高层建筑地下室设计探讨

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1、高层建筑地下室设计探讨：现代城市高层建筑不断涌现,而高层建筑大多都带有地下室。随着人们对地下空间需求的不断增长，地下工程在整个建设项目中所占的比重还会越来越大。由于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设计周期、施工工期以及建造费用产生巨大的影响。因此，如何协调好技术与经济在建设工程中的相互关系问题，是每个设计人员应该认真考虑的。本文将结合实际案例，对高层建筑地下室设计的相关问题进行分析探讨。　　关键词：高层建筑地下室设计　　　　某高层建筑占地5.4万M²，总建筑面积约21

2、万M²，将打造成现代都市化的极致生活精品社区。设三层地下室（埋深约17m），地面为四栋30层塔楼（结构高98.8m）,此外，还设三层裙房用于商业。下面谈谈该建筑地下室的设计。　　1、抗震设防等级问题　　按《高规》第4.8.2条、10.2.5条规定，本工程各部位的抗震等级为：①剪力墙底部加强应为一级（特一级），非加强应为二级（一级）；②框支层及其下一层的框架为特一级（特一级），框支层下面一层以下的框架为一级（特一级）；③塔楼部位的地下一层为一级，以下为二级或三级（二级）；④裙楼地上及地下一层为二级（二级），其地

3、下二层为二级（二级）。　　(1)尽管本工程结构较复杂，重要部位的抗震等级按规范要求提高一级，其它部位则没必要普遍提高抗震等级，否则会造成工程造价的不必要提高。(2)本工程为有转换层的大底盘多塔楼建筑，各部位的抗震等级均不同，故应准确、明确详细分列。(3)地下室的抗震等级一般低于上部，设计中其竖向构件的竖向钢筋给予一定的加强，箍筋则按其相应抗震等级设置。　　2、地下室抗浮设防水位问题　　本工程地下室单层地面积较大，平面尺寸为190m×170m，原状地面标高起伏较大，整个地盘最大高差近7m。为降低设防水位，根据现场环境情况

4、，利用地下室周边基坑与地下室侧壁之间工作面，设立排水沟，将地势高处的侧壁外地下水疏导到地势低处。由于基坑支护桩之间，采用搅拌桩或旋喷桩作止水帏幕，加上地面采用混凝土板排走底地表水，因此，渗入支护桩与地下室侧壁之间的水量非常少；地下室侧壁背面及排水沟顶部贴专用疏水板，该产品一侧是带凹凸的塑料板，另一侧是带过虑作用棉X；经过止水帏幕及专用疏水板两道的过虑后，流入排水沟的水是非常清澈的，不含杂质，而且，排水沟截面较大，不会产生排水沟的堵塞。故在设计中将地盘分成3个区域，采用设防水位分别是-1.000m、-4.000m和-6.

5、500m。此方案投资成本不高，但可大幅度降低地下室的设防水位，减少承受地下水作用的构件（地下室底板、抗拔构件及侧壁等）的受力，从而降低成本，可取得较佳的经济效益。　　本工程地点原始地势西高东低，因此可沿地盘的北面、西面和南面三边布置排水沟，东面工业大道一侧均为地势低处，而且受地铁施工影响，不设排水沟。　　3、基础底板选型设计问题　　本工程塔楼部份采用人工挖孔桩基础，裙房部位采用天然地基扩展基础，两种基础交界处设置沉降后浇带。底板采用600～700厚板。通过比较论证，此设计方案是合理的。　　（1）塔楼之外的2～3层裙房所

6、占的面积很大，其底板底的持力层大部分为强风化岩，地基承载力特征值fax=600KPa,压缩模量也颇大，故裙房部位可采用天然地基扩展基础，抗浮则采用抗拔锚杆。此基础方案具有多方面优点：①满足裙房基础的各项要求；②施工方便快捷，相应缩短施工工期；③检测方便易行；④经济性好。　　（2）塔楼部位采用人工挖孔桩，以微风化岩层为技力层，柱下尽量避免选用三桩，而改用大直径的单桩。这样既受力明确直接，承台的配筋量大为减少，且可节省承台和桩孔护壁的砼量。　　（3）裙楼部位在抵抗水浮力方面，采用抗拔锚杆比采用人工挖孔桩更为合理。因为若采用

7、桩抗浮，则水浮力先通过板，再传给抗拔桩，路径不直接；且因抗拔桩桩距较大，造成底板跨度大，在水浮力作用下，底板内力大，配筋量相应大（以h=600底板为例，其配筋量达90kg/m2）。若采用天然地基扩展基础加抗拔锚杆，在保持板厚不变前提下，底板配筋即使由抗裂控制，其配筋量将大为降低（配筋量仅50kg/m2）,虽然多了抗拔锚杆，但总的用钢量还是后者少。通过比较，采用天然地基＋抗拔锚杆比采用人工挖孔桩抗浮，地下室底板及基础造价节省近30%。　　4、地下室侧壁设计　　（1）侧壁配筋按裂缝宽度控制，部分地下室侧壁配筋很大，故宜考虑

8、上部荷载对侧壁的压力，按压弯构件来计算，配筋量将大幅度降低。　　（2）由于本地下室超长长度大，由温度而引起的温度应力非常巨大，采用钢筋硬抗是不可行的。对此类超长地下室，应使到混凝土温度应力得到合理释放才是有效方法，故每隔20～30m侧壁采用诱导缝的做法，控制侧壁在该指定位置开裂，加强该位置的防水措施，使到裂而不漏。该构造措施在多个