地下室结构设计问题分析
地下室结构设计问题分析 1工程概况 “新东城L-01-02地块商住楼”位于广州市新塘广园快速与汽车城大道交汇 处之南侧。拟建29-30层的住宅楼（带商业裙楼），设一层地下室，地下室面积 约46000m2，长约263.92米，宽约175.5米，平面体形复杂；地下室北侧为抗力等 级5级的战时人防。建筑物场地地质条件较为复杂，地势高差较大，整个地下室 分4次不同标高跌级处理。
2地基与基础 首先基础埋深，一般带地下室的建筑，基础承台面标高与地下室底板平， 满足埋深要求。但若是半地下室，设计人员往往容易忽略。本项目因裙楼沿街商 铺，造成“半地下室”，容易出现半地下室埋深不够，此时可以采取降低承台标高， 设置承台连梁处理。设计初期，业主追求施工速度快，要求采用静压管桩。但经 过计算，塔楼部位因剪力墙间距小，轴力大，桩会非常密集，即使采用跳桩方式， 仍无法满足规范要求。通过商议，最终塔楼部位采用钻（冲）孔桩，持力层为中 风化花岗岩；
纯地下室采用管桩基础，持力层为强风化岩。考虑到两种不同类型 基础，带来沉降差问题，设计时抽取了交界处塔楼剪力墙和地下室柱轴力差值较 大处进行沉降差计算。结果表明满足基础变形要求。为了更合理设计，在塔楼和 地下室交界处，地下室底板采用后浇带，顶板采用加强带等形式处理。根据地基 规范规定，有孤石地质不适宜采用管桩基础形式。本项目场地较大，在地下室管 桩基础施工时候，难免会遇到孤石的情况。因此我们在施工过程中，采取以下几 点技术处理措施：(1)经过触探，了解孤石形状大小，局部埋深较浅的，采用开 挖形式，移走孤石。若孤较小，就先合理调整桩承台方向，看能否避开孤石。(2) 若孤石面积较大，但厚度较薄，经过调整仍不能避开的话，则应进行引孔后再压 桩，以免造成桩身破裂。对于施工过程中，出现断桩的情况，就在断桩周边部位 采用“一断二补”（即断一根桩补两根桩）的措施处理，并对桩反力等进行复核验 算，避免靠近轴力中心的桩出现受力较大的情况。这类情况，在实际施工过程中 比较常遇到，也处理的比较好。(3)遇到孤石面积较大，厚度较厚的情况，此时 就只能选择爆破等方法进行处理。
3底板设计 本项目嵌固端选择在承台面，利用基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造了条件，此外基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高， 反而可能取得更好的经济效益。地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据， 根据地质勘察报告显示，地下室北侧地下水位较高，而南侧部位因地下室采用跌 级处理，考虑到广东属于多雨地区，加上常年水位变化较少，在设计时选取北侧 商铺外最低道路地面标高为最高水位考虑。通过计算，地下室中部以上偏北侧， 需要考虑抗浮设计。
4侧墙设计 作用在地下室外墙的荷载有侧压力、侧向土压力、地下水压力，对人防地 下室还存在水平人防等效静载，而竖向荷载有上部建筑及地下室结构的楼盖传重 及墙体自重等。地下室外墙一般存在上部结构延伸下来的柱、剪力墙等竖向构件， 也会有本身地下室结构需要布置的柱，还有可能存在钢筋混凝土内墙与外墙垂直 相交。因此，准确选择外墙计算简图是外墙设计的重点。有些设计人员在外墙计 算时，带扶壁柱的，不区分扶壁柱大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地 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。根 据外墙与扶壁柱变形协调的原理，其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富余量。因此我们建议：除了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(如高层建筑外框架柱之间) 外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向 荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分 布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外 墙转角处也同此予以适当加强，这样计算简图才符合结构的实际工作情况。注意 与人防墙共用的地下室外墙配筋出满足正常设计情况下，还应满足人防设计的构 造要求，此情况可跟人防结构设计师沟通协调。
5顶板设计 顶板设计主要考虑覆土荷载和消防车荷载的折减问题，以及塔楼的施工荷 载。通过控制地下室柱网的合理布置，比如采用地下室柱距为5.3m（5.5m）*8m 的方式（其中5.3m*8m为停车位置，5.5m*8m则为车道部位。），不仅方便地下 室车库车辆的停放，而且方便顶板在5.3m和5.5m框架处设置450mm*900mm高的 梁高，在此短跨处再设置一条300mm*800mm的次梁，其他同次梁方向相同的框 架梁也采用300mm*800mm的尺寸。本项目地下室顶板根据园林专业的要求，覆 土1.2米厚，顶板跌级高差部位，采用其他轻质材料换填，非消防车道的活荷载 取值为5KN/m2。消防车荷载部分，根据地下室顶板被分隔成单向板的情况，并考虑了覆土厚度的折减，最终取值为：单向板2.6～2.8m宽，板荷载计算时取值 为25KN/m2；
次梁取0.8折减系数，为25*0.8=20KN/m2；
主梁及柱设计时取0.6折 减系数，为25*0.6=15KN/m2。
6结语 面对复杂地质条件，可根据实际情况合理选择基础形式。地下室柱网的布 置也应配合停车车位布局，做到合理的布局，既方便车位的使用，满足建筑功能 要求，也控制结构顶板梁高，便于管线合理布置。注意地下室底板的抗浮计算和 外墙的合理计算模型的确定，选出符合结构的实际工作的计算受力情况，这样才 能确保设计的安全性。