地下室設(shè)計中常見問題的探討

馮蕓

摘 要：現(xiàn)在，由于城市人口量的增加和機動車的劇增，為了減少住房壓力和機動車的存車壓力，很多城市都在樓房下面建造了地下室、地下停車場或者是車庫。有些城市還在地下建造了人防設(shè)施通道。文章中對地下室設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題做了一些討論。

關(guān)鍵詞：地下室設(shè)計；抗震規(guī)范；重要性

職工的住房問題，一直是各單位領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心的問題。2009年以后，我院就開始承接鐵路局職工住房的設(shè)計工作。這些年設(shè)計的項目包括鐵路西站多個住宅小區(qū)、地窩堡東、西區(qū)多層住宅小區(qū)、鐵路局各街道的高層住宅等，這些建筑住宅中均設(shè)計了地下室或地下車庫，以滿足不同人群的使用要求。在住宅設(shè)計的過程中，會遇到各種各樣的問題。對我單位來說，設(shè)計工作中最為棘手的是地下室的設(shè)計，如何使地下室設(shè)計更堅固，其負(fù)荷滿足設(shè)計要求，確保建筑物質(zhì)量安全，在進(jìn)行設(shè)計時，無論是內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還是走廊通道，很多地方都比正常的室內(nèi)設(shè)計要復(fù)雜的多。下面，對于地下室設(shè)計過程常見的問題進(jìn)行討論與分析。

1 地下室的嵌固

抗震規(guī)范GB5011-2010明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。結(jié)構(gòu)計算時也應(yīng)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(yīng)從地面往上算，并應(yīng)包括地下層。

按照建設(shè)部門及國家相關(guān)部門的規(guī)定，當(dāng)半地下室的埋深必須大于地下室外地面以上的高度，可以不計層數(shù)，總高度從室外地面開始計算。地下室的墻面、橫梁要與上面保持一致，里面在原有基礎(chǔ)上新增墻面時，一定要與上部結(jié)構(gòu)一致，具體執(zhí)行情況可以參照國家標(biāo)準(zhǔn)或者是本行業(yè)的建筑標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)以框架結(jié)構(gòu)、建有半地下室的樓房為例進(jìn)行說明。半地下室埋深若不符合要求，房屋層數(shù)包括半地下室層的總層數(shù)達(dá)到7層，且與總高度若超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，則必須改變結(jié)構(gòu)類型，才能保證建筑施工質(zhì)量與安全，這時，就不能采用框架結(jié)構(gòu)，而必須采用混凝土結(jié)構(gòu)，以保證其滿足抗震要求。

根據(jù)以上案例，并結(jié)合作者多年的工作經(jīng)歷得知，對于住宅的地下室設(shè)計不當(dāng)，設(shè)計馬虎，不能嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求執(zhí)行，對使建筑物住宅的整體抗震性能降低，不能滿足當(dāng)?shù)氐目拐鹨螅员仨氁匾暤叵率业那豆虇栴}。

2 荷載取值與組合

地下室底板的強度計算時，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）第3.2.5條：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(yīng)取為0.9。地下室外墻的土壓力應(yīng)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。

地下室外墻受彎及受剪計算時，土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)，可變荷載效應(yīng)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(yīng)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(yīng)乘側(cè)壓力系數(shù)，這一點經(jīng)常被許多設(shè)計人員忽略。

在進(jìn)行上面沒有建筑物的的地下室或者地下車庫的設(shè)計時，進(jìn)行荷載設(shè)計的過程中要將消防車荷載考慮到其中去，一定要保守的設(shè)計，將最大荷載作為設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，否則將不滿足GB50009-2012第4.1.1條的要求。

3 外墻計算模型

對于地下室鋼筋混凝土外墻配筋的計算需要考慮不同的因素與影響條件。對于很多設(shè)計人員來說，為了圖方便，不對配筋的計算進(jìn)行區(qū)分，均采用雙向板計算，這樣的計算方式對于垂直于外墻的配筋計算較合理，而對于外墻的水平分布筋的量就有所富余。為了防止以上這種情況的發(fā)生，我公司在進(jìn)行職工住宅樓地下室、地下車庫鋼筋混凝土外墻配筋計算時，對于垂直于外墻方向、有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊按雙向板計算配筋，對于其他的外墻，按豎向單向板計算配筋，為保證堅固，對于外墻轉(zhuǎn)角處適當(dāng)加強，做好加固處理。

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(cè)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(yīng)小于側(cè)壁，其厚度和配筋量應(yīng)匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件，底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部，再有地面層開洞位置（如樓梯間）外墻頂部無樓板支撐，計算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)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(yīng)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 裂縫及控制

工程建設(shè)中的墻壁上出現(xiàn)裂縫經(jīng)常發(fā)生，究其原因可以歸納為，原材料的采購問題、工程人員的施工技術(shù)問題、施工過程中的偷工減料問題、施工后期的保養(yǎng)問題。地下室的外墻會承受很大的壓力，這些力會產(chǎn)生壓應(yīng)力和剪切力，使墻壁產(chǎn)生變形，普遍表現(xiàn)為裂縫。國家標(biāo)準(zhǔn)對墻的裂縫要求有一定的規(guī)定，通常要在0.2毫米以內(nèi)。墻體中的鋼筋量要經(jīng)過計算才能得出，一定要計算好比例。

工程中許多設(shè)計將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算彎距調(diào)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GB50108-2008第4.1.6條），地下室外墻與底板連接構(gòu)造不合理，建筑物超長未設(shè)縫或留置后澆帶（違反GB50010-2012第9.1.1條），后澆帶的位置設(shè)置不當(dāng)，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出入口與主體結(jié)構(gòu)相連處未設(shè)沉降縫等，導(dǎo)致違反設(shè)計規(guī)范，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

對于高層建筑住宅，地下室的整體設(shè)計比較長，仿佛住宅樓的大底盤，這樣的結(jié)構(gòu)需要建筑施工過程中，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，防止其開展裂縫。常用的措施有以下幾點：一是在混凝土中混入適當(dāng)?shù)奈⑴蛎泟?，以此來控制混凝土的收縮在膨脹范圍內(nèi)，從而控制裂縫開裂。二是合理設(shè)置膨脹加強帶，保證混凝土連續(xù)澆注無縫施工過程達(dá)到技術(shù)要求，防止此處產(chǎn)生裂縫開裂。三是采用后澆帶技術(shù)，防止裂縫變形的產(chǎn)生。四是采取措施，提高鋼筋混凝土的抗拉能力。一般來說，可以考慮對混凝土增加抗變形鋼筋，對于側(cè)壁，增加水平溫度筋，強化表面層。側(cè)壁由于受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，為了降低這種現(xiàn)象的發(fā)生，以在墻體中部設(shè)一道水平暗梁的方式來抵抗拉力為宜。

5 保護(hù)層和墊層厚度問題

《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2008）第4.1.6對防水混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定：結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)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(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層，強度等級不應(yīng)小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應(yīng)小于150mm。

在近些年的房屋建造設(shè)計中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些地方漏水的現(xiàn)象，原因很多，有的是結(jié)構(gòu)厚度小于規(guī)定的要求，迎水面鋼筋的保護(hù)層厚度沒有達(dá)到規(guī)定的值。所以在工程設(shè)計中，一定要執(zhí)行國家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值。

再有地下室頂板鋼筋應(yīng)加強，保護(hù)層和混凝土墊層及強度等級也應(yīng)符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2008）第4.1.6條的規(guī)定，否則就會產(chǎn)生地下室外墻、底板等迎水面保護(hù)層厚度，底板與土接觸處鋼筋保護(hù)層厚等不符合4.1.6條要求的問題。

參考文獻(xiàn)

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