超长地下室结构设计的分析

1、超长地下室结构设计的分析    【摘 要】随着我国经济建设的飞速发展和综合国力的不断增强，高层建筑超长地下室结构的需求日益增长，平面尺寸超长、超大面积的地下建筑迅速出现在人们的视野中。而在城市建设规划的不断扩大，建筑用地紧张的问题就越来越明显，所以人们开始大规模的发展地下空间。但是在对超大地下室的结构设计和建设中出现了各式各样的技术问题，这需要我们对其进行有效地实验和研究，对这些问题和地 下工程的建设做出相应的解决方法。 【关键词】地下室；结构设计；问题；解决方法 近几年，随着城市的发展需求，现代高层建筑由于技术、经济、使用等方面的因素，通常都会设有超长

2、地下室。但是采用超长地下室的同时也带来了很多设计和施工问题，导致安全事故的频发，所形成的后果是直接影响人民群众生活和工作。对于高层建筑的超长地下室的结构设计出现的问题也成了人们逐渐研究的方向，按照社会的发展对高层建筑地下室的新要求，科学合理的超长地下室的结构设计一定要满足高层建筑地下室的结构设计规范要求。 1、超长地下室结构设计不均匀沉降问题 在对于高层建筑的地下室结构设计中，同一地下室上的周围建筑物与高层建筑之间都会设置沉降缝，让其各个部分能够自由的沉降，互相不受影响，是为了避免个部分的不均匀沉降产生的内力，但却给地下室的防渗漏、基础的深埋程度和结构的稳定等带来了诸多技术困难，因此只能在结构

3、设计中采取不设沉降缝的设计思路，并利用桩基设计技术来满足该建筑的地基承载能力以及避免建筑的各部分明显的沉降差要求。这样在设计中不设置沉降缝是通过调整了建筑的地基反力，来尽量减少建筑物不同部分的沉降差的原理。高层建筑地下室的不均匀沉降问题对超长地下室的高层建筑群是一个必须要得到很好解决的问题，一般是主体结构用桩基础采用变刚度调平设计方法解决此类问题，这样既能保证主体结构有很小的沉降量，也能满足地基的承载能力问题，同时在主附楼相接第1或1跨内设沉降后浇带减少沉降引起次应力，使主体结构沉降不引起主附楼交接处开裂。 2、超长地下室结构设计混凝土结构的裂缝问题 由于高层建筑的布局情况，常常地下室的结构超

4、长，多数情况下都超过了40m-60m。虽然地下结构受到温度的变化的影响很小，但建筑物的周围约束作用强，常常会出现裂缝现象。实际上建筑工程混凝土结构的开裂原因的种类有很多，尤其是超长地下室结构一旦开裂，防水功能就会失效，而且混凝土结构的耐久性就会不稳定，其危害是不容忽视的。这类问题主要是由于材料问题、混凝土的强度、设计和施工等原因引起的。因此要通过严格控制设计、施工方法，作出合理处理方法尤为重要。其中从计算到构造从如下几个方面控制：1）裂缝计算控制，根据混凝土规范，一般混凝土构件允许出现裂缝，构件在满足强度配筋后，还应该验算裂缝宽度，根据调整钢筋面积以及直径，把裂缝控制在迎水面为0.2mm，背水

5、面为0.3mm范围内。2）使用材料上，钢筋尽量使用带肋钢筋，混凝土标号不宜大于C40，可以采用添加膨胀剂配置补偿收缩混凝土代替普通混凝土。通常采用UEA膨胀剂，UEA掺量为8%-12%，填充性混凝土UEA掺量 12%-14%，水泥标号宜在 42.5以上。3）在构造方面要求：设置一定数量的温度后浇带（可以结合沉降后浇带全盘考虑），钢筋直径及间距应细而密的原则配置，最大间距控制在150mm以内，必要时（如迎水面保护层厚度较大）可以加设钢筋网片，以提高混凝土极限应变，控制裂缝。在收缩应力集中部位应采用设置施工缝、后浇带、加强带等措施消除大部分收缩应力，减少裂缝和渗水。4）施工方面：对混凝土使用的水泥

6、等级不低于32.5MPa，水灰比不得大于0.5，采取保温保湿养护 ，混凝土中心与表面温差小于25°C，混凝土表面与大气温差小于25°C，养护时间不应小于14天。 3、超长地下室结构设计的抗浮问题 对于具有超长地下室的高层建筑群而言，地上建筑一般不存在抗浮问题的技术处理，但纯地下室部分常常会出现就抗浮不满足设计要求的问题。在需要进行抗浮计算的工程地下水位一般比较浅或者地下室的比较深时就要进行相应的抗浮问题的技术处理。所以在一般设计要求允许的情况下，要尽可能的提高坑基的设计标高，为了间接的降低抗浮的设计水位。还有一般在地上建筑的基础底板采用平板筏板基础，在筏板上回填一定厚度素混

7、凝土，这样也可以解决抗浮抗浮问题。设置抗浮桩也是一种解决抗浮问题的有效措施，但此类方法还是存在一定的局限性。因为抗浮水位一般是根据历史数据的变化情况作为参考对象来解决和初步估算的一个参考值。但设置了抗浮桩后会对计算建筑的基础底板内力和配筋时会考虑到地下水造成的浮力，对计算结果的准确性在一定程度上取决于水位的准确程度。 4、超长地下室结构设计的变形缝设置问题 根据地上高层塔楼的高度不同，体型的差异也很大，对一些复杂的高层建筑， 很多薄弱环节。所以根据设计要求需要在适当的位置增设防震缝，来形成规则的结构，促使地上结构的抗震能力增强（如图1）。根据图示，在对地上部分的设缝是作为温度缝和抗震缝的设置，

8、它的优点是可以较少超长地下室构造物在施工和使用时因温度的变化产生的裂缝，并使结构简单规则有利于抗震设计。但对地下室顶板及以下的超长地下室不设置变形缝，因为超长地下室的顶板的高差不是很大，且整体性也很好，如果不设置变形缝，顶板就可以作为上部的结构的嵌固部位来使用，这样有利于建筑物周围土体起到传递水平震波的作用。在施工场地的地下水位较高时，如果不进行设置变形缝，还可以不用因一些变形缝复杂而对其进行维护和设计构造，还能使超长的地下室更能起到防水作用。所以在设计前，要对建筑物的整体结构进行综合的分析和研究，在合理的位置设置变形缝，并更加合理、准确的对超长地下室进行设计施工。 5、超长地下室结构设计中顶

9、板问题 超长地下室的顶板是高层建筑地上结构的水平约束支座，所以顶板的刚度、强度越大，这样对上部结构的约束作用就会越好。而且对于超长地下室来说其跨度很大，所以对地下室顶板的设计一定要按照设计规范要求，而且一些作为人防超长地下室的厚度还要符合相关设计规范。因此对于地下室顶板的设计也是一个不容忽视的问题，而根据国家建筑抗震要求，对地下室顶板的厚度、混凝土等级强度、板配筋率、顶板的刚度等都有相应的具体要求。规范该明确规定了地下室的顶板部分作为上部嵌固部位应该采用梁板结构施工技术。同时超长地下室顶板作为建筑物上部结构的嵌固时，不须满足地下一层与地上一层刚度比大于2要求。 总结：高层建筑地下室的结构设计是一个综合性很强的问题，所涉及的内容特别复杂，而且有很多问题至今还没有得到很好的解决，作为新时代的结构设计人员要积累过硬的专业知识和专业素质，并积极的借鉴国内外高层建筑地下室结构设