地下室工程优化设计研究

地下室工程优化设计研究

摘要：建筑工程中的地下室工程良好、稳定设计，会直接影响到上层结构的安全，也会影响到工程项目的整体效益，因此，许多工程中都开始关注地下室设计。本文通过分析地下室工程优化设计的意义，进一步分析了地下室工程的优化设计要点。

关键词：地下室工程；层高设置；柱网布局

引言：在城市化发展的快速推进中，建筑工程项目也变得越来越多、越来越复杂，许多住宅或商业建筑都开始增加地下室工程部分，该项工程的设计也值得思考，把控各项要点，才能发挥出地下室的实用价值。

1.地下室工程优化设计的意义

当前建筑领域发展过程中，许多工程项目中开始出现了地下室工程结构，而大多数建筑开发商都只对户型结构工程设计给予重视，很容易出现忽视地下室工程设计的情况，在设计方案上未充分考虑各方面的合理性，造成地下室工程建设效果较差，影响到工程项目整体效益。地下室一般不是用户常使用的建筑结构范畴，其也具有明显的隐蔽性，因而安全性能、功能开发、成本控制以及质量把控经常会不被关注，新时期注重研究地下室工程的优化设计，将会有利于提高建筑用地资源利用率，促使地下室发挥出更多实用功能，提高建筑整体的安全水平，进一步为建筑企业的发展创造更多效益[1]。

2.地下室工程的优化设计要点分析

在地下室工程的设计当中，要确保地下室建筑的功能性充分体现，同时还要保证具有安全性能，针对结构选型、材料选择以及布局等进行优化设计，在保证设计合理的基础上，也应考虑地下室工程的经济性，避免工程成本控制受到不利影响，实际地下室工程的优化设计要点围绕以下几项内容。

2.1确定工程的实际覆土厚度 本次研究以雅居乐锦绣雅郡花园工程的地下室施工为例，该项目工程的总建设面积达到了327819.07㎡，其中地下室施工的面积约为68274.71㎡，地下结构为二层，高度约为3.6米，地下室主要是作为车库，存放一些小型汽车，设计抗震设防烈度为7度。根据地块的南北1米多高差的竖向标高现状特点，结合地下室顶板管线走向布置及埋深要求，再给合种植景观方面的要求等，为了有效控制地下室工程的成本，可以在覆土厚度确认中尽量降低土基建设上的成本，为此，可以采用景观种植选大乔木植物或是将局部管线密集处理方式，在本次研究的工程项目中，实际覆土厚度设定为1.3米。

2.2地下室层高的合理设置

地下室建筑工程设计中，根据其实际使用功能来分析，若是作为车库，则需格外注意柱网结构的合理布局设计，尤其是要考虑到停车效率和停车方便性，对空间使用加强把控设计，尽量减少地下室埋深，合理利用层高空间的管线错位排布对于地下室的土方开挖量以及地下室整体经济性尤其重要。地下室一般会采用三种形式的柱网结构，分别为小柱网、中柱网以及大柱网，在具体设计选择时需注意几点要求。首先，柱网布置应充分满足结构安全方面的要求，根据地上1.3米覆土厚度，以及车库地面装修厚度地注，在保证行车、停车位的2.2米净高的情况下，结合给排水专业、电气专业、通风专业的管线碰撞情况，以及人防设防梁高要求；其次，柱网结构布置应充分考虑地下使用和地上使用的功能要求，确保楼盖的跨度较为适宜，整个结构体系中柱距具有合理性，且对于材料消耗能够尽量减少；再结合目前国内通用小型汽车的实际使用开门情况，结构柱避开车门开启范围线，以方便车位使用。最后，柱网结构的柱、梁、墙以及板等构件尺寸都应精准计算并科学设计，尽量减少占用地下室面积和净高，为管线、机电设施的布局预留出更多空间，也能够促进地下室实用率的提高，适当降低工程成本。在本工程当中，站在土建综合效益的角度来说，若是采用小型柱网结构可以适当降低造价并避免占用较多层高，但会给停车带来一些不便，而地下室车库的柱网设计优化目标就是使其无线接近适宜停车的最佳理论值，基于普遍停车位的要求来布置柱网，因此，最终确定8.1米x7.8米柱跨以及800梁高，其柱网短跨与长跨之间的比值不超过0.75，通过该项优化设计调整，能够使主次梁方向上的高度相互协调，也能够减小楼高实际高度，进而提高经济效益与实际地下室利用率[2]。此外，还要对柱网与停车模块进行协调，在停车模块中对针对车道最小面积进行设计计算，模数单元的设计则是以最高停车效率为基准，在设置防火墙时则应尽量避免给车辆通行和停车造成干扰，合理进行防火分区的划分。

2.3地下室行车道、停车道的合理设计

地下车库的主要功能是存放住户归家，故地下室停车位的布置应该以每栋单体核心筒垂直交通电梯为中心，从进入车库到到达停车位位置，再从停车位至少电梯厅的路线，这都是优化地下室设计的核心价值。第一、要合理设计车库内行车道的布置。从进入车库起，设定从车库出入口到每一栋单体的最短进、出车库行车路线，尽量设计环道，避免地下室行车道出现尽端需调360度调头的情况。第二、要充分考虑毎栋单体住户数量，根椐其住户所需配置车位数量，以该单体电梯厅为中心，就近原则布置该单体所需停位车，特别是设计防火分区及人防分区时，避免防火分区对各个停车位归家路线阻挡，实在无法避免，则可通过增加防火门保证住户的归家路线合理性。此外，人防分区内，电梯厅的主要交通位置人防门应采用活动门槛形式，减少人员的主要交通路线出现门槛的情况，保证车库与家之间的通行顺畅，从提高地下车库的品质。

2.4备房的合理布置

地下室给所有人的最差的体验感就是空气质量差，其主要原因是因为地下室的空气流动性差，住宅的地下车库设计是每小时换气4次。从下室的停车效率上考虑，很多时候新、排风机房都会布置在单体正下方的位置，但是当首层有住户的时候，这个风机房的位置设计就不合理，风机房的布置应考虑设备的噪音对首层住户的影响，另外出首层的风口噪音也会影响首层住户的体验感。所以地下室风机房应该尽量避开首层住宅的正下方，尽量设置在架空层对下的位置，从而提高小区住户的整体品质。

地下室的发电机房、变电房设置。当发电机房、变电房确需要设置在下室时，从经济角度考虑，电气该设备房布置在整个小区或者地下室中部位置是最合理的，设计在地下室中部，可以减少地下室电缆的远距离传输，直接节省电缆的长度，提高地下室的经济性。发电机房的布置，因发电机房也是有震动及噪音产生的设备，其布置也需要避开正上方的住户，以减少设备运转时对上方住户的影响。从

2.5做好基础选型设计

许多地下室工程的实际设计情况来看，地下室工程对造价影响最深的结构就是基础部分，基础施工会占据总成本的很大比重，因此，在优化地下室工程设计的过程中，需做好基础选型工作，实际选型需依据施工的地质条件。地下室基础通常会包含几种型式，依据对成本的影响不同来划分，具体有桩基础地基、处理地基、天然地基三种。相比来说，处理地基是经济性最佳的，而天然地基可以提供较大的截面尺寸。地下室工程通常也会采用框架结构，若地下室对防水性能方面有需求，则通常从地基处理上着手，比如说可以设计独立基础外加防水板结构，若是对防水性能无特定要求，则可直接采用天然地面地基。就本文研究的地下室工程而言，其地质情况较为简单，整体承载力基本可以达到设计标准，而结构自重的值则是超过了标准字1.05，因此确定此处结构无需做康复处理，具体进行基础选型设计时，主要考虑后续施工难度及成本，此次地下室工程项目最终确定选择独立基础外加防水底板的基础模式[3]。

2.6设计科学的外墙结构

在传统地下室工程的外墙结构设计中，往往会计算单向板，这种方式中外墙的支撑点通常选择在底板与顶板位置，随后还依据地下室层数来计算外墙的单位宽度。若地下室外墙的实际厚度超过了周边构件厚度，则可以基于简支形式实施计算，除了这种情况之外，都可以基于嵌固形式实施计算。部分地下室工程的外墙还会在两侧位置设计翼墙，若是翼墙的间距不超过地下室层高二倍值，就可以设计为双向板形式，进一步调整地下室外墙结构，使其发挥出应有功能。另外，地下室外墙结构设计中还要考虑到裂缝问题，要满足相关标准，故而墙体的外侧可进行分离式配筋，这种处理方式可以使外墙受力性能明显提高，同时也能够适当降低施工成本，提高地下室工程综合效益。

2.7合理布置出入口 地下室车库类工程中，应当依据机动车的通行需求来布置车库出入口，还要结合车道数量来安排，此次研究的车库为中型汽车库，停车当量约为123辆，因而在出入口设计中应不小于2个，在车道数量上不小于4根，基于地上建筑的车辆出行情况，确定出入口在东侧附近和西侧附近，实现双向一进一出的设计，车库内坡道设计为直线式，可以避免给行驶时司机视线造成干扰。

结论：许多建筑的地下室工程设计变得越来越重要，合理设计有助于提高对地下空间的利用率，提升建筑安全水平，还能降低工程项目总成本，为建筑企业创造更多效益。由本文分析可知，地下室工程的优化设计要点包括：确定工程的实际覆土厚度、柱网结构的合理布局、科学选择工程施工材料、做好基础选型设计、设计科学的外墙结构、合理布置出入口。

参考文献：

[1]王文彧.住宅地下室工程优化设计分析[J].上海建设科技,2022(06):30-32.

[2]周凡.EPC模式下住宅项目地下室设计优化研究[J].建筑设计管理,2021,38(09):23-28.

[3]叶均良,黄志斌.紧贴地铁结构深基坑的优化设计及控制措施[J].广东土木与建筑,2021,28(08):56-59.