侧移刚度不宜大于相关范围地下一层侧移刚度的0.5倍，地下室周边应有与其顶板相连的抗震墙；顶板应避免开设大洞口，顶板应采用现浇梁板结构，顶板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每个方向的配筋率不宜小于0.25%；地下一层相关范围的抗震等级应取与上部结构相同的抗震等级，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐级降低，但不得低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。
三．地下室外墙结构设计
地下室外墙结构设计时应考虑由回填土、地下水、地面附加荷载等引起的侧向荷载作用，还应考虑上部结构传来的竖向荷载作用。外墙上的水、土侧压力应根据土性的不同而采取不同的计算方法，对于粘性土应该按照水、土合算的原则进行计算，对于砂性土应该按照水、土分算的原则进行计算，水平侧向土压力宜取静止土压力。当室外地面无堆载或仅停放小汽车时地面附加荷载可取5 kN/m2 ，当室外地面有较重堆载时应按实际情况考虑。
地下室外墙配筋计算中目前设计人员采用的有两种计算方法。一种是将带扶壁柱的外墙按双向板计算配筋，扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋，忽视了侧向水平力对扶壁柱的作用，一般情况下这个水平作用力是很大的，往往造成扶壁柱超筋，甚至破坏。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种计算方法造成实际外墙竖向受力筋配筋不足，扶壁柱配筋偏少，外墙的水平分布筋有较大富余量。另一种计算方法是将外墙按竖向单向板计算配筋，这种方法对于扶壁柱间距较大且在垂直方向无内隔墙与之相连的外墙计算是合理的，但是对于扶壁柱间距很小及在垂直方向有内隔墙与之相连的外墙计算还应考虑墙板荷载的水平方向传递。
结合力学分析和工程经验总结，建议一般情况下外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥，但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、间距很小时的外墙板块同时按双向板计算复核墙板及扶壁柱的配筋。按竖向单向板计算的地下室外墙底部为固定支座，中间层及顶部为铰接支座，外墙底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配。严格来讲，外墙应按偏心受压构件计算配筋。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，地下室外墙配筋主要由垂直墙面的水平荷载（水、土侧压力）产生的弯矩确定，通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板受弯计算配筋，一般由受弯裂缝计算控制配筋量。当竖向荷载很大时，也可以分别按受弯和偏心受压计算墙体配筋，然后将二者取包络值。地下室外墙设计在满足受力要求的条件下，外墙水平和竖向分布钢筋应双层双向布置，钢筋间距不宜大于150mm，配筋率不宜小于0.3%。
四．地下室抗浮设计
水对地下建筑物的浮力作用遵循阿基米德原理和连通管原理，水对建筑物的浮力大小等于建筑物排开同体积水的重量。
抗浮设计是地下室结构设计的一个重难点。抗浮设计的关键是确定一个科学合理的抗浮设防水位，认真做好各阶段的抗浮设计验算，采取可靠的抗浮措施。
抗浮水位的确定是一个非常复杂问题，应根据地形、地貌、地下水类型、土质等多种因素综合分析，根据勘察、设计规范中规定的原则确定。一般情况下设计人员应取用地勘报告提供的抗浮设防水位。当地勘报告没有明确提供抗浮设防水位时，可结合当地水文地质资料，建筑场地地形地势，地下水渗流等情况综合确定，通常抗浮设防水位不应高于地下室顶室外地面标高。
地下室在水位稳定的地下水作用下按照静水压力计算水浮力。地下室抗浮设计应进行抗浮稳定性验算和底板构件强度验算。抗浮稳定安全系数一般情况下可取1.05。地下室在施工和使用阶段都必须满足抗浮稳定性要求。抗浮验算除了整体抗浮稳定验算以外，还应对局部自重较小的区域进行局部抗浮稳定验算，特别是对上部结构楼层缺失或楼板开大洞的部位。在水浮力作用下，基础底板应具有足够的强度和刚度，须进行水浮力作用下的抗弯、抗剪和抗冲切承载力验算，以及挠度、裂缝验算。
在自重稳定抗浮验算不满足抗浮稳定性要求的情况下应采取相应的抗浮措施。目前，工程上一般采用配重法、设置抗浮桩或抗浮锚杆来解决地下工程的抗浮问题。当整体抗浮稳定性不满足要求时，可以采用增加顶板覆土厚度或增加底板面层厚度来加大压重以平衡水浮力。在采用增加配重法不合适的情况下，也可以采用抗拔桩或抗浮锚杆来解决地下室的抗浮问题。抗拔桩或抗浮锚杆的抗拔承载力应采用抗拔静载荷试验确定。抗拔桩可采用混凝土预制桩和钻孔灌注桩，应慎用预应力混凝土管桩。抗拔桩还应进行桩身受拉承载力和裂缝宽度验算。应尽量将抗拔桩布置在独立基础下、基础梁下或柱底筏板下。当筏板抗弯刚度较大时也可将抗拔桩均匀布置在地下室底板下，此时应考虑当底板受到的浮力很大时将上拱，使得抗拔桩受力不均匀的不利影响。
五． 结 语
总之，地下室的结构设计是一个综合性很强问题，涉及到的内容繁多且复杂。目前地基与基础的相互作用问题、上部结构刚度对地基基础的影响等都未得到很好的解决。现代高层建筑由于地下工程庞大，建设工程在地下的投资已经接近甚至超过了地上，因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高地下室结构设计的水平，真正做到安全适用、经济合理。本文根据目前的新版设计规范及相关资料结合多个工程实践经验就地下室结构设计的荷载取值、荷载分项系数，地下室外墙结构设计和地下室抗浮设计等做了一个技术性的总结，由于本人知识水平有限，恳请各位同仁批评指正。
参考文献：1. 2009全国民用建筑工程设计技术措施――结构（结构体系）
2. 2009全国民用建筑工程设计技术措施――结构（地基与基础）
3. 建筑结构荷载规范GB50009―2012
4. 建筑地基基础设计规范GB50007―2011
5. 建筑地基基础技术规范DB42/242―2003
6. 岩土工程勘察规范(2009年版) GB50021-2001
7. 高层建筑岩土工程勘察规范 JGJ72-2004
关键词：地下室 防水设计 方式要求
建筑防水在建筑工程中占有重要的地位，在工程项目中如果防水工程做的不好，不仅影响着工程施工质量，而且增加了工程造价，给国家和住户造成不必要的经济损失。地下室作为现阶段城市建筑工程的主要项目之一，在施工设计中防水问题更是不容忽视，其严重影响着地下建筑的发展。实施地下室防水设计的主要目的在于能够在工程施工中隔离地下水和确保滞留水不能够渗入地下室，为营造一个正常的室内环境提供基础。同时在地下室防水设计中主要是利用防水层来保护地下建筑结构，确保建筑物的使用寿命和安全。
一、设计的基本要求
1、地下室防水工程在设计中要遵循以防为主，以排为辅的设计原则，因地制宜的选择具有先进性的技术依据，并且要做到经济合理、防水可靠的设计要求，在设计的时候按照地下室防水设计表进行分项操作。
2、一般的地下室防水工程设计中都是通过外墙来作为主要的抗水压和自然防水作用，再通过卷材作为防水的迎水面和挡水处理依据，遵照国家有关规定来进行合理施工。
3、由于在地下防水施工中工序较为复杂，因此在设计之前必须要了解周围的入职和水质情况，制定出合理的分布图，以便于在设计中能够及时有效的针对土质中存在的各种问题来及时的纠正，确保防水质量。
4、在设计中要定位好地下室的地面防水水位，使得地下室设计中需要考虑的整体性钢筋混凝土结构能够起到有效的防水作用，并且对防水标高的控制按照勘察资料中最高水位标准进行设置，使得其在防水要求的同时能够起到防潮作用。
5、在地下室防水设计中需要根据实际情况来选择防水方法，一般在目前的防水工作中多数工程采用柔性防水、刚性防水和刚柔结合的防水措施来进行控制，在特殊的要求之下甚至可以采用架空和加设壁墙的方式来控制防水。
二、地下室防水方法概述
一般说来，地下防水方法可分为，排水减压、有效利用防水混凝土、刚性抹面、涂膜、金属层、注浆等方法来进行防水规划与实施。排水减压法是在建筑物底下做出盲沟，创造自流排水的条件，当无自流条件时，可通过盲沟将水引入集水井中，再用水泵抽排引走，减小水对地下工程的渗压，起到防水作用。防水混凝土结构防水是采用提高混凝土密实性的办法，提高结构混凝土的抗渗性，还可满足一定的耐冻融和耐侵蚀的要求。刚性抹面防水，是采用防水水泥砂浆或掺外加剂的防水水泥砂浆对建筑物进行抹面而达到抗渗目的的一种方法。涂膜防水，这种方式价格低廉、施工方便，防水涂料可分为沥青类、改性沥青类和高分子涂料类。改性沥青防水涂料主要有乳胶沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料、水乳再生胶沥青防水涂料、水性PVC煤焦油防水涂料等。需要施工防水涂膜的基层表面必须干净干燥，基层表面必须平整光滑，不得有疏松、砂眼或孔洞存在。此外，还有穿墙高分子涂料类又有聚氨酯防水涂料、丙烯酸乳液防水涂料和硅橡胶防水涂料。金属层防水，是在防水建筑的内部，焊贴一层金属板以达到抗渗防漏目的的一种方法。这种方法适用于防水要求较高的工程。注浆防水，这是在地下工程周围岩石地层内注入水泥浆、水泥水玻璃浆或化学浆液以提高岩石的抗渗防漏能力的一种方法。
三、地下室绿化顶板防水设计
地下室顶板绿化，植被需要不断有水源供应，于是地下室顶板防水成为难点和要点。此时，防水设防应该增强，应该多道设防。在进行设防时，从外到内依次为：合成高分子防水涂膜两道（柔性防水）、自防水混凝土结构顶板（刚性防水）。具体做法如下（从上到下）：回填土（种植土）；土工布一层；厚塑料疏水板，外伸出地下室外墙300外；砼保护层，内配双向钢筋网，外伸地下室侧墙300，并以i=0.3%坡向排水点；厚合成高分子防水涂膜两道，下伸至地下室侧墙施工缝300以下，用密封膏封严；自防水混凝土结构顶板（表面要求平整）；室内顶板装饰层。
四、防水板防水设计
在大型地下建筑中，地下室底板高低错落变化较大，且有桩头、基坑、埋管等错综复杂的节点。底板防水采用多道设防，从外到内依次为：膨润土防水毯（柔性防水）、自防水钢筋混凝土底板（刚性防水）、聚合物防水水泥砂浆（柔性防水）。底板防水做法构造如下（从上至下）：室内装饰面层；20厚聚合物防水水泥砂浆；结构表面基层清理；自防水钢筋混凝土底板；20厚1：2水泥砂浆保护层；膨润土防水毯；100厚素砼垫层，随捣平；素土夯实。
五、侧墙防水设计
地下室侧墙的防水是地下建筑防水的要点。对于大型超深地下建筑更是如此，如果地下空间为大型剧场，大型艺术场所，任何程度的墙面渗水将带来不可估量的艺术和经济上的损失。地下室侧墙有三种类型，具体防水措施示例分述如下：类型一：地下连续墙+内衬砖墙侧墙防水采用两道设防，从外到内分别为：自防水钢筋混凝土地下连续墙（刚性防水）、聚合物防水水泥砂浆（柔性防水），具体做法如下（从外到内）：厚自防水钢砼连续墙；水泥砂浆粉平；聚合物防水水泥砂浆；宽空腔，内设排水沟；厚离壁砖墙；内墙装饰面层，连续墙顶施工缝留设于顶板梁底标高处，设膨润土止水条，后在其上浇筑防水混凝土，顶板防水材料下伸到施工缝下用密封膏封牢。类型二：钻孔灌注桩+剪力墙+内衬墙侧墙防水采用三道设防，从外到内分别为，膨润土防水毯（柔性防水）、自防水钢筋混凝土剪力墙（刚性防水）、聚合物防水水泥砂浆（柔性防水）。依钻孔灌注桩与剪力墙距离不同，又分两种类型，具体做法如下：钻孔灌注桩；水泥砂浆基层粉平；膨润土防水毯；水泥砂浆保护层；宽间隙在砌保护墙时用砂浆填缝；厚混凝土砌块保护墙；自防水钢筋混凝土剪力墙；水泥砂浆基层粉平；聚合物防水砂浆；宽空腔；厚离壁衬套砖；混合砂浆打底；混合砂浆粉面；腻子嵌平后，做防霉涂料二度。
六、结束语
地下建筑是解决城市用地紧张，拓展城市空间的主要方法，在现阶段城市化发展中有着重要的意义。地下建筑工程具有节能、节地的的优势，是未来城市建设的一种可倡导的发展方向。如果解决防水问题，发展大型超深地下公共建筑工程，将对社会和建筑发展思路有利。防水设计是一个非常复杂的系统工程，但不管地下建筑体系如何，多道设防、堵疏结合、强化细节的设计方法必定能在很大程度上解决建筑工程的防水设计问题，从而为地下建筑取得具有地面建筑一样的空间优势，促进地下建筑空间的利用。
参考文献
[1]陈金辉；浅谈地下室防水设计与措施[J]；建材与装饰（下旬刊）；2008年07期
关键词：荷载 裂缝 弯矩分配法 地下室侧墙
地下室挡土墙设计是结构设计的重要内容之一，它所承受的荷载主要分为侧向压力和竖向荷载，侧向压力包括土压力、车辆荷载引起的侧向压力和作用在挡土墙上的水压力等，而竖向荷载有上部及地下室结构的楼盖传重和自重。风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。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。
一般的工程中，墙后填土选用砂类土，采取正确的排水措施，可以忽略地下水对挡土墙的影响，当填土为黏性土时，土受水浸之后，其内聚力和内摩擦角均为明显减少，增大对挡土墙的主动土压力，当墙厚的填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和水压力两部分，计算土压力时，假设地下水位以上和以下土的内摩擦角和墙与土之间的摩擦角相同，土的重度对地下水位以下采用浮重度，对地下水位以上部分采用天然重度计算，而现实中则采用水土合算的方法，其适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标c和φ计算。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，黏性土并不是完全理想的不透水层，因此在黏性土层尤其是粉土中，采用水土合算方法只是一种近似方法，可能低估了水压力的作用。
地下室挡土墙，其顶部因受到楼板的限制而不能产生明显的水平位移，在楼板支承处，地下室外墙没有水平位移，而在楼层中部，则由于土压力的作用，墙体发生弯曲变形，而外墙与顶板相连，顶板相对于外墙而言平面外刚度很小，对外墙的约束很弱，外墙顶部应按铰接考虑，地下室中间层可按连续铰支座考虑，地下室外墙就如同下端嵌固，上端铰支的连续梁。因此可视地下室楼板和基础底板为地下室外墙的支点，沿竖向取 1m 宽的外墙按单、双或多跨板（视地下室层数而定）来计算地下室外墙的弯矩配筋。墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，但是由于地下室挡土墙除应满足承载能力极限状态要求外，还应满足正常使用极限状态要求，故还需验算构件的挠度跟裂缝宽度，按满足两个状态要求下的结果来配筋。
以下是潮州市某住宅的地下室侧墙算例：
该工程为地上十六层住宅楼，上部总建筑面积约18000m?，地下为二层地下室，功能为小型汽车停放库，地下建筑面积4920m?。
设计参数：
1、地下室侧壁土质（淤泥）参数：容重γ=16kN/m?，内摩擦角θ=7.77 ?，设防水位标高
H=-0.3m，地面堆载q=10 kN/ m?。
2、地下室侧壁参数：地下一层层高h1=3600mm，地下二层层高h2=3400mm，侧壁厚度t1=300mm。
3、材料参数：混凝土强度等级为C35，fc=16.7 N/mm?，钢筋抗拉强度为fy=360N/m?。
计算过程：
1、荷载计算，土压力按静止土压力计算：（水土合算）
地面堆载q= 10 kN/ m?，折合土厚度为H=q/γ =10/16≈0.6 m，
静止土压力系数Ko=1-sin7.77 ?≈0.85，
土压力 qC=Ko×γ×（H-0.3）=0.85×16×（0.6-0.3）=4.10kN/ m ?，
土压力 qB=Ko×γ×（H+H1）=0.85×16×（0.6+3.3）=53.1kN/ m ?，
土压力 qA=Ko×γ×（H+H1+H2）=0.85×16×（0.6+3.3+3.4）=99.3kN/ m ?。
2、弯矩计算，取1m宽板带，顶点按铰支座，按多跨梁弯矩分配法计算：（如图一）
3、配筋计算及裂缝验算：
1）支座A的弯矩设计值MA=1.35×0.85MAK=1.35×0.85×83.05=95.3kN・m
因ho=h-as=300-50=250mm，b=1000mm。
ξb=β1÷[1+fy/（Es×εcu）]=0.8÷[1+360÷（20000×0.0033）]=0.517
受压区高度 x=ho-√[ho-2×M/ （fc×b）]
=250-√[250?-2×95300000/（16.7×1000） ]
=24mm
纵向受拉钢筋 As=（ fc×b×x）/fy =（16.7×1000×240）/360=1112mm，
图一
实配钢筋 14@180+12@180，钢筋面积As=1483mm?
裂缝验算：
弯矩标准值：0.85MAK=0.85×83.05=70.6KN・m
最大裂缝宽度 ωmax=αcr×ψ×σsk×（1.9×c + 0.08×deq / ρte ） / Es
带肋钢筋的相对粘结特性系数 ：υ=1.0。
受拉区纵向钢筋的等效直径 deq=∑（ni×di ?） / ∑（ni×υ×di）=13mm
矩形截面受弯构件受力特征系数 αcr = 1.9
砼强度等级：C35， ftk=2.20/mm ?
对矩形截面的受弯构件：ρte =As / Ate =1483/（0.5×1000×300）=0.0099
当ρte
纵向受拉钢筋的等效应力σsk=Mk / （0.87×ho×As）：
σsk=70600000/（0.87×250×1483） =219N/mm
钢筋应变不均匀系数 ψ计算：
ψ =1.1-0.65×ftk / （ρte×σsk）=1.1-0.65×2.20/（0.01×219）=0.45
最大裂缝宽度 ωmax计算：
ωmax=αcr×ψ×σsk×（1.9×c + 0.08×deq / ρte ） / Es
=1.9×0.494×236×（1.9×30+0.08×13/0.01）/200000
=0.150mm
关键词 地下室；防水设计
建筑物地下室，在工程建设过程中应强化整体性、周密性、主动性的防水理念，即从工程设计开始，就把整个工程中的防水功能及设防要求作为建设工程的一项重要子系统工程加以缜密考虑和科学设计，并根据现场环境制定出切实可行的工程防水施工方案。
1.地下室防水设计的要求及难点
1.1 地下室防水设计的要求
（1）地下工程的防水设计应充分考虑现场条件，因地制宜。在防水设计中首先要充分考虑现场条件，吃透工程所在地的水文地质资料，了解工程所在地的地下水的类型、水位标高变化规律、水质及侵蚀程度，以及含水层的构造、地表水体的分布、地下工程的埋置深度与地下水的关系等内容，然后根据掌握的实际情况进行深入设计，确保工程质量真正落到实处，取得良好的防水效果。
（2）地下工程防水设计应合理选材。地下工程防水首先应以混凝土结构自防水为主，通过添加UEA外加剂、BR型内掺剂或T395硅质防水剂来提高混凝土本身的密实性，抑制和减少混凝土内部孔隙生成，堵塞渗水的通路，从而达到防水的目的。这种围护结构自身的防水在地下室工程防水中无疑具有重要的作用。但由于地质、施工、材料等方面的原因，混凝土结构本身往往是有缺陷的，因此地下工程单靠混凝土自防水是不可行的，尤其对于重要的建筑物，增加附加防水层进行多道设防、复合防水就成了一种必然的选择。现在常用的附加防水层有水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、防水板防水层、金属防水层、水泥基渗透结晶防水层等。在设计多道复合防水时将防水卷材与防水涂料配合使用是一种较好的选择，因为它们具有较好的优势互补性。另外还可使用二层防水卷材进行多道复合防水。
（3）地下工程防水设计应避免选用有污染的防水材料。环境监测中心在检测中发现污染比较严重的是一些溶剂型防水涂料，如双（多）组分的聚氨酯类防水涂料、橡胶改性沥青类溶剂型防水涂料等。这类材料一般是由含有煤焦油的原材料制成，挥发出来的焦油气具有刺鼻的气味，短时间内过多地吸入能导致人员快速中毒死亡。另外，这类防水涂料采用有机溶剂为稀释剂，有机溶剂大多含有苯类有毒物质，由于防水涂膜表面致密，溶剂需要很长时间才能挥发完毕，容易引起呼吸道疾病以及头晕、恶心甚至引发癌症等。目前，这种产品已经被国家和地方有关部门列为淘汰建筑材料，禁止此类产品在建筑工程中使用。为控制防水涂料的污染，设计中应首选丙烯酸酯防水涂料和无焦油的聚氯酯防水涂料等已被证明无毒环保的防水涂料，以满足环境的要求，保障人员的身心健康。
1.2 地下室放水设计的难点
1.2.1 防水层的完整性 防水设计的关键是要保证防水层的完整性，否则就会失去意义。桩头、地下室底板与侧墙的转角处，即由外防外涂转为外防内涂的转折点都是防水设计的难点，是保证防水层完整性方面的薄弱环节。
在底板与侧立墙的转折处，防水涂料由外防内涂转为外防外涂，而且外涂在侧墙浇筑后才能施工，相隔的时间长，连续性差，防水层依附的基层不同，有可能出现应力点。为保证防水层的质量，可以在这种转换的位置先增设一层4mm厚的APP改性沥青热熔卷材，然后再涂防水涂料，以充分利用卷材抗拉强度大的优点。
1.2.2 桩头处理 由于结构不允许柔性防水层通过桩面，所以柔性防水层必须在桩头处断开，不能形成整体。通常的处理方法是用一层聚合物砂浆刚性防水层复盖桩头，再用密封胶把刚性防水层与柔性防水层密封，形成一个整体。但刚性防水层的强度必须大于桩身的强度，并必须先做试块试验合格后方能施工，可以将桩设计成空心预应力管桩，桩心成了水柱，结合结构需要，沿桩心放置吊筋，捣2m深的膨胀硷，硅面比桩面低5cm，然后再在桩心做3mm厚聚合物砂浆。防水涂膜涂至桩头边并用密封胶密封，这样，由涂膜、聚合物砂浆、桩壁一起组成一个完整的防水层整体。
1.2.3 防水层的基层和保护层 防水层是附在基层上的，基层的变形将使防水层产生变形甚至拉裂，影响防水效果，所以地基必须密实，基层要具有一定的承载能力，能满足施工荷载。防水层的保护层也非常重要，由于防水层外露并经受日晒雨淋，特别是暴晒会导致防水层起鼓、起泡，影响防水层的质量。所以，在防水层完成后，应及时验收并做好保护，保护层与涂膜要隔离，并按保护层材料的要求设置伸缩缝，用聚氨醋灌缝，在完工一个星期后方可上人和上荷载。
2.地下室防水设计的过程
地下室防水设计的过程，可粗略分为概念设计与构造设计：1）概念设计乃设计的基本原则。忽视概念设计或概念设计错误，后面的设计、施工及至使用、维修就会变得复杂、混乱，一不顺则百不顺。地下防水设计，主要是概念设计。概念正确，事半功倍。影响概念设计正确的重要因素，是业主以质量换低价，或者是对地下工程长期质量的重要性认识不足。2）构造设计包括主体防水及节点防水。①主体防水又分为结构自防水和附加防水。结构自防水是必须采用的；附加防水按工程的防水等级选用，附加防水也称 “其他防水层”，以柔性外防水为主；②节点防水主要包括施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管线、柱顶防水等，设计说明中的“构造作法”不能代替构造节点。节点防水也称“细部构造防水”，可按工程的防水等级和实际情况选用不同的防水措施。
构造设计很重要，但构造并非万能。把麻烦都留给构造去解决，乃是建筑设计行业中的一种坏习惯。况且，当前地下防水设计中，构造普遍粗略，节点普遍幼稚。造就这种坏习惯的原因很复杂，但最直接的原因却很简单：重形式，轻技术。根治的办法也很简单：尽快地、全面地推行责任赔偿制作。
3.结语
地下室的防水设计应该遵循：以防为主；防、排结合；截、堵为补的原则。以地下室工程结构、地形、地质及防水材料等为着眼点，充分考虑上述可能存在的因素。具体问题具体分析，真正使防水工程设计既符合设计规范要求，又有针对性，达到较理想的使用效果。
参考文献：
[1] 侯凯达. 如何防治地下结构渗水[J]. 山西建筑，2011（02）.
【关键词】防水材料的耐久性；适应性； 地下结构防水的可靠性
随着城市化进程的加快，城市建设的地下工程越来越大，越来越深，这是城市建筑大型化、高层化以及充分利用地下室空间带来的结果，然而地下室属于隐蔽工程，如果在今后使用过程中出现漏水现象，后果将不堪设想，因而地下室的防水工程就显得尤为重要和突出。
1 地下室防水设计目的和要求
1.1 建筑地下室防水工程的目的：1.确保地下水和滞留水不渗入室内，给予室内正常的使用环境。2.防水层的保护使地下水不能浸泡钢筋混凝土结构，从而确保建筑使用寿命。
1.2 地下室防水设计必须遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜、综合治理”的原则，努力达到防水可靠、经济合理的目的。在设计前应充分掌握地下工程准确详细的水文资料，确定设计最高地下水位标高，同时结合地质、地形、地下工程结构、防水材料供应及当地施工条件等全面研究地下工程防水方案。
1.3 独立式全地下室工程应做全封闭，附建式全地下室或半地下室防水设置，则应高出室外地平标高至±0.000m以上，卷材防水和涂膜防水层可在室外平坦处改用防水砂浆完成设防高度。
1.4 根据地下室最高水位标高确定地下工程的结构形式，保证防水效果。
1.5 地下室外防水层应有保护层，防止坚硬物体对防水层的破坏。
2 如何选择地下建筑防水选材是关键。
地下防水层长年浸泡在水中或十分潮湿的土壤中，防水材料需耐腐蚀、耐水性好，不易腐烂，并有一定抵抗扎刺能力，其厚度为6～8厚。当选用合成高分子卷材宜热焊合接缝。使用胶粘剂合缝者，其胶应耐水性优良。使用防水涂料应慎重，单独使用厚度2.5，与卷材复合使用厚度也要2厚。
地下室屋面顶作园林绿化。防水层上覆盖种植土种植花木，植物根系穿刺力很强，防水层除了耐腐蚀耐浸泡之外，还要具备抗穿刺能力，可选用聚乙烯土工膜、聚氯乙烯卷材，铅锡合金卷材、抗生根的改性沥青卷材。
地下室顶蓄水层面做浅景观水池。防水层长年浸泡在水里，要求防水材料耐水性好，可选用聚氨酯涂料、硅橡胶涂料、全盛高分子卷材、聚乙烯土工膜，铅锡金属卷材。
3 简述选材注意要点
3.1 混凝土自防水：
刚性防水被认为是永久的，用途广泛，可以代替其他防水材料。这是片面夸大自防水的功能，其实刚性自防水存在许多不好克服的弱点：
3.1.1 天然开采的砂石或人工破碎的砂石，都很难满足理想的级配要求，达不到理想抗渗的曲线。
3.1.2 砂、石、水泥、水的级配难以均匀 、准确，影响混凝土性能。
3.1.3 砂、石含泥量不能严格控制。
3.1.4 对掺加外加剂的认识不当，影响混凝土的收缩。
3.1.5 混凝土重在养护，但常养护不好。
3.1.6 施工振捣不均、过振、漏振时有发生。
3.1.7 混凝土中的钢筋阻碍石子运动，影响密实。
3.1.8 混凝土宜受到外界自然环境的影响，干燥收缩急剧变化，造成混凝土裂缝。
3.1.9 混凝土的徐变和碳化，降低其耐久性。
3.1.10 混凝土本身就是多孔体材料，不可能不透水，渗入孔隙中的水，大气中二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙等电解质溶液，在施工初期或在之后的时间里，触及电流时，钢筋锈蚀生锈膨胀，混凝土龟裂、剥离。
总之，采用钢筋混凝土自防水的想法虽好，但成功率低，许多难点不好克服。
3.2 卷材防水：
卷材防水的优点：施工方便、工期短、成形后不须养护、不受气温影响、环境污染小，层厚容易按设防计要求撑握，用材计算准确、施工的现场管理方便，不易被偷工减料，层厚均匀，空铺时能有效地克服基层应力。
卷材防水其弊端如：防水卷材在防水施工中当根据防水基层的形状而进行量体截衣，对于外形复杂的基层需多块拼接，相互搭接处的粘结难度较大，会产生漏水隐患；高档次的防水卷材具有几十年的耐用久性，但国内目前与之相匹配的粘结剂较少，导致的防水失去粘结功能；防水卷材在施工后的保护和漏水后的维修是难题，在外的防水层对外来的机械性损伤的预防十分重要，只有一处破损，整个与其相连贯层面的防水功能都将全部衰失。在处理沿沟等部位时，由于下水道堵塞等原因长期积水的可能性较大，其防水层的水密性不得有丝毫缺陷；沿沟形状复杂，过水洞、出水口等部位的密封难度较大；生活和生产废水的结聚，其有害成份加速卷材粘结材料的分解、老化、甚至失效，卷材防水成功低。综上所述，卷材防水的弊端并不等于是它的不治之症，我们提出来而且正视它，找到解决问题的方案；如获得高质量和耐久的粘结剂以解决粘结强度和粘结时效问题材，耐心细仔的施工以克服粘结密封问题，使用多道设防和与涂料防水层复合使用，以解决卷材的害怕穿剌问题和防水层的可靠性问题；再是权衡利弊实在不适合使用卷材时应大胆改用和涂料防水。
3.3 涂料防水：
涂料防水由于施工方便，厂家多，取材容易，部份防水涂料的生产设备相对简单，所以也是较早发展的防水材料，而且一直沿用不衰。
防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。
防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特别适合于各种复杂、不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加热熬制，既减少了环境污染，改善了劳动条件，又便于施工操作，加快了施工进度。此外，涂布的防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。但是，防水涂料须采用刷子或刮板等逐层涂刷（刮），故防水膜的厚度较难保持均匀一致。因此，防水涂料广泛适用于工业与民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。
涂料防水层在某种意义上来说它的产品仅仅是涂料，只有涂刷在基层上后，通过涂料本身的等比例物理、化学反应固结后才能生成防水层；部份防水涂料在固化过程中释放有害气体，对人体有害；有的防水材料需热熔施工，但场合不允许动用明火等；有的防水涂料一个防水层的完工需要多遍涂刷，每遍涂刷要有一定的间隔时间，防水层的最后完成时间较长，且在固化过程中将遇到许多不利因素的影响，影响防水层的性能。
防水涂料的施工过程中，现场管理十分重要，涂料防水由于其取材较易，部份防水材料的生产设备相对较简单，包装、调配可有随意性，因此偷工减料、粗制滥造，在管理疏忽的情况下将会有机可乘。涂料防水层的厚度一直是防水效果和耐久年限的关键，然而涂料防水层厚度不象卷材那样直观、均匀和可控性，它的厚度是根据施工时的涂布遍数决定的，除了涂布遍数外涂料本身的含固率就是成膜厚度的因素。冷固型防水涂料一般不含溶剂含固率高，单道也可达到厚度，溶剂型防水涂料要待溶剂挥发后成膜固结，要达到设计厚度往往需要多遍涂刷，并在下层未干前不得涂刷后一道。
3.4 防水砂浆：
防水砂浆性能优点十分显著，主要表现在以下几个方面：
3.4.1 良好的粘接性能；
3.4.2 施工方便，在潮湿基面、低温条件下可施工；
3.4.3 耐腐蚀，耐高温，耐低温，耐老化；
3.4.4 不变质，抗震裂，无毒，无害，无味，不污染环境；
3.4.5 如无人为和结构的破坏，可与建筑物同寿；
3.4.6 防水砂浆可直接在防水层上做各种饰面层。
防水砂浆性能缺点：
（1）厚度不易控制一致 ；
（2）难以承受结构的变化 ；
（3）如果仅涂一层，难以防水；
（4）仔细和专业的施工，是充分发挥性能的关键；
关键词：地下室；基础选型；超长；无缝设计；
Abstract：This project is Super High-rise Building，this paper introduces the design of the key questions：foundation pit supporting, analysis and design of foundation type selection, extra-long basement without temperature joints, can provide reference for similar engineering in the basement of design.
Key words：basement；selection of foundation type；super-long；seamless design
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
一、 工程概况
佛山依云天汇A21地块位于佛山市南海区中央商务区，项目主要功能为住宅，建筑用地面积30187m2，总建筑面积162087m2，其中地下建筑面积39146m2，地上建筑面积122941m2。地下2层（局部1层），地上由5栋45层（高度139.2m）的塔楼和1～2层沿街商铺组成。建筑效果图见图1。
本工程结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，抗震措施采用的设防烈度为7度。设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地，特征周期0.40s（取之安评报告）。基本风压采用100年重现期的风压，取0.6kN/m2，地面粗糙度类别为C类，属丙类建筑。
图1建筑全景
二、基坑支护方案
根据地质勘察报告，场地岩土按成因类型可分为人工填土、淤泥、淤泥质土、粉砂、细砂、中砂、残积土、全风化、强风化、中风化和微风化岩。场地基岩埋藏深度变化大，且岩石岩性及风化差异性明显，岩性纵向及横向上变化复杂，溶土洞也有发育。场地内地下水丰富。
业主出于销售方面的考虑，南面两栋塔楼及相关范围仅设置一层地下室，开挖深度约5.6m；其余为二层地下室，开挖深度约9.4m。因此, 高低层地下室施工期间的安全，成为本基坑支护工程的重点，而其关键又在于变形控制及基坑止水。综合地质、环境条件及基坑开挖深度，本工程一层地下室范围采用“喷锚支护”结构，双排水泥土深层搅拌桩做为止水帷幕。二层地下室范围采用“旋挖灌注桩+一道（局部二道）预应力锚索”支护结构，采用双管旋喷桩桩间止水。其优点是整体刚度较强，对基坑变形易于控制，变形量较小。一、二层地下室高差处采用四排重力式深层水泥土搅拌桩挡墙进行支护；搅拌桩桩径550mm，间距为400 mm×400mm，相互咬合150mm，保证截水严密，力求基坑降水、开挖时不漏水，不漏砂。
三、基础设计
根据广东佛山地质工程勘察院提供的《招商地产依云天汇项目A21地块岩土工程勘察报告》，本工程场地存在以下不良地质作用：
1）本场地位于佛山沉降区，基岩岩性种类较多，风化程度差异大，微风化基岩强度变化大，存在破碎带或断裂构造。基岩的稳定性较差。
2）场地内强、中、微风化带基岩变化复杂，软硬相间，且溶土洞局部发育。地基强度的均匀性较差。
3）场地内部分地段发育双层的淤泥质土，场地内砂土的液化等级为轻微～中等。属抗震不利地段。
鉴于以上不利因素，基础型式的选择至关重要。
1.塔楼基础选型及设计
地质资料提示，北部多处钻至70多米深仍未进入连续的中、微风化层；中、南部个别钻孔也无连续的微风化层，且大部分钻孔取芯率低，中风化岩呈碎块状。本工程为超高层建筑，柱底轴力较大，基础的选择，除满足地基承载力（稳定性）和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。应业主要求，我们选取了二个方案进行对比分析。
1.1 方案一：刚性桩复合地基筏板基础
设计思路：该方案是充分利用场地上部的全风化或强风化岩层，通过深层搅拌桩改良浅层不良土质，然后采用旋挖灌注桩进行地基处理，从而形成承载力较高的复合地基。
本工程地下室底板主要位于粉砂或细砂层中（部分为淤泥），地基承载力特征值fak=120kPa，且其下存在淤泥层。本工程塔楼地基反力≈700kPa，远大于粉砂或细砂层的承载力，采用大直径刚性桩复合基础，能大幅度提高地基承载力。具体做法为：先用Ø500水泥搅拌桩对上部淤泥进行处理，单桩承载力特征值为130kN，桩距600×600mm，桩端穿越淤泥层到达其下的残积土，桩长约8m，处理后的地基承载力能提高到350kPa。然后施工Ø1000旋挖灌注桩，桩距2.5m×2.5m，持力层为全风化、强风化岩层，桩长约15m。这种组合，能形成承载力为750～800kPa的刚性桩复合地基。筏板2000mm厚，通过0.25m厚的褥垫层支承于刚性复合地基上。如图2所示。
图2深层搅拌桩+刚性桩复合地基筏板基础平面图
1.2 方案二：大直径灌注桩基础
该方案为常规桩基础，桩端持力层为完整的中、微风化岩层，局部为强风化。此方案由于桩端持力层埋藏深度较大，上部荷载大，因此桩长较长且承台厚度较大，整个基础的混凝土和钢筋用量稍大。如图3所示。
图3灌注桩基础平面布置图
针对上述两种基础方案进行经济分析对比，结果如下表1所示。
基础方案经济对比分析表表1
注：上表造价不包措施及税金等费用。
从上表可以看出，方案二比方案一造价高15%左右。但由于方案一属于地基处理，桩身需达到设计强度、检测合格后方可进行下一道工序的施工，工期相对较长，业主最终选择了方案二。
经多次对比优化后，本工程塔楼采用旋挖钻孔灌注桩基础，桩径为1400，1600mm两种，桩端持力层为强风化岩～微风化岩。桩施工前，均在每根桩位布置了超前钻，以更好地了解桩端基岩的强度及完整性，并作为施工桩长的依据。根据施工单位提供的施工记录，本工程的实际有效桩长为37～60m，跟超前钻的结果比较吻合。
为了减少场地岩性变化大、砂土液化等不利因素造成的影响，采取了以下措施：
1）核心筒采用筏形承台来协调变形，并根据上部荷载的情况，采用不同直径的桩来协同受力。
2）适当加大承台的厚度。
3）桩身螺旋箍的加密段穿越液化层。
2．塔楼外基础选型和设计
塔楼范围外为纯地下室或1～2层的沿街商铺，上部结构荷载较小。由于地下水位较高，结构自重不能平衡水浮力，需进行抗浮设计。经与灌注桩基础对比后，最终采用了高强预应力混凝土管桩基础。通过调整桩的合理布置，既满足抗压的要求，又同时满足抗浮的要求。
本工程管桩桩径500mm，桩端持力层为强风化岩。单桩竖向抗压承载力特征值Ra=2000kN，单桩竖向抗拔承载力特征值Rta=450kN，有效桩长约9～25m。
四、超长地下室无缝结构设计
本工程地下室平面形状为矩形，长262.8m，宽87.1m，属超长结构。考虑到对建筑使用功能的影响和防水的要求，业主明确要求不设永久缝。但这个长度远远超过《混凝土结构规范》GB 50010规定的不设伸缩缝最大间距的限值。超长地下室不分缝，在施工或使用期间有可能产生温度裂缝或收缩裂缝。但考虑到地下室温差变化不是很大，最终不设缝。为了防止地下室开裂，保证正常使用，除采取材料措施、施工措施和设置后浇带后，本工程还采取了如下处理方法：
1）采用预应力技术
根据大量工程实际经验，首层楼板对温度变化是最敏感的。本工程地下室顶板室外部分采用框架梁+大板结构（板厚350m）的楼盖形式。为更好地解决首层楼板因温度应力引起的开裂，在楼板中沿纵横两个方向设置一束构造预应力筋。预应力筋是抗裂用，主要用于减少温度应力，以保证楼板在使用期间不出现裂缝。预应力筋采用后张有粘结法，预留孔采用镀锌波纹扁管，预应力筋设于楼板的半高处，直线型布置，间距1m。预应力筋采用φs15.2高强低松弛钢铰线，其抗拉强度标准值fptk=1860MPa。预应力筋的张拉控制应力σcon=0.75fptk=1395MPa。板中预应力筋的张拉工作在后浇带（利用后浇带分段施工成连续预应力线）混凝土达到设计强度的80%后方可进行。这种做法已在多个工程项目中应用，效果较好。
2）设置变形凹槽
根据以往经验，地下室侧壁的开裂一般都是不规则的。变形凹槽就是利用热胀冷缩原理，有目的地使裂缝在变形凹槽处产生，以便排水和堵漏修复。本工程在底板、负一层和地下室侧壁的中间位置设置了一道1m宽的变形凹槽，如图4所示。该变形凹槽的设置，能让混凝土结构较充分地变形，减小结构内的应力。即使开裂，也是有规律的，即在变形凹槽处，方便修补。
五、结语
地下室的结构设计，特别是基础的选型和设计，必须根据工程的实际情况，综合经济性和施工工期，精心设计，不断优化，使项目达到安全经济、施工便利、节约工期的目的。
图4变形凹槽示意图
关键词：建筑；人防地下室；给排水；设计
近几年来，随着我国经济及社会的发展，人防地下室平时大都数被作为商场或车库使用，只有在发生大型战争时才会作为人员的掩蔽所使用，作为战时人员的掩蔽工程，需结合战争大背景下掩蔽人员的需要，进行合理高效的给排水工程设计。鉴于给排水工程的重要地位及作用，人防地下室给水、排水以及消防等的设计就显得尤为重要，对未来的国防安全等有着很重要的现实意义。
一、 人防地下室给排水设计的概念
作为建筑给排水系统施工的重点项目，人防地下室给排水设计在建筑设计中占有极其重要的位置。高层建筑在设计施工的时候都会设置1～2层的地下空间，用来作存货仓库或者是停车场，这就要求建筑设计者在设计时-要结合我国现阶段地下室的结构功能，对人防地下室的防水防震功能要求应有针对性的设计，在精心设计提高其结构质量的同时要对其结构功能进行进一步的完善，满足当前发展的功能需求，所以，这就要求设计者在进行人防地下室结构设计时要将设计的重心转移到给排水设计上，避免给排水设计对地下室结构造成影响，确保其功能的完整性。
二、人防地下室给排水设计分析
（一）地下室的给水设计
近年来，在人防地下室的使用及演变过程中，对其给水的设计，要结合原始的使用功能，严格按战时标准设计， 这就要求人防地下室的给水设计要满足所掩蔽人员的日常生活需求，在此基础上，也要满足战后清理人防地下室过程中的冲洗需求。在设计的过程中，也要考虑到人防地下室内部设备和现状，为了满足战时掩蔽人员的饮用水、生活用水以及人员洗消用水和口部洗消用水的需求，要根据实际情况设计贮水箱，并使用水量达到《人民防空地下室设计规范》里的需求标准，而且对于饮用水、生活用水可在贮水箱上设取水龙头，供人员使用，或装置相应的洗漱用水装置，增大给水管道的供水泵流量进行战时的日常用水使用。此外，要结合战后撤出人防地下室后对污染房间的冲洗需要，在染毒区域设冲洗龙头及简易洗消间中设1-2个洗脸盆并设供水泵加压供水，设计相应的贮水箱，通过使用皮带水龙头抽取贮水箱的水进行出入口的冲洗。根据战时的用水需求，对战时用水量的计算是人防地下室设计的重点，下表是战时人员掩蔽用水量统计[1]：
另外，如设有电站时也应考虑电站的用水，移动电站的冷却水用水量设计为2m3，洗消用水可由贴临的人员掩蔽部供给，或独立设置。通过上述设计，满足了人防地下室的用水，做到了合理的给水设计，
（二）人防地下室的排水设计
作为人防地下室给水设备的配套设备，排水系统应该是单独设计的，地上建筑的生活污水管、雨水管、燃气管不得进入人防地下室。也就是与建筑物上部用水的不同，人防地下室排水系统具有战时污水排放以及战后染毒房间及通道冲洗废水排放等，这也就决定了其上部建筑的排水系统不允许穿过地下室的人防区域。在实际的设计及建造中，应将人防地下室清洁区的污水设污水池及排水管独立排出，染毒区的洗消废水设染毒水池及排水泵独立排出。地上建筑的排水应在人防地下室的顶板上设覆土层或管沟敷设排水管，将污水排至室外。在管材的选择方面，应根据敷设区域的不同，按规范要求选择抗震效果较好的水管。
以一个人防地下室的二等人员掩蔽部排水设计为例，此工程的设计时，战时排水可利用平时集水井以及排水管道排出，根据平时及战时流量和扬程的要求合理的选择污水泵，做到平战结合。人防地下室各战时出入口防护密闭门外的通道内、竖井及防毒通道和密闭通道内设置有染毒水池，并在其他染毒房间设防爆波地漏接至防毒通道和密闭通道的染毒水池，方便排出染毒污水。战后排污过程中，设计有移动式潜污泵等装置排出废水 [2]。
（三）人防地下室的消防设计
当前的人防地下室大多被当做车库使用，基于此现状，设计相应的消防系统势必不可少的，要确保所设计及建造的消防系统能实现发生火灾时自动喷水的需要，进行设计时，要考虑到，人防地下室消防系统可连接上部建筑消防系统，形成两者的共用。为了方便简易操作，可连接安装阀门控制进行二者的转换，满足当前人们生产生活对建筑人防地下室消防方面的需求。与此同时，要考虑到空间密实的情况，和密闭造成的室内烟气大雾温度高情况，所以，要将给排水工程所用的消防水箱水池以及消防泵与地面消防设施进行共用合用，并在人防地下室外墙或顶板有消防管道穿过的地方采取防护密闭措施。
（四）平战结合要求的设计
人防地下室在不同时期的作用是不同的，基于此，要考虑平战结合的原则，针对不同时期的应用进行综合设计。在设计时，给排水管道的位置应在混凝土浇筑之前预留孔道，为了保证人防地下室的整体性和密闭性，不得进行管道二次安装，上部建筑的燃气管以及雨水管等不能进入防空地下室，遇到必须要穿过的情况，其公称直径不宜大于150mm。为了方便战时能及时封堵日常用的给排水管道，穿人防地下室的围护结构，应设防护阀门，防护阀门采用压力不小于1.0MPa，阀芯为不锈钢或铜材质的闸阀或截止阀。临战时关闭，以供战时需要。
（五）给排水系统管材和连接
首先，在给水管的选择方面，应选用内壁衬塑的钢塑复合管，并采用防腐处理的机制排水铸铁管用于围护结构以内的重力排水管。同时，在敷设结构底板时应采用热镀锌钢管，另外，对于集水池的通气管，则应选用热镀锌钢管；其次，当管道穿越人防围护结构时，应在围护结构内侧设置相应的防护阀门，对大于100mm的给水管直径用卡箍接口进行连接，小于100mm的则选择丝扣连接；此外，在设计时，要注意到人防地下室围护结构的内侧设置的防护阀门，其阀门近端面的距离墙应不大于200mm，并安装在穿墙或顶板的管道上，确保人防地下室的安全维护的进行[3]。
三、结束语：
综上所述，基于人防地下室的特殊性，在给排水设计的过程中要充分考虑到人防地下室的给水、排水以及相应的消防设计，并结合当前社会的发展现状，进行其平战结合要求的设计，在材料选择方面严格把关，因地制宜进行设计，满足当前发展的需求。
参考文献：
[1]梁勇明.人防地下室给排水设计要点分析[J].工程建设与设计，2011，03：76-78.
关键词：高层建筑； 地下室； 优化设计
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
引言
随着我国经济的腾飞发展，城市化进程加快，城市建筑中高层建筑如雨后春笋般涌现，其中高层建筑地下室作为高层建筑的基础,显得尤为重要，可是地下室的设计如何优化，如何提高地下室的建筑设计水平是一个重大问题。
1.我国高层建筑地下室结构设计中存在的问题
1.1 地下室作为高层建筑的基底，荷载问题是最重要的问题，这是高层建筑地下室优化设计的核心问题和最基本要求。一个建筑无论多么华美，地下室的荷载问题是最重要的，没有一个坚实的地基，多么美轮美奂的建筑也只是一纸空墙。高层建筑的地下室荷载较大，包括：核暴动荷载、土压力和水压力、建筑物的重量荷载以及地下室本身重量荷载。所以说地下室是整个建筑的核心。
1.2高层建筑地下室的平面设计也是地下室的一大卖点，地下室位置的特殊性要求地下室的平面设计必须在满足用户生活需求之上满足设计的合理性要求。当今建筑行业对地下室关注度不够，地下室的平面设计趋于统一化，没有新意与特殊点，很难激发用户的购买欲。
1.3 地下室的外墙设计关乎到建筑底部的稳定性，地下室外墙的厚度很难界定，在必须厚于侧墙的基础上，多少厚度可以刚好满足建筑稳定性需求，还可以最少占用空间，这也是地下室优化设计的难点。其次，对于地下室外墙的钢筋配置问题与外墙的荷载问题也必须考虑在内。在考虑钢筋配置时要与荷载问题相结合，这两部分必须细细考量，否则容易出现外墙竖向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墙的水平分布筋过多的现象。
1.4高层建筑地下室的荷载问题除了外墙与内承重柱与内承重墙之外，顶板与底板也很重要。地下室顶板作为高层建筑上部结构的一个水平约束支柱，其厚度都有一定的要求，只有顶板的刚度足够才能有足够的约束力。地下室的底板设计也需要多方面考虑，在满足受力等级的基础上还要保证防渗工作的进行。现在许多建筑商为了降低成本，私自降低顶板与底板的厚度要求，导致高层建筑的防渗工作进行艰难。
1.5在2008汶川地震后，高层建筑对抗震设计提出了更高等的要求。地下室的抗震等级必须与整体建筑保持一致，才能在灾难来临之际更好的保障用户的生命财产安全。由于地震发生的特殊区域性，有些内陆地区很难发生地震，即使发生地震等级也十分低，这便使许多建筑商在高层建筑的抗震设计上偷工减料，这是一种极其不负责任的行为。这种行为危害着人民群众的生命财产安全，一旦发生问题后果不堪设想。
1.6地下室作为高层建筑的最底层，必须保证各种管道的畅通，其中防渗问题及其重要。近些年来的高层建筑地下防渗工作不到位，一旦出现暴雨或者管道泄漏事故，地下室的情况尤为糟糕，使得许多地下室难以满足使用要求。
2.面对高层地下室设计问题的具体优化措施
2.1保证地下室的荷载
地下室的荷载重要性不言而喻，保证地下室的荷载就是保证了整个建筑的安全。必须综合考量梁柱的变形能力与配筋率和配箍特征值等重要因素,同时根据约束混凝土的本构关系,确定了梁的塑性铰转能力与纵筋配筋率和配箍特征值。在最好的设计下，满足钢筋的应用比率，增强高层建筑的荷载。
2.2增强地下室平面设计的多样性
对于用户来说地下室的看点就是地下室的平面设计，地下室在整个竞争市场中占据着越来越重要的地位，平面设计是吸引住户眼球的重点。只有保证地下室的平面设计人性化，合理化才能让用户感受到地下室的实惠。此外，在平面设计中还必须考虑到各种建材的分配和整个大楼的承重问题，要选择最佳方案让用户体会到地下室设计的独特性，还要满足地下室在整个建筑中的各项要求。
2.3合理设计地下室的外墙厚度
地下室的外墙是地下室承重的重点，只有外墙承重足够，才能保证整个地下室的荷载。外墙厚度一直是地下室设计中的难点，首先要对进行多次试验，得出测试静止土压力系数，这是对外墙设计的基本保障。其次，要结合试验得出数据，考虑侧墙厚度、水平荷载、竖向荷载等条件，综合评定外墙厚度。
2.4坚决按照相关规定设计顶板与底板的厚度
在《建筑抗震设计规范》明确规定地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，其厚度要大于180mm，而且对混凝土的刚度等级、板的配筋率、楼层侧向的强度等都有具体的要求，并且浇灌时要用现浇梁板结构，同时还要求地下室顶板若有洞口不能过大。同时如果底板较薄，用砂石是难以保证安全系数的，底板厚度不够而仅凭砂垫层加强承载力，这一定会会带来潜在的危险，一旦建筑年久失修很容易发生坍塌事件。
2.5综合提升建筑的抗震指数
提高抗震性能要从多方面考虑，其中为了提高抗震性能，顶板必须做上部结构的嵌固部位，同时避免出现地下室顶板为无梁楼盖和顶板内外板标高超过梁高变化引起错层这两种情况。如何注意结构抗震缝与抗震指数是分不开的，必须结合相关资料与实验数据确定结构抗震指数，使得结构抗震缝满足相关要求，不能因为地震的发生区域问题而偷工减料。高层建筑地下室的抗震工作必须落到实处，这不仅可对整个大楼的稳定性有很大提高，同时也可以防止自然灾害来临时发生巨大的生命财产损失。
2.6合理设计地下室防渗工程
地下室的防渗工作切实关乎到用户的利益，一旦出现渗水事故，地下室苦不堪言，这不仅是对整个建筑的安全威胁，也对整个集团的信誉产生影响。提高建筑的防渗水平，就必须提高钢筋的抗拉能力，同时要合理设计各种排水管道，最大限度上降低渗水事故的发生。其次，要合理设计防渗工程，在最小的能耗前提下避免渗透事故的发生，保证用户的安全与利益，提升用户体验，增强集团信誉。
3.结语
高层建筑及时解决了中国城市人口住房紧张问题，加快了我国城市化进程，但是随着地下室使用频率越来越高，地下室的设计问题不可小觑，它决定着整个建筑的安全性与稳定性，这不仅是对整个高层建筑负责，也是对地下室的用户负责，所以高层建筑地下室的优化设计必须提上高层建筑优化的进程。
参考文献：
［1］ 吴彩霞． 高层建筑工程结构设计问题分析［J］． 中华民居，2012( 6) : 880．
小区地下室人防工程是指结合地面建筑修建的战时用于保障人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护的地下室。本研究根据人防工程设计中经常出现的一些问题，浅析福州某小区地下室人防工程的设计要点，为将来相关的人防工程设计提供理论依据和借鉴作用。
关键词:
小区；地下室；人防工程
所谓小区地下室人防工程，是指结合地面建筑修建的战时用于保障人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护的地下室。住宅小区地下室人防工程建筑设计需要遵循平战结合，不仅要求在战时能够有效的保护住宅小区内的居民的安全，还需考虑到平时的使用要求，力求安全、合理、适用、经济，因此地下室人防工程设计应该考虑周全［1］。本研究将对住宅小区地下室人防工程设计进行浅析，为将来相关的人防工程建设提供一定的参考。
1项目概况
某住宅小区位于福州市鼓楼区，总用地面积85654m2，其中地下面积为70278m2(人防部分面积为57151m2)，共分为A、B、C三区进行建设，A、B两区规划A1－A10、B1－B10，共16栋(无A4、B4)31－39层的板式高层建筑，C区为3栋14－31层板式高层。本项目的人防部分位于小区地下，平时为地下车库，由6个防护单元组成，抗力等级为甲类核6常6级，防化等级为丙级。
2地下室人防工程建设设计基本原则
2．1地下地上统筹考虑原则小区人防地下室建设应与城市建设相结合，综合考虑、统筹安排地上、地下建筑，确保该人防地下室在能够完成战时赋予的各项任务外，而且符合城市建设的总体规划要求。地下地上建设遵循“三统一”原则，即“统一规划、统一设计、统一施工”。
2．2避开管线和地下构筑物原则设计小区防空地下室前，需要对地下各种埋设的管线及地下构筑物进行勘察，尽可能避开这些管线和构筑物，此外，不允许非本项目所需的一切管线穿越人防工程的围护结构。上部小区的生活污水管、雨水管、燃气管不得进入地下室，若不得已情况下，在做好防护密闭措施的前提下，仅允许公称直径小于等于150mm的管道穿过。
2．3考虑上层建筑原则目前大部分住宅小区都是多层或高层建筑，这会在一定程度上削弱战时的各种破坏因素，但是又极易发生火灾，产生高温以及有害气体，因此在设计人防地下室时需要综合考虑地面建筑的影响，做到经济、适用。
2．4面积匹配原则人防地下室的面积一般宜与地面建筑的底层面积相同，且地下室的内外墙、柱等承重结构尽可能要与地面建筑物的承重结构相对应。
2．5平战转换原则平战转换是人防地下室与一般地下室最大的功能区别，因此在设计时需要充分考虑平战时人防地下室的功能要求，如果功能不一致时，则需要配套平战功能转换措施。
3地下室人防建筑设计要点
3．1人防地下室室外出入口设计人防地下室的每个防护单元应设计≥2个出入口，其中至少有一个是阶梯式或坡道式外出入口。战时使用的出入口需设在室外，且宜设在地面建筑的倒塌范围外［2，3］。本人防地下室共设10个防护单元，设计20个出入口，其中10个是阶梯式的外出入口，且设在0．5倍建筑高度外，采用钢筋混凝土人防门，室外出入口通道的长度为5m，其临空墙为≥250mm的钢筋混凝土墙。此外，在出入口位置设计相应的防雨、防地表水措施。
3．2防护单元主体设计防护单元主体设计包括室内出入口、单元之前的隔墙处理、单元的室内顶板、防护单元与非人防部分的衔接处理等的设计。*室内出入口设计根据相关规范要求，5级以上的人防地下室出入口应进行拐弯设计，但如果存在90°的拐弯时，则内通道的最小长度和室内出口临空墙最小防护厚度需要根据相关规范要求进行设计［4］。本项目室内出入口均具有一个90°拐弯，采用钢筋混凝土门，室内出入口内通道的长度为2m，临空墙采用250mm的钢筋混凝土墙。*单元之间的隔墙处理人防地下室的不同的防护单元体之间设置防护密闭隔墙，本项目在隔墙两侧上均设有防护密闭门。其中，清洁区与染毒区的密闭隔墙要求最高，隔墙采用200mm厚度的整体浇筑的钢筋混凝土墙，且在染毒区墙面还用水泥砂浆抹光。*单元的室内顶板设计根据规范要求，室内顶板未进行抹灰，为了便于清洗，在密闭通道、防毒通道、洗消间、滤毒室、扩散室以及战时易染毒的通道和房间的顶面进行平整光洁处理。由于条件的限制，小区部分管线穿过了地下室顶板，因此在顶板上方设置了管道层。*防护单元与非人防部分的非衔接处理本项目人防单元与非人防部分采用200mm厚度的整体浇筑的钢筋混凝土墙隔断。在地下室汽车通道处采用人防平时出入口钢筋砼预制梁封堵路口，共设置8个连通口。
3．3防护功能平站转换相关规范要求平战结合的人防地下室不仅要满足战时的防护和使用要求，还需满足平时的使用要求。由于平时本项目地下室为地下停车库，与战时的防护功能不一致，因此设计了相应的防护功能平战转换措施。临战前，对出入口进行封堵，中间位置设置隔墙。平战转换在临战前进行，封堵的材料、构建放置在洞门附近位置。
3．4通风口、水电口本项目在室外独立设置了柴油机发电机组的排烟口、室内进风口、排风口。室外进风口设置在排风口和柴油机排烟口的上风侧。进、排风口的水平距离为11m，进风口与柴油机的排烟口水平距离为16m，并设置消波设施。
3．5内部装修人防地下室的室内装修要求构造简单、易于检修、坚固，且灯光、饰面、色彩等材料的使用要能够助于地下室空间环境的改善。因此，本项目采用能满足防潮、防腐、防火、抗震的耐用、轻质材料进行装修。
4结束语
本研究通过分析住宅小区人防工程建筑设计的一般原则，基于福州某小区的人防地下室的设计案例，浅析人防工程地下室建筑设计要点。综上所述，我们发现人防地下室建筑设计不仅要考虑普通地下室的设计要点，还需结合城市建设规划，综合考虑战时和平时功能需求，确保人防地下室的建筑设计完善，力求项目建设的经济、适用、合理。
参考文献
［1］郑玉红，王权山，牛志伏．人民防空地下室建筑设计要点探讨［J］．邮电设计技术，2011，8:84．
［2］潘国贵．地下室人防建筑设计要点探究［J］．建筑，2015，9:74－75．
［4］何宝珊．地下室人防建筑设计要点探究［J］．城市建筑，2013，12:30．
【关键词】建筑工程；地下室；结构设计；措施分析
由于专业要求高、设计难度大，地下室的造价会相对较高。建筑单位应该适当增加该结构所使用的资金数量，完善其结构设计，提高抗震性能、抗渗性能、抗浮性能和抗水性能，在提高土地资源利用效果的同时，保证建筑物整体的安全性和稳定性，发挥地下室部分的真正作用。
一、建筑工程地下室结构设计难点分析
（一）抗震结构设计
在地震多发地带和地质条件较为复杂的区域，抗震设计是至关重要的，地下室的抗震性能与建筑物整体结构的安全性有着直接的联系，因此需要结合相应的技术进行合理的规划。①需要加长地下室的深埋结构，时期大于地下室外墙的高度，这样能够增加地下室的整体稳定性，提高抗震效果。②地下室的顶板属于上端结构嵌固，地下室的抗震等级应该与地上部分保持一致，这样能够避免地震发生时产生结构分层或者断裂的情况，例如，若地上结构的抗震等级是3级，那么地下室结构的抗震等级也应该是3级。
（二）抗渗抗浮设计
雨季或者降雨天气内施工，地下室会存留一定量的雨水，因此必须结合抗浮设计，将地下部分和裙房部位作为主要部位，避免地下室雨水渗漏，影响其使用功能。抗浮抗渗设计主要包括以下几点：①将基坑底的标高尽量抬高，在保证结构稳定的情况下，达到更好的抗浮效果。一些高层建筑的地下室基础底板应该采用质量更加稳定、防渗性能更好的平板筏板或者梁板筏板。②使用无梁楼盖或者宽扁梁，减少地下室结构所承受的压力，延长其使用年限。③增大地下室的自重，增设梁板，或者按照分结构设计的原则，增加整体结构的承压能力。④设计抗拔桩，按照要求将其放置在合理的位置上，发挥其抗浮能力。
（三）超长结构设计
在现在的建筑结构中，经常出现地下室结构设计超长的情况，40m～50m为常见结构。然而，地下室结构过长会对地下室的质量造成不利的影响。结构过长将扩大周围环境对于地下室造成的压力和约束程度，极易产生墙体或平板裂缝，影响地下结构的承载能力，出现安全隐患。
（四）管线布设
日常生活生产离不开市政管线，市政管线布置在建筑物的地下结构中，或单独敷设，或以综合管廊的形式布置在地下室。管线布置的位置将对地下室的人防、车库等结构设计造成一定的影响，需要考虑管线布设问题，合理布置管线，以达到地下空间的最有效利用。
（五）防水设计
我国大部分地区夏季均降雨量较大，为了保证地下室部分的防水性能，应该在设计之初，对当地的气象环境进行详细调查，明确年平均降雨量，方便制定防水层层数。选择防水材料时，应做好市场调查，在能力范围之内，选择质量高、防水性能好的卷材，延长材料的实际使用年限，避免出现防水失效、地下室雨水入侵的现象。另外，除了x用防水混凝土，还应该适当增加混凝土壁的厚度和高度，完善相应的防水设计。当前，很多商场和住宅楼地下室均为停车场，因此在进行设计时还要考虑到其应用功能，做好积水排放设计，提高称重台的质量等级，完善积水抗的节点设计。
二、建筑工程地下室结构设计难点应对
（一）规范地下室抗震设计
一方面，地下室的抗震等级要与建筑物地上部分抗震等级相一致，保证建筑的系统性和整体性。同时，根据建筑结构的总体设计适当对于地下室的墙壁进行加固，以达到预期的抗震等级。另一方面，对于地下室顶板的抗震性能进行加强，需要在完成顶板施工时对地下室的抗震等级进行进一步的测验，防止顶板嵌固出现损害。一般顶板的抗震等级应设计在三层以上，以保证上部结构的稳定性。
（二）加强地下室抗渗抗浮设计
建筑工程地下室结构的抗渗、抗浮设计对于保证建筑的整体质量和安全具有重要作用。一方面，在建筑条件允许的情况下，可以采用适当的提升基坑底部标高的方式来提升建筑结构的抗浮性能；一方面，可以通过无梁楼盖、宽扁梁两种梁的形式，降低地下室高度，达到抗浮水位的下降，提升地下室结构的抗渗抗浮性能；另一方面，还可以通过使用抗拔桩以及灌浆方式，加强地下室的稳定性。
（三）缓解超长结构压力
地下室结构过长时，容易因外部压力产生裂缝。在遇到地下室结构过长的情况时。需要采取适当的手段来缓解外界压力，保证结构的稳定安全。可以采用后浇带形式保护钢筋，依照钢筋性能及施工平台适当调正后浇带的宽度以达到最有效的保护；在混凝土浇灌过程中，可以通过物理手段，添加uEA、HEA等膨胀剂，或设置膨胀带等方式，提升钢筋混凝土结构的抗压及抗拉能力，达到防止裂缝产生的效果；另外，在地下室施工过程中，需要按照相关标准规范选择钢筋型号，同时在施工最后阶段对混凝土进行过养护，保证钢筋混凝土结构抗压抗拉性能的发挥。
（四）综合规划管线
在地下室结构设计阶段，需要充分考虑市政管网进线方向（综合管廊走向）、布置要求，对于地下室的设备用房、景观大树等结构布置的影响，在地下室结构设计初期对管线布置进行合理规划，保证各管线布置能够优化地下空间结构，同时符合个管线的规范要求，如给水市政分区管道应布置在地下车库，保证景观施工不受影响，同时此类加压管道不应从车库穿出经过室外进人楼内；地下室管线出墙面高度应与景观标高相对应，保证覆土厚度；所有管线不允许从防火卷帘上方穿过，保证地下室防火系统的效率。
三、结论
综上所述，由于我国地上空间资源的不足，地下空间资源的利用开始引起更大的关注，地下室作为可利用的地下空间的一部分，更需要进行科学合理的设计，设置车库、备用房间、地下浴室等结构，充分考虑通风、采光等要求，有效提升地下空间的使用率及实用性。
参考文献：
[1]孙迪.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国新技术新产品，2016，02（11）：98～99.
[2]曾钟亮.关于建筑工程地下室结构设计的相关探讨[J].建材与装饰，2016，07（08）：84～85.
关键词：建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计；地下结构防水
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。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，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热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。
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）地下结构防水设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计；（5）地下结构防水设计
二、建筑工程地下室结构优化设计
（一）结构平面设计
在高层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。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、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，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，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，若高层建筑采光通风井位置设计不当，不能满足高层建筑的埋深要求。
（二）抗震设计
一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反 GB50011-2010第7.1.2条。若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。
（三）地下室抗浮、抗渗设计
一般来讲，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，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。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）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。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。实际设计时，在外墙的配筋计算中，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。因此，在计算地下室外墙的配筋时，要根据实际情况加减配筋。
（五）地下结构防水设计
地下防水工程是决定地下工程能否正常使用的关键。地下工程防水的形式大体可归纳为三种类型:其一是从围岩、结构和附加防水层着手,拒水于工程之外,采取种种办法,千方百计的不使水进入工程之内,称之为水密型。其二是从疏水、泄水着手,将地下水有意识的导入工程内边的排水系统,使之不施虐于结构本身,称之为泄水型或引流自排型。其三是两者结合,在同一工程中既有泄水的一面,又有水密的另一面,称之为混合型。对于具体工程,选用何种型式,则需根据水文地质条件、周围地形地貌、工程性质、施工方法以及造价高低来确定。
三、结语
高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。
参考文献
[1]地下工程防水技术规程（GB50108-2008）[S]．
