【摘要】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。
【关键词】高层建筑；地下室防水；结构设计
随着社会的发展，城市化进程的加快，地下室建设的越来越大，越来越深，这是城市建筑大型化，高层化以及充分利用地下室空间带来的结果，然而地下室属于隐蔽工程，在地面以下，在地下水位较高的区域，地下室绝大部分处于地下水中；即使在地下水位较低区域，由于雨季的影响，雨水和地表水通过土层渗入而存于弱透水性土层中形成上层滞水，也会引起地下水渗漏。因此地下室必须具备良好的防水性能，这直接影响到建筑物的使用功能和寿命。
1.地下室防水结构设计目的和要求
1.1进行防水结构设计应明确建筑地下室防水工程的目的
（1）确保地下水和滞留水不渗入室内，给予室内正常的生产、工作、生活和存储环境。（2）防水层保护好地下结构，不能让地下水浸泡钢筋混凝土结构。一旦结构渗水，会导致钢筋锈蚀、断截面减小、膨胀，混凝土裂缝增大、抗压强度减弱，建筑基础受损，建筑寿命降低，最终危及安全。
1.2地下室防水结构设计的要求
1.2.1因地制宜，充分考虑现场条件
在防水设计中首先要充分考虑现场条件，吃透工程所在地的水文地质资料，了解工程所在地的地下水的类型、水位标高变化规律、水质及侵蚀程度，以及含水层的构造、地表水体的分布、地下室的埋置深度与地下水的关系等内容，然后根据掌握的实际情况进行深入设计，确保工程质量真正落到实处，取得良好的防水效果。比如城市地下水位很高，整个工程几乎常年处在地下水位以下时，对工程的防水设计会相应提高标准。在设计围护结构自防水时可提高等级，同时增加两道附加防水层，形成封闭式防水，确保工程质量。
1.2.2合理选材
地下室防水首先应以混凝土结构自防水为主，通过添加UEA外加剂、BR型内渗剂或T395硅质防水剂来提高混凝土本身的密实性，抑制和减少混凝土内部空隙生成，堵塞渗水的通路，从而达到防水的目的。这种围护结构自身的防水在地下室工程中无疑具有重要的作用。但由于地质、施工、材料等方面的原因，混凝土结构本身往往是有缺陷的，因此地下室单靠混凝土自防水是不可行的，尤其对于重要的建筑物，增加附加防水层进行多道设防、复合防水就成了一种必然的选择。
2.避免选用有污染的防水材料
2.1环境监测中心在监测中发现污染比较严重的是一些溶剂型防水涂料
这类材料一般是由含有煤焦油原材料制成的，挥发出来的焦油气具有刺鼻的气味，短时间内过多地吸入能导致人员快速中毒死亡。另外，这类防水涂料采用有机溶剂为稀释剂，有机溶剂大多含有苯类有毒物质，由于防水涂料表面致密，溶剂需要很长时间才能挥发完毕，容易引起呼吸道疾病以及头晕、恶心甚至引发癌症等。目前，这种产品已经被国家和地方有关部门列为淘汰类建筑材料，禁止此类产品在建筑工程中使用。为控制防水涂料的污染，设计中应首选丙烯酸酯防水涂料和无焦油的聚氯酯防水涂料等已被证明无毒环保的防水涂料，以满足环境的要求，保障人员的身心健康。
2.2地下工程防水等级
地下工程防水设计可分为等级设计与构造设计。等级设计时设计的基本原则，即根据工程的重要制度、使用功能和地质条件确定工程防水等级和设防要求。设计人员进行防水设计时不仅要严格按规定执行，还要对不同部位、不同使用要求分别考虑。原因是地下工程用途极广，不能仅按工程类别和工程规模来定防水等级；二是整个工程的防水等级确定后，不同部份、不同区域的防水等级要求还是应有所差别，如按同一防水等级来设防，这将给施工、验收带来不利的影响，也会相应提高工程造价。因此在设计时应根据规范规定的使用范围，结合工程的实际情况合理确定工程的防水等级。
3.地下室防水结构设计
地下室防水包括主体防水及节点防水。主体防水又分为结构防水和附加防水，结构自防水是必须采用的，附加防水按工程的防水等级选用，附加防水也称为：（其他防水层）以柔性防水为主；节点防水主要包括施工逢、后浇带、变形缝、穿墙管线、柱顶防水等，节点防水也称（西部构造防水）。可按工程的防水等级和实际情况选用不同的防水措施。设计人员应根据具体情况确定合理的防水方案，对方案内各环节进行监控，以达到防水的要求。
3.1结构自防水
目前我国大部分地区的地下工程采用结构自防水居多。结构自防水设计一混凝土结构形式称之为混凝土结构自防水，具体是在材料上通过调整配合比、添加外加剂、限制骨料最大粒径等措施，使混凝土组成最密实、孔隙最小的结构。或使孔隙彼此隔断，互不连通，使地下水无法渗入 ，或渗入至一定深度后不能穿透，在地下结构设计时，应注意不使防水混凝土受到地下水的侵蚀作用。注意各种外力和内力可能带给混凝土结构的不利影响。
在地下工程设计中，关键是要控制钢筋混凝土裂缝的产生及其宽度，混凝土结构一旦出现裂缝，渗漏水就难以避免，钢筋砼的裂缝有两类，一类是荷载引起的裂缝，其危害最大，直接决定着结构的承载能力，但可以通过正确的设计及合理的使用加以控制，使之不会出现或限制其开展宽度，另一类是结构变形受约束引起的裂缝，它也会影响结构的承载能力，不容忽视，这类裂缝，对多数实际工程而言，目前尚无一个精确的计算方法，设计时只能根据有关规范、原理经验采取适当的措施加以防范。
3.1.1导致裂缝的原因
导使钢筋破开裂的变形，主要是收缩变形，而好的收缩，就其起因而论，有以下几种：有检内的水分蒸发所导致干燥收缩；水泥水化引起的体积收缩，即自生收缩；由空气中CO2与水泥水化生成物起化学反应生成碳酸钙、硅胶、铝胶和游离水从而引起收缩即化收缩。
砼经搅拌入模，水泥水化反应即告开始，并且放出热量，检温度因而升高，但随着水化反应得逐步完成，放热过程亦逐步消弱，以致中止，且极的热量也逐步散失 ，因此谈从最高温度到环境温度（或贮藏温度）取得平衡，就有一个温度回降的问题，在这个温差作用下，混凝土也会收缩，即降温收缩。
在结构处于自然状态下，这几种收缩是相伴发生的，其结果是相互叠加的，就导致裂缝的危害而言，干燥收缩和降温收缩是主要的。
3.1.2减少收缩变形的方法
减少收缩变形的常用方法有：改善约束条件、采用补偿收缩砼、选择干缩率较小的水泥与骨料、精心确定配合比、加强养护、配置适当钢筋、减小砼的温度回降值、提高砼的抗拉强度。
3.2设置附加防水层
在地下工程中单独采用结构自防水的做法是欠妥的，目前市场上夸大外加剂的作用也是不科学的，在地下工程中，很难避免防水混凝土受到地下水的侵蚀作用。很难避免各种外力和内力可能给混凝土结构带来的不利影响。很难避免混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏，并考虑混凝土的耐久性（如徐变、碳化因素）等，因此，对防水、防潮要求比较高的地下工程，即使地下水位不高，也应在混凝土结构的迎水面上设计附加防水层。
4.结语
地下工程防水的重要性是不言而喻的，它将涉及设计、施工、材料选择等诸多方面内容。地下室的防水设计应该遵循：以防为主；防、排结合；截、堵为补的原则。设计是地下工程工程防水的基础，是控制裂缝产生极裂缝宽度大小的关键，因此对于结构防水的要求及所处环境，强化地下室结构自防水能力，并用动态的观点从材料的耐久性。真正使防水工程涉及既符合设计规范要求，又有针对性，达到较理想的使用效果。