摘要：建筑工程地下室设计对建筑整体而言是重要组成部分，也是一项专业性非常强的工作，同时涉及到的工序以及领域也是非常多的，一旦设计中出现不合理之处，会给后期使用留下安全隐患。本文针对建筑工程地下室结构设计的难点及方法，首先分析地下室结构设计，然后再对地下室康震设计进行了分析，最后对地下室抗浮、抗渗设计进行了分析。
关键词：建筑工程；地下室结构设计；分析与探讨
改革开放以来，我国的经济得到了快速的发展，建筑物数量的增加导致可供使用的土地面积减少，制约了建筑行业的发展。而建筑工程的出现，不仅很大程度的缓解了我国城市用地的压力，也大大的提高了百姓的生活水平。近年来，在我国城市的设计中，经常伴随着各种地下车库以及地下室的设计，这些工程为了充分的利用建筑空间，以及相关的成本费用，从而深埋了地基，增强了建筑的抗震性能等。
1.地下室结构设计难点
随着高层建筑的不断出现，建筑层数也在随之增加，对地下室设计带来了新的挑战。周边的地理环境的多样性及地质结构的复杂，决定了地下室结构设计时的复杂性。除此之外，在设计地下室结构时还要将通风、采光、实际的使用纳入考虑的范围。这些都是地下室结构设计与其他建筑物相比会遇到的难处。
2.地下室结构设计分析
2.1地下室顶部设计
地下室顶部作为上部嵌固的部分要在设计一开始就进行。顶板作为建筑上部结构的水平支座，其刚度越大越好，顶板厚度不能太薄，顶板用现浇方式，厚底大于180毫米以上，才能有足够的承压能力。设计时采用剪切的刚度比，以确保地下室结构与相邻上层楼层侧向刚度比值。具体设计时，可以引入SATWE软件，以方便进行调整。如果设置景观的地下室顶板，覆土时要考虑土的厚度是建立在设备管线和保护层基础上的，除了考虑覆土的厚度，还要控制覆土的重量，5kn/㎡最适宜楼板的荷载力[1]。梁板式楼盖、空心式楼盖是常用的顶板形式，地下室顶板采用梁板结构，这样可以增大地下室的净空。
2.2地下室外墙结构设计
整个建筑项目地下结构设计的关键是地下室外墙的设计，它对整个建筑工程地下室结构的合理性影响十分重要。水，土压力因素都是需要综合考虑到设计中的，而且外墙的抗裂性能是需要用这些因素来进行验算的。在设计时，要将结构自重、地面堆侧向土压力等因素考虑在内，主要从下面几个方面来进行科学合理的设计：
（1）荷载
地下室的外墙在整体的荷载中占着非常重要的地位，承受的载荷有水平载荷以及建筑主体和地下室楼盖的传重与自重的竖向载荷。其中水平载荷包括地下水侧向压力以及侧向的土压力。一般而言地震以及竖向压力是不会起到控制作用的，这整个过程中要特别注意水平载荷，当水平载荷与墙面垂直时，会产生弯矩[2]。
（2）地下室外墙截面的设计
由土压力引起的效应是永久的荷载效应。地下室的外墙承受的压力是适合取静止土压力，而静止土压力是由试验来确定的。当试验条件不合适时，黏性土可以取0.5到0.7，沙土可以取0.34到0.45。
（3）地下室外墙的配筋计算
在实际工程设计中，配筋的计算是针对于带扶壁柱的外墙，均按照双向板计算配筋。根据外墙与扶壁柱变形的原理，这样的设计将会使外墙的竖向配筋不足，扶壁柱配筋偏少而外墙的水平分布筋则富余。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如是与土壤相接触的外墙混凝土，保护层要至少达到40毫米，且水平钢筋在外，竖向钢筋在内侧，以防止混凝土开裂，且对节约成本也有帮助[3]。
2.3地下室结构平面设计
在建筑工程的地下室结构设计中是需要非常多的部门一起配合的，在满足基本的使用功能的同时是需要综合分析抗震、防火排水通风等等多方面的影响因素。在设计的过程中也是需要选择混凝土外加剂或者是后浇带，当然也可以选择地下不设缝以及地上设缝，这些方法都是可以满足不设缝的目的的。在地下室的设计施工中，是非常容易出现地下室过程，在这个时候仅仅依靠后浇带的设计是不能解决问题的，因此可以在实地进行测量勘察的基础上，将地下室平面进行科学的调整，而且需要进行严密的分割，根据需要，可以设计一些比较宅的通道，从而可以使管道相连接起来。为了让接缝少些，可以最大限度的使接缝受力变少，这样方便维修以及补救。
2.4地下室基坑支护结构
地下室基坑支护设计要将变形计强度的规定与实际情况相结合。尽量选用围护措施来提高施工现场的安全与经济性。在对基坑结构做内支撑时不仅在对整个支护结构进行合理设计，而且要对建筑周围的情况实时监测，确保施工安全。
3.地下室抗震设计分析
地下室的抗震是在设计时的关键步骤，因为地下室的抗震能力对整个建筑物的抗震能力产生影响。在设计时需要将其埋深高于地下室整体的地面高度，所以，在计算高度时要将地下部分排除，只计算地面的高度即可。要重视地下室的顶板的抗震能力，地下一层的抗震等级按上部结构设计，地下一层以下，最好选用三级抗震等级以上的。
4.地下室抗浮、抗渗设计分析
由于地下室的位置较为特殊，会受季节影响可能导致积水，因此，在设计时要将抗浮设计加入，特别是裙房部位的抗渗抗浮。通常采用设抗拔桩的方法来增加地下室自重，达到抗浮的效果；加大宽扁梁和的应用实现最大程度的抗浮。除此之外，要对地下室进行抗浮验算，对其是否超过地下室部分的恒载进行测试。通常恒载分项系数为0.9，水的分项系数满足1.0即可，如果检验的结果不满足地下室的抗浮，要用抗拔桩来抵抗浮力。由于钢筋混凝土结构经常会出现裂缝，所以为了达到抗渗的效果，可以采取以下措施[4]：（1）补偿收缩混凝土，通过在混凝土中加入UFA、HEA等微膨胀剂来抵消混凝土的收缩值，来控制裂缝的出现。（2）膨胀带，在混凝土中加入膨胀剂可以补偿早期的收缩变形，而补偿收缩膨胀带可以有效实现浇注时的无缝施工。（3）提高钢筋混凝土的抗拉能力，将增加混凝土的抗变形钢筋考虑在内，可以起到强化作用，但更重要的是要重视混凝土的养护。
此外，在设计之初要对建筑物所在地的气候进行考察，充分了解降水量，以确定防水等级选择适合的防水材料。或者通过防水混凝土来对地下室的防水性能进行巩固。目前，地下室用作停车场的情况较多，所以还要在防水基础上进行排水的处理。
小结：建筑物地下室的结构设计对建筑物整体的质量有着重要的影响，所以，在设计时要给予重视，只有提高地下室结构的质量，预防可能出现的问题，才会提高抗震及防水的能力。地下室结构的合理设计，不仅对缓解紧张的土地资源有重要影响，而且可以为人们提供审美及更多的可利用空间。所以，对建筑物地下室结构的优化设计，有着广阔的发展前景。
参考文献：
[1]吴真全.建筑工程地下室结构施工技术分析[J].中华民居，2013，（21）：73-74.
[2]王宇.建筑工程地下室结构设计探究[J].科技与企业，2015，（3）：150-150.
[3]彭廷光.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].装饰装修天地，2016，（9）：147-147.
[4]唐静.建筑工程地下室结构设计分析[J].建筑设计管理，2016，（11）：79-81.
论文作者:杨勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
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