地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素與技術(shù)措施

摘要：地下室上承上部結(jié)構(gòu)，下接土質(zhì)內(nèi)部，造成了地下室設(shè)計的不可預(yù)見因素。闡述并分析了地下室設(shè)計中存在的問題和影響因素；最后，針對以上問題和影響因素以及結(jié)合自身經(jīng)驗，探討和提出了一些穩(wěn)固地下室結(jié)構(gòu)的技術(shù)措施，包括抗浮、抗震、防水及保護(hù)層、墊層等方面。

關(guān)鍵詞：地下室結(jié)構(gòu)；影響因素；技術(shù)措施

1引言

隨著城市化進(jìn)程加快，城市土地資源日漸減少，這使得城市的建筑和交通逐步向地下發(fā)展，大部分建筑都開始興建地下室[1]。地下室一般是指建筑首層地面以下，可以使用的構(gòu)筑空間，根據(jù)其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)地下室[2]。一般情況下，地下室不算建筑覆蓋率，不占用建設(shè)用地的建筑密度。在一定程度上，地下室建筑可以節(jié)約大量的城市土地資源。然而，地下室設(shè)計是否合理，直接影響工程造價乃至正常使用壽命，以及地下室人員的財產(chǎn)和生命安全。

因此，本文分析了地下室設(shè)計中的影響因素和主要存在的問題。然后，針對這些問題，提出了幾點(diǎn)技術(shù)措施，以期在有限的經(jīng)濟(jì)條件下，協(xié)調(diào)好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)在地下室建設(shè)工程中的相互關(guān)系，并為地下室的建設(shè)提供有力的理論支持，從而實現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)及地下室建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

2地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素

地下室是一項綜合復(fù)雜的工程，涉及到的影響因素和技術(shù)問題繁多[3]，主要包括有：地下室總體結(jié)構(gòu)設(shè)計因素、抗浮因素、抗震因素、結(jié)構(gòu)超長設(shè)計因素、防火防水因素、保護(hù)層和墊層設(shè)計因素等。

2.1抗浮因素

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計之初，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；斜坡道未進(jìn)行抗浮驗算，斜坡道與主體分縫處未作處理；抗浮驗算不滿足要求。這些因素都會影響到地下室的建設(shè)和使用。

2.2抗震因素

若地下室設(shè)計不當(dāng)，對其整體的抗震性能會產(chǎn)生較大的影響。影響地下室抗震的因素主要有：半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度，才能不計其層數(shù)，總高度才能從室外地面算起；地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要協(xié)調(diào)統(tǒng)一；結(jié)構(gòu)計算應(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(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上算，并應(yīng)包括地下層等。

2.3防水因素

地下室防水設(shè)計是一項重要的工作項目，它決定了地下室的正常使用效果和使用壽命。影響防水設(shè)計的因素主要有：工程性質(zhì)確定防水等級；防水層數(shù)；混凝土材料；防水卷材等。

2.4超長結(jié)構(gòu)設(shè)計因素

地下室建設(shè)中普遍存在著超長結(jié)構(gòu)的問題，其影響因素包括有混凝土、鋼筋等材料性質(zhì)；地下結(jié)構(gòu)受溫度的影響；后澆帶等。

3技術(shù)措施

3.1地下室總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1.1地下室范圍控制（總體設(shè)計條件）

地下室埋深≥5.0m。個別工程應(yīng)最小退占地紅線2～3.0m，地下室范圍必須在占地紅線內(nèi)，但可出建筑紅線。

3.1.2地下室構(gòu)造埋置深度

地下室構(gòu)造埋置深度的目的是滿足建筑物穩(wěn)定要求，主要有：a） H/18，樁基礎(chǔ)；b） H/15，天然地基、筏基。

3.1.3地下室層高的確定

地下室層高確定需要考慮眾多的因素，設(shè)計中主要考慮和分析人防地下室和非人防地下室。

㈠人防地下室

①覆土層厚度控制；大型社區(qū)的開發(fā)商，目前將環(huán)境設(shè)計也做為建筑設(shè)計的一部分，很多環(huán)境要在地下室頂板上來完成。

㈡非人防地下室

①覆土層可根據(jù)情況而定，沒有覆土層時，重力管線必要時可穿地下室頂板走頂板底，此時可根據(jù)管線長短，找坡等要求，合理分配空間。

3.2防火設(shè)計

3.2.1防火分區(qū)布置；應(yīng)盡量采用防火墻、防火卷簾、防火門等分隔。防火門防火分區(qū)作平層劃分情況下，應(yīng)注意坡道口，自動扶梯用邊，觀光電梯口以及上下連通的口部周圍加設(shè)防火卷簾或防火墻分隔。同時，防火卷簾、防火門要注意寬度和高度設(shè)計。

3.2.2人員安全疏散口。一般情況下，每個防火分區(qū)均應(yīng)有不少于兩個安全出口。非停車區(qū)例如設(shè)備房，輔助用房等，有兩個或兩個以上的防火區(qū)時，可利用兩個防火分區(qū)間的連通門（防火門）作為一個安全出口，不同防火區(qū)可共用同一個疏散樓梯分別作其安全出口。

3.3防水設(shè)計

地下室的維護(hù)結(jié)構(gòu)由于受到各種水的侵蝕，應(yīng)采取有效的防水措施，以保證地下室防水效果。

3.3.1防水方法選用；防水設(shè)計有多種方法，例如隔水法、降排水法 、綜合法。然而，地下室防水應(yīng)用最廣泛的是隔水法，它是利用材料本身的不透水性，以隔絕各種地下水、地表水對地下室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的浸透，如毛細(xì)管水、上層滯止水以及各種有壓力和無壓力水，以起到對地下室的隔水、防潮作用。

3.3.2防水材料選用；主要的防水材料有柔性和剛性防水材料兩種。柔性防水材料具有一定彈性及柔軟性，能適應(yīng)一定程度的微量變形，例如瀝青系防水卷材柔性材料、高聚物改性瀝青防水卷材、合成高分子卷材、防水涂膜等；剛性防水材料：是指以水泥、砂、石為原材料或摻入少量外加劑、高分子聚合物等材料配制而成的具有一定抗?jié)B能力的水泥砂漿或混凝土防水材料。主要有混凝土防水和卷材涂膜防水。

3.3.3防水設(shè)計注意事項；根據(jù)地下室使用要求的重要性，確定防水等級；地下水位與地下室底板高低尺寸關(guān)系、地質(zhì)條件，土質(zhì)飽和特征明確；輔助防水層一般應(yīng)設(shè)在靜水壓作用一面（迎水面）；當(dāng)防水層必須設(shè)在同靜水壓作用相反表面時，則抵抗水的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的強(qiáng)度。

3.4抗浮設(shè)計

因為地下室與其周圍環(huán)境介質(zhì)存在自由水膜，不管這種水膜是潛水、滯留水，它都會產(chǎn)生向上或向下的浮力（根據(jù)阿基米德原理）。所以，浮力大于地下室的自身重量時，地下室將浮起來，而且隨水位的上升而不斷上升。因此，在地下室設(shè)計中，抗浮設(shè)計是很重要的措施，其措施主要有：

①地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計的首要考慮因素。因此，測定抗浮設(shè)防水位，同時設(shè)法降低設(shè)防水位，例如采用不同的地下室地基。

②增加地下室的重量。這是一個基礎(chǔ)直接的做法，不僅增加了地下室的重力，而且增加了地基承載力。

3.5抗震設(shè)計

地下室承載的重力較大，在其設(shè)計中，地下室的墻柱應(yīng)與上層建筑的墻柱保持一致水平，同時，對地下室工程要素的抗震要求有：

（1）柱、墻、板、梁中受力鋼筋接長方式：剪力墻邊緣構(gòu)件、地下室地板和頂板、框架梁及框架柱中，直徑≥16mm的鋼筋均采用機(jī)械連接接頭，其接頭應(yīng)相互錯開，鋼筋機(jī)械連接接頭連接區(qū)段的長度為35d；直徑<16mm的鋼筋可采用焊接連接接頭，其接頭應(yīng)相互錯開，鋼筋焊接連接接頭連接區(qū)段的長度為35d且不小于500mm。

（2）頂板面筋及地板底筋在跨中1/3范圍、頂板底筋急地板面筋在支座范圍接長，同一截面可接長25%總鋼筋面積，相鄰接頭錯開600.

3.6地下室超長結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下室整體結(jié)構(gòu)超長在很多工程中都有報道，結(jié)構(gòu)超長會造成外墻、樓板、梁的開裂。因此，在設(shè)計施工前應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施：

①設(shè)置伸縮后澆帶；當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)大于40～60m 時，應(yīng)設(shè)置一道伸縮后澆帶，且后澆帶混凝土宜采用補(bǔ)償性的收縮混凝土。②不設(shè)置伸縮后澆帶；此時應(yīng)該采取相應(yīng)的保護(hù)措施。例如，設(shè)置膨脹帶和提高鋼筋混凝土抗拉性能。

4結(jié)束語

地下室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計不僅是為了降低工程的代價，使工程和經(jīng)濟(jì)達(dá)到有效的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，而且促進(jìn)社會效益與經(jīng)濟(jì)效益最大化。最重要的是，施工前做好調(diào)研和規(guī)劃可以保證地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，進(jìn)而為入住人員的人生和財產(chǎn)安全提供保障，給人們帶來不必要的損失。

參考文獻(xiàn)

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[3]梁忠.論地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及解決方法[J].四川建材.2007（6）：99-101.