关键词：住宅小区；地下室；结构优化设计；方案
引言：在现在的建筑施工中，地下室通常作为设备用房、餐厅、停车场、货仓等多种功能于一身，是建筑物的重要组成部分，尤其是在土地资源日益短缺的现代社会。因此，如何优化地下室的结构设计，对于地下各种功能的实现，以及提高土地的利用率都有着重要意义。
1、建筑地下室结构设计要点分析
地下室处于室外地面以下，因为地下室侧墙有极大的刚度且地下室与上部结构为整体，一般情况地下室可作为上部结构的嵌固端。在建筑首层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。按构造形式分，有全地下室和半地下室，地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，即室内外高差的平均高度大于该房间平均净高1/3，且小于等于1/2 者。这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。地下室一般由顶板、底板、侧墙、楼梯、门窗、采光井等组成，其中地下室的顶板采用现浇或预制混凝土楼板，板的厚度按首层使用荷载计算，防空地下室则应按相应的防护等级的荷载计算。在地下水位高于地下室地面时，地下室的底板不仅承受作用在它上面的竖向荷载，还承受地下水的浮力，因此必须具有足够的强度、刚度、抗渗透能力和抗浮力的能力。地下室的外墙不仅承受上部的垂直荷载，还要承受土、地下水及土壤冻结产生的侧压力，因此地下室墙的厚度应按计算确定。
2、工程概况
本住宅小区是位于海南某市中心区域，地上13栋11~18层高层建筑并带一层地下室，七度设防，场地土类别为三类，框架－剪力墙结构。本工程占地约42亩，其中地下车库建筑面积约11742 m2。地下室尺寸长约123m，宽约93m，地下室底板相对室外标高为－2.5m，底板厚350mm，混凝土强度等级为C30，外墙厚300mm，混凝土强度等级为C30，地下室顶板覆土70cm。由于建设单位及建筑的要求，整个地下室不设永久变形缝。本文结合该工程实例，分析实际工作过程中遇到的问题，并通过分析给出实际工程措施。
3、住宅小区地下室结构设计存在的问题
3.1防水问题
高层建筑地下室结构的防水设计其核心就是要最终浇筑成的结构混凝土达到设计强度，满足抗渗、抗侵蚀，结构致密且无有害裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土是多孔材料，仅仅通过石子的连续级配、提高水泥用量和砂率、加入有机硅或减水剂等来减小混凝土的空隙和毛细孔隙，以提高混凝土的抗渗性往往得不到令人满意的效果，这是由于忽视了混凝土的致命弱点——收缩。尽管混凝土很致密，但干缩和冷缩（温差收缩）很容易使混凝土结构产生裂缝，从而破坏结构的整体防水功能。随着混凝土外加剂应用技术的发展，混凝土防水技术又上了一个新台阶，尤其是补偿收缩防水混凝土的出现，较好地克服了普通混凝土抗拉强度低，极限拉应变小的缺陷。
3.2抗震要求
如果地下室的抗震设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，对于半地下室的埋深，应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，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要协调统一。
3.3地下室抗浮问题
在实际的地下室抗浮设计过程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，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外，实际中在同一整体大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑，而地下室面积大，形状又不规则，加之局部上方没有建筑，此类抗浮问题也相对比较难以处理，须作细致分析处理。
4、小区地下室的结构优化设计
4.1防水设计
防水设计是防止地下室产生渗水、漏水、阴暗潮湿所必不可少的，设计中应对其外墙材料进行优化，选用渗透系数小于0.001米/昼夜的强抗渗性混凝土，同时根据地下室不同功能区的防水等级要求优化选择相应的防水涂层，选用耐久性好、性能高的防水涂层，在接近地下水位、地表渗水层的关键地带应采用多重防水层。优化带地下室建筑的基坑排水设施，通过将基坑的明沟排水或管井排水设施和地下室内的排水管道相连接，利用基坑的排水设施排除地下室内产生的积水，从而保证地下室的防水功能。
4.2抗震设计
地下室抗震能力的强弱不仅与地下室采用的建筑材料和建筑结构有关，还与地下室的埋深有着很大的关系。应该选用具有一定强度的复合型建筑材料，尽量减少地下室外墙之间的接缝，以增强地下室整体刚性；地下室采用的工程结构应该和地上建筑物采用的结构相统一；此外在进行建筑物的地基修筑前，要对建筑物的整体形状进行计算机模拟构建，利用计算机技术测定建筑物整体的重心所在，并计算出合理的埋深。
4.3地下室抗浮设计
在地下室设计，往往由于设计人员认识不足，在地下室抗浮设计中只考虑了正常使用极限状态时，未对地下室进行整体和局部抗浮分析，因而可能造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，甚至在洪水期地下水位的上升造成整个地下室上浮的工程设计事故。4.3.1确定科学合理的抗浮设防水位
地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。地下室设防水位对地下室整体工程造价有着重要影响。由于海南夏季可能出现暴雨、洪涝等自然灾害，故按《建筑地基基础设计规范》中的规定，以室外地道路最低点作为地下室抗浮设计水位。对本工程而言，即设防水头高度为2.2m。
4.3.2采用措施降低建筑层高
在建筑及设备安装允许的条件下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位高度。具体措施可采用无梁楼盖和筏板基础。对本工程而言，由于荷载及柱网都比较大，采用无梁楼盖可能造成工程造价增加较多。
4.3.3设置抗浮桩或抗浮锚杆
一般而言，设置抗浮桩或抗浮锚杆能有效的抵抗地下水位的作用，对本工程而言，由于地下室深度不高以及地下室顶板进行70cm覆土，地下室整体抗浮满足规范规定，只需要对地下室底板进行局部抗浮措施。
结束语
综上所述，地下室的结构设计是一个综合性很强的问题。在工作中要总结工作经验，更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。
参考文献
[1]汪钧荣.刘志荣.某地下室结构优化设计[J].浙江建筑，2016
[2]刘唐海.高层建筑地下室结构设计中常见问题分析[J].建筑工程技术与设计，2017
[3]贝磊挺.许秀春.地下室结构的设计和优化[J].城市建筑，2016
论文作者:王自强1,王佳淼2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/7
标签：地下室论文; 混凝土论文; 结构论文; 建筑论文; 顶板论文; 标高论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;