張　旭（福建　泉州　362000）

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題分析

張旭
（福建泉州362000）

摘要：本文主要對地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中的重點問題進行了論述，希望通過本文的論述，能夠為相關(guān)的同仁提供幫助。

關(guān)鍵詞：地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題分析

1　地下室層高的確定

地下室層高的選取是一項非常重要的工作，其在很大程度上影響著地下室的設(shè)計，包括地下室基礎(chǔ)維護的設(shè)計、地下室的抗浮設(shè)計等各個方面。具體可以采取下列幾項措施來進行地下室層高的優(yōu)化處理：首先，應(yīng)該采取有效的措施來盡可能地減少地下室頂板覆土層的厚度。頂板覆土厚度的確定主要考慮兩個方面的因素，一個是給排水專業(yè)雨污水管道的鋪設(shè)，還有一個是景觀專業(yè)植被種植的具體需求（如圖l所示）。

另外，地下室頂板可采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式，可有效地減小地下室層高，此時頂板板厚度可取400mm，并設(shè)置柱帽，此時地下室層高較一般梁板結(jié)構(gòu)可減小600mm左右，如圖2所示為筆者所做的某地下室竣工后使用狀況。柱距8.4m，地下室頂板厚400mm，采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)。綜合各個方面的因素，對消防管道進行嚴格地設(shè)置，這樣能夠節(jié)省200mm的地下室層高；通風(fēng)管道應(yīng)該沿著車位內(nèi)側(cè)或者是墻角進行布置，避免布置在通道的位置上，來進一步提高通道的凈高效果；將地下室底板覆土層取消，能夠有效地節(jié)約200mm～300mm的地下室層高。

2　地下室設(shè)計中的變形縫與后澆帶

對于高層建筑來說，比較常見的變形縫主要包括以下幾種：伸縮縫、沉降縫、防震縫等等。伸縮縫的形成主要是由于從基礎(chǔ)往上把建筑物斷開，防止建筑物由于溫度或者是伸縮變形而造成開裂甚至是破壞。所以說，建筑在沉降縫位置的地方應(yīng)該從上部至基礎(chǔ)全部斷開，把建筑整體分為若干個部分，進而確保各個部分的沉降都能夠保持均勻，防止由于沉降的差異太大而造成開裂破壞；防震縫會把建筑分為平面規(guī)則的、較為簡單的。在進行防震縫設(shè)置的時候，在其設(shè)置位置的地方可以將其斷開，也可以不將其斷開。對于任何工程項目來說，在進行以上三種變形縫設(shè)置的時候，都必須要做到考慮周全。對于高層建筑的地下室來說，防水要求是最基本的，但是變形縫剛好是防水最為薄弱的一個環(huán)節(jié)，一旦沒有處理到位將會導(dǎo)致地下水滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。所以，在進行地下室設(shè)計的時候，應(yīng)該盡量設(shè)置后澆帶，由此來有效地避免變形縫的設(shè)置。

圖1　優(yōu)化后地下室剖面圖圖2　設(shè)置柱帽地下室照片

《高規(guī)》當中也作出了規(guī)定，指出了高層建筑的地下室不適合進行變形縫的設(shè)置。通常情況下，地下室都會進行施工后澆帶的設(shè)置，主要目的在于把硬化過程中的應(yīng)力完全釋放出來，進而達到有效控制以及減少混凝土初始裂縫的目的。所以，在《高規(guī)》當中指出，在地下室大于伸縮縫的最大距離需求的情況下，應(yīng)該每間隔30m～40m的距離進行施工后澆帶的設(shè)置，需要注意的是，要確保施工后澆帶能夠貫通地下室頂板、外壁以及頂板，還有一點應(yīng)該注意的是，后澆帶的設(shè)置一定要盡量避開梁板的最大受力位置，通常情況下，都將其設(shè)置于柱距的三等分線周邊的位置。后澆帶澆筑的時間也有所講究，一般要求在60d以后進行。

此外，在材料上并可做特別要求和處理。如要求在混凝土中添加一些抗裂防水的外加劑，通常主要為膨化劑和抗裂纖維，可有效地防止地下室開裂滲水。對于施工工期要求比較緊無法留置較多的后澆帶的工程，亦可采用膨脹加強帶的做法，此時膨脹加強帶的區(qū)段長度應(yīng)通過計算確定，一般以不超過120m為宜。

3　地下室外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

3.1荷載計算

地下室外墻承受了多方面的荷載，包括上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載以及水平荷載。然而，在對地下室外墻進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，通常情況下，上部結(jié)構(gòu)豎向荷載所產(chǎn)生的內(nèi)容起不到任何的控制效果，可以發(fā)揮控制效果的還是由于水平荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力。在具體的應(yīng)用過程當中，豎向荷載與地震所產(chǎn)生的力是很難進行控制的。而墻體配筋應(yīng)該考慮到垂直于墻面的水平荷載形成的彎矩，通常情況下，豎向荷載的壓彎都不考慮在內(nèi)。對于靜止土壓力系統(tǒng)需要結(jié)合具體的試驗進行確定。如果實在無法開展試驗，可將黏性土的值確定為0.5～0.7，黏土值可以確定為0.34～0.45。

3.2配筋計算

因為地下室工程當中的臨空墻以及頂板、外墻和頂板的交接部位承受很大的作用力，因此，要考慮到整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定效果，就需要把地下室側(cè)墻外的豎向鋼筋伸人到頂板當中。在具體操作的時候，應(yīng)該根據(jù)雙向板來對配筋進行嚴格的計算，而不是按照扶壁柱的尺寸來計算。在對地下室外墻的配筋進行計算的時候，不僅和外墻方向垂直的部分有鋼筋混凝土，其余形式的外墻一般也應(yīng)該根據(jù)豎向單向板進行配筋的計算。對于豎向載荷相對而言比較小的外墻扶壁柱，不管是外墻轉(zhuǎn)角的位置，還是內(nèi)外側(cè)的主筋部分，都應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進行加強處理。需要注意的是，扶壁墻的截面積是界定外墻水平分布筋的有效依據(jù)。

4　抗浮設(shè)計

地下室設(shè)計中，一項很重要的內(nèi)容是抗浮設(shè)計，其合理的設(shè)計將會很大程度上決定工程造價。

（1）荷載取值

恒載應(yīng)取頂板覆土自重，地下室頂板、底板梁板及柱自重、地下室建筑地面自重及基礎(chǔ)自重。

圖1　優(yōu)化后地下室剖面圖圖2　設(shè)置柱帽地下室照片

圖1優(yōu)化后地下室剖面圖

活載：不考慮活載。

（2）抗浮水位的確定

一般地質(zhì)勘查報告中會對抗浮設(shè)計水位予以明確，但在實際工程設(shè)計時應(yīng)對具體工程做出具體分析，對地勘報告中提及的水位結(jié)合工程周圍環(huán)境地形標高是否合理進行分析，避免水位過高造成浪費和水位不足存在安全隱患，對于有一邊露出地面的面積較大地下室，可在底板底設(shè)置濾水層和導(dǎo)流盲溝使底板板底的水排出以減小或消除水位的影響。

另外，根據(jù)地下室四周填土的滲透性，對水壓力予以折減。

（3）抗浮措施

對于自重?zé)o法抵抗浮力的地下室應(yīng)采取抗浮措施?？垢〈胧┌ㄥ^桿、抗拔樁等。錨桿及抗拔樁的極限抗拔力應(yīng)通過試驗來確定，應(yīng)盡量通過提高抗拔力措施來減小其使用數(shù)量。值得一提的是，由于錨桿及抗拔樁均為抗拔樁極限值，除以2為其特征值，此時用來抗水浮力的地下室自重也應(yīng)為特征值，既自重不必乘0.9的系數(shù)，這樣才使得其安全度與基礎(chǔ)及樁一致。

5　地下室的防水設(shè)計問題

如何才能夠有效地將地下室的防水問題解決到位，需要做好以下幾個方面的工作，首先，在具體設(shè)計的過程當中，一定要緊密地結(jié)合工程的具體性質(zhì)，根據(jù)具體需求以及重要程度等各個方面的因素來科學(xué)合理地確定防水的具體等級，在進行地下室防水設(shè)計的時候，具體應(yīng)該注意三個要點：第一個要點是主體結(jié)構(gòu)的防水；第二個要點是細部構(gòu)造的防水；也被稱之為節(jié)點防水；第三個要點是結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計，包括局部抗浮以及整體抗浮。很大一部分的地下室主體結(jié)構(gòu)防水就是采用防水混凝土。通常情況下，防水混凝土被分為以下幾種：普通混凝土、外加劑防水混凝土、膨脹水泥防水混凝土。在選擇防水混凝土的時候，一定要考慮到設(shè)計抗?jié)B等級這一要素。對于地下室的節(jié)點防水，需要對地下室的相應(yīng)施工縫、變形縫以及后澆帶等采取相應(yīng)的防水處理，比如設(shè)置止水帶、止水鋼板等等。

結(jié)語

綜上所述，通過加強地下室建筑的方式，可以最大限度地利用地下空間，進一步提高地下工程的質(zhì)量，使得整個建筑的質(zhì)量得到有效地提高，促使工程建設(shè)規(guī)劃科技水平的進一步提高，有效地提高地下城市空間開發(fā)利用價值。

參考文獻

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中圖分類號：TU97

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