關(guān)于鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

黃杰

摘要：需要對(duì)鋼筋混凝土地下室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，只有這樣才能將地下空間的作用充分發(fā)揮出來。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；思考

一、鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜問題上可以說明混凝土地下室結(jié)構(gòu)工程很大，大到涉及到多個(gè)專業(yè)，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)也相對(duì)比較復(fù)雜，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮人防的需要、防火功能、使用功能，也要考慮采光、通風(fēng)、攤水以及管道等其他專業(yè)之間的彼此配合聯(lián)系。但是從最近的大部分鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，還存在許多不合理的地方，這對(duì)地下空間作用的充分發(fā)揮產(chǎn)生了一定的制約。在當(dāng)前的鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題主要表現(xiàn)在：

（1）外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（2）鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)。

（3）底板設(shè)計(jì)。

（4）地下室抗?jié)B、抗浮設(shè)計(jì)。

（5）保護(hù)層及墊層厚度設(shè)計(jì)。

二、鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題分析及對(duì)策

2.1 外 墻

在鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，如果要計(jì)算外墻結(jié)構(gòu)，首先需要對(duì)彎矩幅度進(jìn)行調(diào)整并以鋼筋混凝土地下室底部結(jié)構(gòu)作為外墻的嵌固端，同時(shí)還要考慮外墻的荷載分項(xiàng)系數(shù)。如果地下高度較大，需要進(jìn)行多層建設(shè)時(shí)，還應(yīng)按照多跨連續(xù)計(jì)算，保證地下室外墻底部的彎矩與其相鄰底板的彎矩值相同。另外，當(dāng)以底板作為外墻嵌固端時(shí)，對(duì)底板的抗彎能力要求較高，且需要大于外墻的抗彎能力。

在地面結(jié)構(gòu)物樓板支撐的部位，如樓梯口等位置，需要根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算結(jié)構(gòu)模型以及實(shí)際配筋量，保證地面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果地下室有與外墻相鄰的車道并且車道底板處于外墻中部時(shí)，需要考慮車道底板集中應(yīng)力對(duì)外墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響并采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行處理。上述情況中，由于外墻的支撐條件不同，因此，需要結(jié)合實(shí)際計(jì)算和設(shè)計(jì)外墻的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)。另外，當(dāng)各部位頂板的標(biāo)高處于不同水平時(shí)，還應(yīng)該采取措施對(duì)外墻上方支座水平方向應(yīng)力的傳遞進(jìn)行處理，以保證外墻頂部各個(gè)部位的受力均衡。

在計(jì)算地下室外墻結(jié)構(gòu)的配筋量時(shí)，除垂直于外墻方向且以鋼筋混凝土內(nèi)隔墻進(jìn)行連接的外墻板塊以及扶壁柱截面面積較大的外墻板塊外，之間的外墻板塊的配筋量需要以雙向板配筋量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，其余的外墻結(jié)構(gòu)配筋量均按照豎向單向板配筋量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)外墻扶壁柱的豎向荷載比較小時(shí)，需要適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)其內(nèi)外側(cè)主筋，并且水平筋的調(diào)整需要以外墻扶壁柱的截面面積作為依據(jù)。另外，外墻水平筋必須滿足最小配筋率要求，以保證特殊情況下外墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 荷載計(jì)算

鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)的荷載壓力較大，在進(jìn)行其荷載需求設(shè)計(jì)時(shí)，需要從人防工程、建筑自重、土體壓力及水體壓力等多方面綜合考慮地下室荷載總量及分布情況。地下室設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范中對(duì)地下室各個(gè)部位的荷載值給出了具體要求，在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，可以結(jié)合建筑的實(shí)際使用需要對(duì)地下室的荷載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）地下室頂板能達(dá)到承受核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的要求；

（2）在地下室外墻的荷載設(shè)計(jì)時(shí)，頂板向下傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值以及建筑物和外墻各自的自重標(biāo)準(zhǔn)值的組合情況是必須要考慮的；

（3）在地下室的內(nèi)承重墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮頂板向下內(nèi)承重墻自重標(biāo)準(zhǔn)值、建筑物自重標(biāo)準(zhǔn)值及傳遞的荷載的組合情況，在選擇頂板傳遞荷載時(shí)，要將核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與正?；顒?dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，選擇較大的荷載值；

（4）地下室的底板需要考慮到建筑物地上空間及地下空間的整體荷載。在進(jìn)行地下室荷載組合設(shè)計(jì)的過程中，難點(diǎn)在于計(jì)算地下室在承受核爆動(dòng)荷載的情況下需要承受的靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

2.3 底 板

底板的設(shè)計(jì)除了需要考慮荷載問題外，還要考慮抗?jié)B、防水方面的要求。這也對(duì)地下室底板的厚度及配筋量提出了一定的要求，其厚度應(yīng)在50cm左右，配筋率保持在0.25%左右。除此之外，梁的設(shè)置應(yīng)該以地下室底板的實(shí)際標(biāo)高變化情況為依據(jù)，底板厚度應(yīng)該小于梁的寬度，并且還應(yīng)該考慮底板支座彎矩傳遞，同時(shí)將適量的抗扭鋼筋加入到梁中。如果地下室底板為樁箱、樁筏基礎(chǔ)，則還應(yīng)該考慮沖切、剪切、彎拉等方面的應(yīng)力。

2.4 抗浮、抗?jié)B及控制措施

一般情況下，如果施工地區(qū)的地下水位比較高，在設(shè)計(jì)地下室結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)該認(rèn)真計(jì)算地下室以及地面樓層層數(shù)比較少時(shí)的抗浮能力。當(dāng)基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)時(shí)，還需要仔細(xì)計(jì)算樁的抗拔能力。按照鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)抗浮能力的計(jì)算時(shí)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值應(yīng)為0.9。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值應(yīng)為1.0，并以地下水位的高度及變化的頻率和幅度為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際工程計(jì)算中應(yīng)該以計(jì)算結(jié)果的極限值進(jìn)行取值。另外，如果對(duì)施工過程及洪水期不夠重視，就有可能會(huì)因?yàn)榈叵率医Y(jié)構(gòu)的抗浮能力達(dá)不到要求而受到破壞。在實(shí)際工程中，一些較大的地下室上方可能會(huì)同時(shí)存在多棟獨(dú)立的建筑，這時(shí)，就有部分區(qū)域上方屬于空曠，在這種情況下，地下室頂板各部位受到的荷載差異較大，其抗浮能力也會(huì)產(chǎn)生較大差異，因此，需要對(duì)各部位的荷載情況及抗浮能力進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。

在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，抗?jié)B能力的計(jì)算也是十分重要的。目前的地下室結(jié)構(gòu)基本上屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而由于鋼筋混凝土本身的特性，其結(jié)構(gòu)中往往會(huì)存在較多的孔隙和裂縫，其自身的抗?jié)B能力較差，因此，為了達(dá)到設(shè)計(jì)中的抗?jié)B要求，通?？梢圆扇∫韵麓胧?duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理：

（1）補(bǔ)償收縮混凝土。在混凝土的配置過程中，通過加入各種膨脹劑，能夠使混凝土硬化過程中的收縮比例降低，降低混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的幾率。

（2）膨脹帶。膨脹劑對(duì)混凝土體積的變化影響較小，因此，在很多情況下難以滿足混凝土體積膨脹要求，這時(shí)可以通過增加膨脹帶的方式實(shí)現(xiàn)混凝土無縫施工。

（3）后澆帶。后澆帶的設(shè)置能夠使混凝土早期短時(shí)間釋放約束力，相對(duì)于混凝土的自然收縮能夠有效降低混凝土的收縮裂縫發(fā)生幾率。

（4）提高混凝土的抗拉能力。在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)該添加一定量的高強(qiáng)度鋼筋，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)使用中的抗變形能力。

（5）除了上述措施外，在混凝土結(jié)構(gòu)施工后期階段及投入使用后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

2.5 保護(hù)層和墊層厚度

根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，在進(jìn)行地下工程施工的過程中，其底板墊層結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)在C15以上，厚度在100mm以上，如果施工區(qū)域土體為軟弱土層，應(yīng)適量增加底板墊層厚度，最低應(yīng)保持在150mm以上。如果需要滿足防水要求，其厚度應(yīng)在250mm以上，以此滿足底板的基本防水要求，這樣才能達(dá)到最基本的防水要求。

三、結(jié)束語

鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)過程十分復(fù)雜。在鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要考慮和計(jì)算多種參數(shù)進(jìn)行，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理且符合相關(guān)規(guī)范的要求對(duì)建筑物整體的使用情況以及工程造價(jià)存在著較大的影響。因此，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要從施工規(guī)范要求、安全因素、經(jīng)濟(jì)因素多方面綜合考慮，提高地下室的總體質(zhì)量，保證整體建筑物的使用質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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