探讨大型地下空间项目的结构设计

季晓卫

摘要：大型地下空间已成为城市地下空间发展的重要发展趋势。由于缺乏系统规划和技术规范，大型地下空间的规划布局仍存在结构设计等诸多技术问题，本文试图为大型地下空间结构设计提供系统设计思路和方法。大型地下空间的设计应充分贯彻“安全、舒适、效益和绿色”的概念，规划功能布局，以及协调交通组织与周围环境管理的关系，设计相应的结构体系以適应大型地下空间的功能。发挥大型地下空间的作用，集约高效利用地下空间资源，促进大型地下空间的可持续发展。

关键词：大型地下空间；结构设计

随着我国国民经济的发展和城市化的快速进行，地下空间开发已成为维护和改善地面生活环境、拓展城市空间、缓解城市土地紧张和交通拥挤压力的有效途径。在地下空间开发中，集约高效利用地下空间资源的大型地下空间已逐渐成为大城市地下空间开发的重要发展方向。本文就大型地下空间项目的结构设计进行探讨，希望以此促进行业发展。

一、大型地下空间的规划布局和设计理念

（一）规划布局

大型的地下空间是城市空间的一个十分重要的组成部分，布局应纳入城市规划，特别是地下空间的利用要符合整个城市统一规划，大型的地下空间，可以更好地融入城市，使整个城市的地面坐标与地下空间，形成一个有机的整体。大型地下空间的选址应集中在区域中心、城市核心区、商业中心、交通枢纽等重要地块。土地利用较为紧张，城市服务需求面积较大。

（二）大型地下空间设计原则

在大型地下空间设计中应坚持“舒适空间、安全空间、绿色空间和效益空间”的设计理念。安全是一切事物的前提，安全保障是第一位的，只有这样地下空间的发展才会有前途。同样的，安全问题也是最为主要的问题，需要从多方面加以解决。只有创造安全又舒适的地下空间，才能把人们吸引住，留在地下，实现地下空间开发的目的，充分发挥地下空间开发的作用。绿色发展是时代的主题，绿色是时代的要求，是社会长期发展的要求。而经济效益是我们的目的，地下空间的开发必须产生经济上的效益和环境、社会等方面的综合效益，这样才有利于地下空间的可持续发展。

二、大型地下空间结构设计要点

（一）整体沉降控制

由于在地下室的负荷每个部分是不一样的，大型地下室施工顺序是不同的，因此，在选择桩型、桩的布置、桩基础持力层和板的厚度和配筋等方面应充分考虑沉降控制要求，减少绝对沉降和差异沉降，满足结构的安全和正常施工。

（二） 地下空间建筑平面设计和结构体系选型

每个项目的单体其实都是高层建筑，建筑设计应注重平、立面结构选型规则，结构的平面形状应规则、简单、对称，减少偏心、刚度、质量和承载力分布应均匀，不应采用严重不规则的结构体系，不应使用单跨结构。地下室结构体系，塔楼之下的地区按塔楼结构体系，一般采用框架结构、剪力墙结构或框架剪力墙结构，塔外结构主要为框架结构。

（三）地下室顶板的嵌固层要求

在整个地下室中，各单体基底的板面标高应统一，应作为上部单体结构的嵌固端，相关设计应符合规范要求。应避免地下室顶板大开孔。当需要楼板进行开孔时，孔的宽度不应大于楼板宽度的30%。结构的质量和刚度分布应均匀对称，避免局部突变。孔的设置应满足侧梁或横梁结构的要求。当单体投影范围内顶板标高与地库顶板标高差异较大时，应采取可靠措施保证水平力的有效传递，错层梁板水平采用加腋形式。当楼板高度落差较大时，高、低接头的横截面尺寸应适当加强，箍筋应在整个柱截面上进行加密，并提高抗震等级。交错剪力墙的厚度不应小于250mm，应设置垂直墙或墙体支撑柱。

（四） 后浇带、膨胀加强带设计要求

超长的大体积混凝土施工可采用留置变形缝、后浇带施工或跳仓法施工。但大面积无接缝的地下室会给施工带来方便，且整体刚度好，为超高层建筑和高层建筑在地下提供了良好的埋设条件。同时，防水处理也带来了更大的方便。大面积无接缝的地下室在施工时，需要增加后浇带的设置，后浇带的设计宽度800～1000mm，及后浇带的间距一般控制在30～40m，混凝土浇筑后浇带两侧经过60～90d后或沉降稳定后封闭。有的项目因为工程的局限性，不能设置后浇带时，可设置膨胀加强带，从而达到相应的设计要求。

作者曾主持南京某地下车库结构设计，工程建筑面积约6万平方米，地面共26栋单体，单体地上分别为7层、8层 和11层。该项目位于长江边，底板持力层为淤泥质粉质粘土，主楼采用桩基础（摩擦桩），单建地库采用天然地基筏板基础，通过在主楼周边设置沉降后浇带，且控制30～40米范围内设置温度后浇带（后浇带设置图见图1），解决了沉降不均匀引起的沉降差异，减少了水化热及混凝土收缩导致的裂缝等一系列问题，目前该项目已竣工投入使用，使用情况良好。

三、 结语：

大型地下空间的开发已成为城市地下空间发展的一个重要发展趋势。因为它的体积大，功能齐全。复杂的设计应充分贯彻“舒适、安全、效益、绿色”的原则。充分发挥大型地下空间的特点和功能，彰显了地下空间地下空间资源集约高效利用的优势，促进大型地下空间的可持续发展。本文就大型地下空间项目的结构设计进行探讨，为地下空间的结构设计提供一定的参考和借鉴价值。

参考文献：

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