高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题

　　关键词：高层建筑 地下室 基础 建筑设计 结构设计

　　现代城市高层建筑大多设置有地下室，在设计其基础时应该考虑到施工现场的地质条件、上部结构的类型以及使用要求等；另外还必须考虑到与之相邻的建筑物的影响，确保施工安全。有的基础设计需要降低地下水位的，还必须选择合理是时机，避免停止降水后，随着水位的上升，导致建筑物上浮。

　　高层建筑一般采用整体性强、承载能力高、且能满足建筑物容许变形的要求的筏板基础或者带桩基的筏板基础。若在地质条件比较好而且可以满足地基承载力要求与建筑结构变形要求时，也可以采用交叉梁式基础。若地基承载力或者变形不能满足要求时则应该采取桩基础或者符合基础。

　　1 地下室设计应注意的问题
　　1.1 高层建筑地下室设计必须综合考虑上部荷载、岩土压力以及地下水等不利影响因素。地下室外墙必须满足水压力、土压力以及地面其他荷载的侧压力作用的要求，外墙的水平及竖向的配筋率不得小于0. 3%，钢筋间距应小于15cm。
　　1.2 当地下室的顶板作为上部构筑物的嵌固端时，不得在地下室的顶板开设大的孔洞。
　　1.3高层建筑地下室不适宜设置变形缝，当超过伸缩缝最大间距时,应该每隔30 m～40 m设置一道贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带,其宽度不得小于80cm；可以将后浇带设置于柱距三等分的中间范围及剪力墙附近。
　　1.4 由于主体结构厚板与地下室薄板交界处是应力较为集中的位置，因此必须适当的增大该处的截面尺寸及加强配筋。
　　1.5 有窗井的地下室,必须设置分隔墙，而且应该将分隔墙与地下室的内墙连接成为整体。
2 基础设计应注意的问题
　　2.1 荷载组合
　　现在设计人员基本上都是采用电算程序计算出各种荷载效应的标准组合和同一地基或桩基承载力特征进行设计。风荷载及地震效应引起建筑边角竖向轴力较大，若将这种短期荷载与永久荷载等同对待，这就导致边角竖向结构的基础过大，而未能增强中部竖向结构的基础，从而会导致地下室横向墙体产生八字形裂缝。因此，当重力荷载与风荷载组合时，应该适当的将承载力特征值提高到1.1～1.2倍；当重力荷载与地震作用组合时，可以按照《建筑抗震设计规范》的要求适当提高承载力特征值。因此,高层建筑基础设计应以减小长期中立荷载作用下地基变形、差异变形为主,计算地基变形时,传至基础地面的荷载效应采用正常使用的极限状态下荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面的荷载效应采用正常使用状态下荷载效应的标准组合。

　　2.2 筏板基础设计应该注意的问题
　　2.2.1 应该根据地基承载力、上部结构荷载的分布形式等来确定基础的平面尺寸，计算时可以不进行偏心距计算。
　　2.2.2 在确定平板式筏基的板厚时可以通过受冲切承载力计算确定，但是还应该考虑不平衡弯矩作用在冲切面上的附加剪力的影响，一般板厚不得小于40cm。
　　2.2.3 当地基均匀且上部结构具有较大的刚度，结构柱间距以及柱荷载的变化小于20%时，筏板基础也可只考虑局部弯曲作用。反之，筏板基础的内力则应该按照弹性地基板进行分析。
　　2.2.4 筏形基础的顶面与地面均应该设置双向钢筋网片，钢筋的间距不宜小于15cm，也不宜超过30cm,其受力主筋直径不宜小于12mm。

　　2.3 桩基础设计应该注意的问题
　　2.3.1桩基础设计应该因地制宜。现在各个地区基本上都有比较成熟的经验，有的地区甚至有自己的地区规范，因此，在进行桩基出设计时，若工程所在地有地区性规范，那么就应当按照该地区规范来设计。桩基选择和承台设计应根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土类、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素综合考虑。
　　2.3.2 为确保桩基的安全性与经济性，应该根据静载试桩结果确定桩基的竖向承载力、抗拔承载力、抗剪承载力。
　　2.3.3 以下几类桩基础设计时必须进行沉降计算，甲级设计等级的桩基础、建筑体型复杂或桩端以下存在软弱土层的乙级设计等级的桩基础、对沉降有严格要求的建筑的桩基础以及采用摩擦型桩的桩基础。当桩基承受比较大的永久水平力作用或者对水平位移有特别要求时，必须进行水平变为验算。

　　2.4 箱型基础设计应该注意的问题
　　2.4.1应该根据地基承载力及上部建筑物的荷载大小来确定基础的几何尺寸。基础的外墙应该沿着建筑物周边设置，而内墙则应该沿着柱网或者剪力墙位置均匀分布，墙体的总面积不得小于整个箱型基础包围的面积的十分之一。当基础的长宽比大于4时，其纵横水平间面积不得小于整个基础包围面积的十八分之一。
　　2.4.2 箱型基础的高度必须满足承载力、结构刚度以及建筑使用功能的要求，不宜小于箱基长度的1/20,且不宜小于3 m。
　　2.4.3 应该根据受力计算以及防水等方面的要求确定基础的墙体、顶板、底板的厚度。无人防要求的箱型基础，底板厚度不得小于30cm，内墙与顶板厚度不得小于20cm，外墙不得小于25cm。

　　3 结束语
　　高层建筑物地下室及基础设计质量的好话直接影响到整个建筑物的结构安全，因此，应该根据具体的地质条件、上部构造的结构形式、施工条件等因素，选用合理的基础形式，确保建筑结构安全。