摘要：高层建筑地下空间的建设不仅要参考居民的生活需求，更要满足人们对地下空间的防灾要求，并且随着居民对地下空间的需求越来越大，地下工程的建设在整体项目中所占比例也会持续增长。然而地下空间的建设难度较大，设计存在很多复杂的技术问题，结构设计质量将直接影响整个项目的建设周期、施工费用和完工效果。因此，本文分析了高层建筑地下室结构设计相关问题，以期为相关技术人员提供一定的参考意见。
关键词：高层建筑；地下室；结构设计；问题
1高层建筑地下室结构设计问题及措施
1地下室结构平面设计问题
在地下室的结构设计中，需要考虑的问题非常多，尤其是平面设计方面，不仅要考虑到防火的措施，同时对于管道的布置和排水工程都要有详细的设计方案。由于地下室需要承受的压力荷载较大，并且还要受到来自地下环境的影响，所以对平面设计提高了难度。其中的变形缝设计是平面设计中的重要内容，为了减少高层建筑施工后由于温度和施工材料等因素而产生的变形，要做好变形缝处理。但是在地下室的变形缝设置对于防水工程有所影响，因此一般很少会设置变形缝。为了获得相同的效果，可以设置后浇带、地上设缝或者是混凝外加剂的方式来取代变形缝的功能。如果使用以上方法还无法解决问题，则需要从地下室的平面布局方面入手。可以将地下空间分割成若干个小的空间，然后在通道上设置变形缝，这种方法不仅减少了变形缝的数量，并且在受力方面也有所降低，减少事故的发生几率。由于地下室的结构部位比较特殊，所以在采光通风井方面的设计也非常重要，对于地下室的抗渗性以及埋深的需求和抗震性等都有很大的影响。
1.2地下室抗震设计问题
高层结构地下室抗震的好坏将会对整体结构抗震性能有直接影响。想要加强高层建筑整体抗震能力，必须要确保地下室与地上部分结构的一致性。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室顶板应避免开设大洞口；地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜＜180mm，混凝土强度等级不宜＜C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜＜0.25%。结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外，还应符合相关规范规程要求。但如果地下室顶板为无梁楼盖和顶板内外板标高超过梁高变化引起错层这两种情况时，应进行一定的处理使其能够作为上部结构的嵌固部位。
1.3地下室顶板的结构设计问题
地下室顶板作为高层建筑上部结构的一个水平约束支柱，其厚度有一定的要求，一般厚度要大于160mm，如若是人防地下室还需满足其他要求。地下室的顶板刚度的要求受上部结构的影响，上部结构的约束越大，地下室顶板的刚度越大。建筑抗震设计规范明确规定地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，其厚度要大于180mm，而且对混凝土的刚度等级、板的配筋率、楼层侧向的强度等都有具体的要求，并且浇灌时要用现浇梁板结构，同时还要求地下室顶板若有洞口不能过大。这些都说明高层建筑总深度的计算和地下室层数的限定不仅由地基基础埋深决定还受很多其他方面的影响。在结构计算嵌固端的要求时不同部位计算方法有所不同：在计算地下室层数或者底板时应从上往下算直至满足要求，而在剪力墙底部加强区的层数计算时要包括地下层，并且是从下往上算的。
1.4地下室结构超长问题
地下室结构过长是很多高层建筑可能出现的问题，通常会选择设置伸缩后浇带的方式对其进行处理。在地下结构自身的长度保持在40~60m区间时，需设置一道宽度在80~100cm，且钢筋贯通不切断伸缩的后浇带；假如地下结构自身的长度超出60m的超长结构，那么应按照钢筋搭接所需要的最小尺寸及必要操作空间的具体情况进行设置钢筋断开的伸缩后浇带。除了需要对伸缩后浇带进行设置外，也可在混凝土里加入适宜微膨胀剂，并且使用强度等级较低的混凝土，同时通过设置膨胀的加强带，提升结构的钢筋配筋量等形式处置地下室结构出现的超长问题。
1.5抗浮问题
对设置了大底盘的地下室高层建筑来讲，塔楼部分一般都不会出现抗浮问题，可是裙房及地下室的部分却经常会出现设计与相关要求不符合的情况，处置方法如下。（1）对抗浮设防水位进行科学且合理的测试。地下室底板所在土层是淤泥和淤泥质土，承载力尽管较低，但不可低于持力层，所以地下室底板设计应参照楼盖设计，使用无梁楼盖的方法进行计算，景观计算地下室底板厚度应达到600mm。在底板进行设置上，一定要对钢筋配置的合理性给予关注。假如在底板上保持相同方向的钢筋，一定要保证其自身处在相同标高上，但不同方向的钢筋并不需要放在相同的基础面上，过多不同方向的钢筋处在相同的基础面上，易使钢筋保护层过大，使底板出现窝顶的情况。（1）降低标高基坑的坑底，使其间接减少抗浮设防的水位。使用平板式筏形基础及楼盖使用宽扁梁或无梁楼盖的形式去对其给予实现。平板式筏板其自身基础的重量与低板位梁板式筏形基础上填覆土的重量相同，但低板位梁板式基础其自身的基础高度经常会比平板式筏形基础高出很多；宽扁梁其自身的截面高度可以说是跨度自身的1/22~1/16，地下室结构里选择宽扁梁或无梁楼盖则可明显减少地下结构自身的层高，使其可间接减少抗浮设防的水位。（1）提升地下室的重量。提升地下室重量可对地下室自身的抗浮问题进行处理，同时，还可提升主体结构自身的有效填埋深度，使其可提升主体结构自身地基承载力的特征值，选择此方法须充分考量对地基土自身实际的承载力，不可顾此失彼。
1.6地下室不均匀沉降问题
假如高层建筑不具有非常坚实的岩石作为地基，那么不均匀沉降问题则是当前全部高层建筑群所须注重并且积极面对的问题。解决不均匀沉降问题的几种方法：（1）裙房和高层建筑之间设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，避免由于不均匀沉降产生的内力，这是所谓“放”的方法。但实际上这样做，给建筑的立面处理、地下室的防渗漏、基础的埋置深度和整体稳定等带来很多困难。对有人防要求的地下室，设缝更不利于设计。（2）裙房和高层建筑之间不设沉降缝，采用端承桩，将桩端置于坚硬的基岩或砂卵石层上。这样，既满足了地基承载力要求，又避免了明显的沉降差。这是所谓的“抗”的方法。但这种方法基础材料用量多，不经济，一般用于超高层建筑或地基持力层较差的情况。（3）在主裙楼之间设置沉降后浇带，钢筋不断，先施工主楼，待主楼封顶完成大部分沉降后，再施工裙房。两部分沉降基本稳定后再浇筑后浇带。这样，用调时间差的办法解决了沉降差，同时又避免了设置沉降缝带来的麻烦。
2结束语
地下室的结构设计是一个综合性很强的问题，涉及内容繁多且复杂，有些问题至今尚未得到很好的解决，如：地基与基础的相互作用问题、上部结构刚度对地基基础的影响等等。现代高层建筑由于地下工程庞大，建设工程在地下的投资已经接近甚至超过了地上，因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。
参考文献
[1]建筑地下室相关结构设计问题[J].柳东松.城市建设理论研究(电子版).2019(05)
[2]高层建筑地下室结构设计研究[J].周俊威.建材与装饰.2018(33)