丁洪輝

【摘要】將高層建筑的設備用房、地下消防水池和汽車停車位等設在地下室，既能充分發(fā)揮地下室作用，又能滿足基礎埋深的要求。本文探討了地下室設計中的常見問題，并提出了相應的對策措施。

【關鍵詞】地下室；設計；問題：對策措施

【中圖分類號】TU9 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0253-01

高層建筑是社會生產的發(fā)展和人類物質生活需要的產物，是現代社會工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結果。科學技術的進步、經濟的發(fā)展則為高層建筑的發(fā)展提供了堅實的物質基礎。地下室的結構設計過程錯綜復雜我們應以遵循安全、適用和合理的原則，及合理的設計為前提，進行全面考慮，把問題減小至最低或消除，以使建筑地下室結構設計工作發(fā)揮其最大的經濟作用和社會效益、戰(zhàn)備效益，最后達成設計要求。

一、地下室結構抗震要求

當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級可根據具體情況采用三級或更低等級。地下室中無上部結構部分，可根據具體情況采用三級或更低等級。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計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板。某地下車庫頂板作為震抗等級為二級上部結構的嵌固部位，地下室等級也應為二級，

通常不注意會將地下室等級取為三級違反GB50011-2010第6.1.3條規(guī)定。

二、地下室結構平面設計

地下室工程涉及的專業(yè)極為復雜，在高層建筑的地下室結構設計時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設備用房及管道、坑道、排水、通風、采光等各專業(yè)的配合。例如地下室的長度超過設計規(guī)定的長度時，需要與結構專業(yè)配合，確定是否設置變形縫，通常應盡可能少設或不設變形縫，因為設置變形縫會使得變形縫處的防水處理變得復雜。設計人員可以通過設置后澆帶和合理使用混凝外加劑或地上設縫、地下不設縫等方式，達到不設縫的目的。若地下室過長，依靠設置后澆帶的方法難以解決，設計人員應合理地調整平面，將地下室分割成幾個小地下室，中間用較窄的通道相連，以滿足使用及管道相連的要求，而將變形縫設置在通道處，這樣可以使接縫較少且處于受力較小處，便于補救。在結構設計時應合理地設置采光通風井，若高層建筑采光通風井位置設計不當，例如在側壁外作附加通長采光井，而采光井外壁又不能與地下室頂板整體連接，會造成地下室保證結構穩(wěn)定功能的喪失，不能有效地將上部的地震及風力作用傳至側壁及地面，不能滿足高層建筑的埋深要求。

三、地下室外墻結構設計

地下室的外墻是結構設計的重點，應按水、土壓力驗算外墻抗裂。在設計時應注意以下要求：

第一、荷載。地下室外墻所承受的荷載分為水平荷載和豎向荷載。豎向荷載包括上部及地下室結構的樓蓋傳重和自重，水平荷載包括室外地面活載、側向土壓力、地下水側向壓力和人防等效靜荷載。在實際工程設計中，豎向荷載及風荷載或地震作用產生的內力一般不起控制作用，墻體配筋主要由垂直墻面的水平荷載產生的彎矩確定，而且通常不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用，僅按墻板彎曲計算彎曲的配筋。

第二、地下室外墻截面設計時，土壓力引起的效應為永久荷載效應。地下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，靜止土壓力宜由試驗確定。當不具備試驗條件時，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位穩(wěn)定的水壓力按永久荷載考慮，分項系數可取1.2；水位急劇變化的水壓力按可變荷載考慮，分項系數宜取13。有人防要求的地下室外墻的永久荷載分項系數，當其效應對結構不利時取1.2，有利時取1.0；抗爆等效靜荷載分項系數取1.0。

第三、地下室外墻的配筋計算。實際設計時，配筋的計算，對于帶扶壁柱的外墻，不是根據扶壁柱的尺寸大小進行計算，而是均按雙向板計算配筋；扶壁柱則按地下室結構的整體電算分析結果進行配筋，不按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。根據外墻與扶壁柱變形協調的原理，這種設計將使得外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋則有富余量。

第四、地下室底板標高的設計。地下室底板標高變化處僅設1根梁，梁寬甚至小于底板的厚度，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（如樓梯問）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。

四、地下室防水設計

地下室防水設計是一項十分重要的工作，甚至是決定地下室設計成敗的關鍵。在防水設計時，應根據工程的性質、使用要求和重要性等合理確定防水等級，根據防水等級確定防水層數。無論防水等級為幾級，地下室混凝土都應采用結構自防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級應根據水頭高度與混凝土壁的厚度比確定，不得人為地自行降低。根據防水等級的要求，建筑的地下室僅設l道防水混凝土是不能滿足要求的，一般應做卷材防水。在選用防水卷材時，應考慮到地下室環(huán)境惡劣、無法更換的特點，盡量選用耐久性好的卷材。防水卷材在地下室底側應能閉合，尤其應重視節(jié)點設計如樁頭、承臺和積水坑等處，若構造設計不當勢必會形成漏底之舟，失去卷材防水的意義。另外，為了防止少量滲水，便于地下室車道處積水的排放，地下室應設排水明溝和積水坑。

五、地下室抗浮、抗?jié)B及控制措施

地下水位及其變幅是地下室抗浮設計的重要依據。實際在地下室抗浮設計時僅考慮正常使用的極限狀態(tài)，而對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成地下室施工過程中因抗浮不夠而出現局部破壞。另外，在同一整體大面積地下室的上部常建有多棟高層和低層建筑，由于地下室的面積較大、形狀又不規(guī)則，且地下室上方的局部沒有建筑，此類抗浮問題相對比皎難以處理，須作細致分析后再進行處理。地下室結構設計除應滿足受力要求外，抗?jié)B也是其中一個重點。由于鋼筋混凝土結構通常帶裂縫工作，要達到抗?jié)B目的，—般可采取以下措施：

1、補償收縮混凝土。在混凝土中摻入微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫。

2、膨脹帶。疆凝土中膨脹劑的膨脹變形不會完全補償混凝土的早期收縮變形，而設置補償收縮混凝土帶可以實現混凝士連續(xù)澆注無縫施工。

3、后澆帶。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。

4、提高鋼筋混凝土的抗拉能力?；炷翍紤]增加抗變形鋼筋，如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，可在墻體中部設置一道水平暗粱抵抗拉力。當然，在采取以上措施時，同時要注意混凝土的養(yǎng)護。

以上的幾類問題均是筆者在前人總結的經驗技術的基礎上，結合自己的實際工程實踐，列出以供參考，歡迎補充指正。