高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題

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摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了高層建筑大底盤(pán)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題，從5個(gè)方面展開(kāi)敘述，提出了相應(yīng)的解決方案并輔以一定的經(jīng)濟(jì)分析比較。
    關(guān)鍵詞：抗浮設(shè)計(jì)；不均勻沉降；結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)；基礎(chǔ)型式
 
 1、前言
    現(xiàn)代高層建筑由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各方面的因素，一般都設(shè)有大底盤(pán)地下室，通常為1～2層，地下室面積約占整個(gè)建筑面積的10％左右。隨著建筑物高度的不斷增加，地下室的層數(shù)也隨之增加。人們對(duì)地下空間需求的不斷增長(zhǎng)，致使裙房的底盤(pán)面積在增加。地下工程在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中所占的比重越來(lái)越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長(zhǎng)、施工難度大，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期、施工工期以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。另外，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，主要技術(shù)問(wèn)題有：地基承載力及變形問(wèn)題、抗浮問(wèn)題、不均勻沉降問(wèn)題、結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題、基礎(chǔ)型式的選取和計(jì)算方法問(wèn)題、人防設(shè)計(jì)等等；技術(shù)問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)因素息息相關(guān)，先進(jìn)適用的技術(shù)能使建設(shè)項(xiàng)目取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而經(jīng)濟(jì)因素在一定程度上也會(huì)制約一些先進(jìn)技術(shù)的使用。因此，如何協(xié)調(diào)好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)在建設(shè)工程中的相互關(guān)系，是每個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)真考慮的。本文以地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的技術(shù)問(wèn)題為主線，結(jié)合具體的工程實(shí)例，簡(jiǎn)要分析地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題及其相互關(guān)系。
 2、抗浮問(wèn)題
    石家莊地區(qū)地下水位一般比較深，對(duì)于地下室埋藏較淺，層數(shù)在1～2層的高層建筑而言，一般在使用階段不會(huì)存在抗浮問(wèn)題。當(dāng)?shù)叵率衣癫剌^深或地下水位較淺時(shí)（南方多雨地區(qū)），裙房及純地下室部分可能會(huì)有抗浮不滿足要求的問(wèn)題。針對(duì)此種情況，應(yīng)采取以下措施：
    (1)在設(shè)計(jì)允許的情況下，盡可能提高基坑坑底的設(shè)計(jì)標(biāo)高，間接降低抗浮設(shè)防水位。高層建筑的基礎(chǔ)底板多采用平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)。一般而言，平板式筏板基礎(chǔ)的重量與梁板式筏板基礎(chǔ)上填覆土的重量基本相當(dāng)，但后者的基礎(chǔ)高度一般要比前者高，在保證基頂標(biāo)高不變的情況下，后者的基礎(chǔ)埋深要大于前者。從而相對(duì)提高了抗浮水位，故采用平板式筏板基礎(chǔ)更有利于降低抗浮水位。
    (2)樓蓋提倡使用寬扁梁或無(wú)梁樓蓋。一般寬扁梁的截面高度為跨度的1/22～1/16，寬扁梁的使用將有效地降低地下結(jié)構(gòu)的層高，從而相對(duì)降低了抗浮設(shè)防水位。
    (3)增加地下室的層高來(lái)增加地下室的重量是解決地下室抗浮問(wèn)題的一個(gè)直接有效的方法，但這種方法還應(yīng)該結(jié)合地基土的承載力而定；在對(duì)主體結(jié)構(gòu)的地基承載力進(jìn)行深度修正時(shí)，增加地下室的層高可以提高主體結(jié)構(gòu)的有效埋置深度，從而提高了主體結(jié)構(gòu)修正后的地基承載力特征值。①增加基礎(chǔ)配重。此種方法大致有以下3種情況：增加基礎(chǔ)底板的厚度、增加基礎(chǔ)頂面覆土厚度、基礎(chǔ)頂面采用容重大且價(jià)格低廉的填料。這三種方法的共同特點(diǎn)是：在增加基礎(chǔ)配重用以解決抗浮問(wèn)題的同時(shí)又不可避免的增加了基礎(chǔ)的埋置深度，從而相對(duì)地提高了地下室抗浮設(shè)防水位的高度，因此它不是一種效率最高的方法。②增加地下室頂板的厚度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：在不增加基坑坑底標(biāo)高的前提下，增加了地下室的重量，而且使用厚板后，地下室頂板的大板塊之間可以不再設(shè)置次梁。但此種方法的缺點(diǎn)是會(huì)略增加地下室頂板框架梁的負(fù)荷，而且由于板厚有限，這種方法解決抗浮問(wèn)題的效果也是有限的。