淺談地下室設計中常見問題及對策

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摘要：地下室的建設在現(xiàn)在的建筑中已經(jīng)非常普遍，地下室的設計業(yè)有了長足的進步，但是如今的地下室建設也存在不少的問題，本文就當前地下室設計中常見的問題進行研究并提出相應的策略及建議。 

關鍵詞：地下室、設計、問題、對策  中圖分類號：s611文獻標識碼：a 文章編號：  一、前言  目前城市建設中建造了大量的地下室及地下車庫，由于涉及到工期和投入的建設費用，設計中與地下室相關的不少問題也逐漸變得突出起來。本文就地下室的抗震設計、荷載的選擇及組合、外墻的計算及底板的設計、地下室抗浮設計、裂縫及控制方法、保護層和墊層厚度等方面進行研究。  二、地下室設計中常見問題及相應對策  目前城市建設中建造了大量的地下室及地下車庫，由于涉及到工期和投入的建設費用，設計中與地下室相關的不少問題也逐漸變得突出起來。地下室按其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類，這里僅對普通地下室設計中遇到的一些問題進行分析，以供工程設計參考。  1、抗震設計  地下室的抗震等級應根據(jù)具體情況來確定，地下室如果設計不當，對整體抗震性能會產(chǎn)生較大影響。地下室的墻柱與上部結構的墻柱要協(xié)調統(tǒng)一。地下室頂板室內外板面標高變化處，當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，未采取措施不應作為上部結構的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構，地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結構嵌固部位。結構計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強區(qū)層數(shù)應從地面往上算，并應包括地下室。  2、荷載的選擇及組合  地下室外墻受彎及受剪計算時，土壓力引起的效應為永久荷載效應，可變荷載效應控制的組合時，土壓力的荷載分項系數(shù)取 1.2；永久荷載效應控制的組合時，其荷載分項系數(shù)取 1.35。對于地面活荷載，同樣應乘側壓力系數(shù)。地下室底板的強度計算時，根據(jù) 《建筑結構荷載規(guī)范》 （gb50009-2001） 第 3.2.5 條規(guī)定:板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)取 1.0?？垢∮嬎銜r，板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)應取為0.9。地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力，根據(jù)土性的不同分別采用不同的計算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算;頂板的荷載取用：如果地下室頂部沒有房屋，是空曠場地或為庭院綠化用地，其荷載要考慮平時消防車荷載或大于消防車的可能荷載，設計中應取起控制作用的荷載作為設計依據(jù)。  3、外墻的計算及底板的設計  地下室外墻配筋計算：有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調的原理，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。因而除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間) 外墻板塊按雙向板計算配筋外，其  余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁，其內外側主筋也應予以適當加強。外墻的水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小， 可適當另配外側附加短水平負筋予以加強，外墻轉角處也同此予以適當加強。地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端)，側壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣，底板的抗彎能力不應小于側壁，其厚度和配筋量應匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側壁為懸臂構件，底板的抗彎能力不應小于側壁底部。地下室底板標高變化處也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類似問題：標高變化處僅設一梁，梁寬甚至小于底板厚度，梁內僅靠兩側箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐，計算模型和配筋構造均應與實際相符。車道緊靠地下室外墻時，車道底板位于外墻中部，應注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用，該荷載經(jīng)常遺漏。  4、地下室抗浮設計  地下水位及其變幅是地下室抗浮設計重要依據(jù)，實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)， 對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。如果地質報告提供地下最高水位在天然地-0.5~1m 處，抗浮地下水位應按整個小區(qū)建筑完成面（即室外地面）標高下500mm 計算，而不是取天然地面下500mm 或車庫上覆土頂面下500mm 進行計算。常見設計問題如：地下水位未按勘察報告確定，或勘察報告未提供計算浮力的地下水位及其變幅，違反了gb50007-2002 第3.0.3 條；斜坡道未進行抗浮驗算，斜坡道與主體分縫處未作處理  5、裂縫及控制方法  地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應力，直至出現(xiàn)收縮裂縫，地下室外墻裂縫寬度控制在 0.2mm 之內，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。工程中許多設計將地下室防水結構構件的計算彎距調幅，有的下端按鉸接，有的未考慮荷載分項系數(shù)，多層時未按多跨連續(xù)計算，地下室外墻在計算中漏掉抗裂性驗算 （違反 gb50108-2001 第 4.1.6 條），地下室外墻與底板連接構造不合理，建筑物超長未設縫或留置后澆（違反 gb50010-2002 第 9.1.1 條），后澆帶的位置設置不當，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出入口與主體結構相連處未設沉降縫等，導致違反設計規(guī)范，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。地下室整體超長，應采取相應措施，防止裂縫開展，采取的主要措施：  （1）補償收縮混凝土，即在混凝土中滲入 uea、hea 等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。  （2）膨脹帶，由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償，為了實現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶，根據(jù)一些工程實踐，一般超過 60m 設置膨脹加強帶。  （3）后澆帶，作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應用。  6、提高鋼筋混凝土的抗拉能力，混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，對于側壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用。側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設一道水平暗梁抵抗拉力。  7、保護層和墊層厚度  地下工程防水技術規(guī)范》 （gb50108-2001） 對防水混凝土結構規(guī)定：結構厚度不應小于 250mm；裂縫寬度不得大于 0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于 50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層，強度等級不應小于 c15，厚度不小于 100mm，在軟弱土層中不應小于 150mm。工程實踐表明如果結構厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現(xiàn)象的常見原因，因此規(guī)范修訂以后對限值作了相應的提高，應引起注意?！兜叵鹿こ谭浪夹g規(guī)范》（gb50108-2001） 對防水混凝土結構規(guī)定：結構厚度不應小于 250mm；裂縫寬度不得大于 0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于 50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層，強度等級不應小于 c15，厚度不小于 100mm，在軟弱土層中不應小于 150mm。工程實踐表明如果結構厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現(xiàn)象的常見原因，因此規(guī)范修訂以后對限值作了相應的提高，應引起注意。