地下室設計中常見問題的探討

馮蕓

摘 要：現在，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施通道。文章中對地下室設計中經常出現的問題做了一些討論。

關鍵詞：地下室設計；抗震規范；重要性

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

1 地下室的嵌固

抗震規范GB5011-2010明確規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板結構，地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結構嵌固部位。結構計算時也應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層數應從地面往上算，并應包括地下層。

按照建設部門及國家相關部門的規定，當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，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，里面在原有基礎上新增墻面時，一定要與上部結構一致，具體執行情況可以參照國家標準或者是本行業的建筑標準。

現以框架結構、建有半地下室的樓房為例進行說明。半地下室埋深若不符合要求，房屋層數包括半地下室層的總層數達到7層，且與總高度若超過設計標準要求，則必須改變結構類型，才能保證建筑施工質量與安全，這時，就不能采用框架結構，而必須采用混凝土結構，以保證其滿足抗震要求。

根據以上案例，并結合作者多年的工作經歷得知，對于住宅的地下室設計不當，設計馬虎，不能嚴格按標準技術要求執行，對使建筑物住宅的整體抗震性能降低，不能滿足當地的抗震要求，所以必須要重視地下室的嵌固問題。

2 荷載取值與組合

地下室底板的強度計算時，根據《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）第3.2.5條：板、覆土的自重的荷載分項系數取1.0。抗浮計算時，板、覆土的自重的荷載分項系數應取為0.9。地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力，根據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，土壓力引起的效應為永久荷載效應，可變荷載效應控制的組合時，土壓力的荷載分項系數取1.2；永久荷載效應控制的組合時，其荷載分項系數取1.35。對于地面活荷載，同樣應乘側壓力系數，這一點經常被許多設計人員忽略。

在進行上面沒有建筑物的的地下室或者地下車庫的設計時，進行荷載設計的過程中要將消防車荷載考慮到其中去，一定要保守的設計，將最大荷載作為設計的標準，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。對于很多設計人員來說，為了圖方便，不對配筋的計算進行區分，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生，我公司在進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，對于外墻轉角處適當加強，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小于側壁，其厚度和配筋量應匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側壁為懸臂構件，底板的抗彎能力不應小于側壁底部，再有地面層開洞位置（如樓梯間）外墻頂部無樓板支撐，計算模型和配筋構造均應與實際相符。車道緊靠地下室外墻時，車道底板位于外墻中部，應注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用，該荷載經常遺漏。

4 裂縫及控制

工程建設中的墻壁上出現裂縫經常發生，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問題、施工過程中的偷工減料問題、施工后期的保養問題。地下室的外墻會承受很大的壓力，這些力會產生壓應力和剪切力，使墻壁產生變形，普遍表現為裂縫。國家標準對墻的裂縫要求有一定的規定，通常要在0.2毫米以內。墻體中的鋼筋量要經過計算才能得出，一定要計算好比例。

工程中許多設計將地下室防水結構構件的計算彎距調幅，有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項系數、多層時未按多跨連續計算，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造不合理，建筑物超長未設縫或留置后澆帶（違反GB50010-2012第9.1.1條），后澆帶的位置設置不當，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出入口與主體結構相連處未設沉降縫等，導致違反設計規范，產生結構破壞，出現滲漏現象。

對于高層建筑住宅，地下室的整體設計比較長，仿佛住宅樓的大底盤，這樣的結構需要建筑施工過程中，采取適當的措施，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的微膨脹劑，以此來控制混凝土的收縮在膨脹范圍內，從而控制裂縫開裂。二是合理設置膨脹加強帶，保證混凝土連續澆注無縫施工過程達到技術要求，防止此處產生裂縫開裂。三是采用后澆帶技術，防止裂縫變形的產生。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，對于側壁，增加水平溫度筋，強化表面層。側壁由于受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，為了降低這種現象的發生，以在墻體中部設一道水平暗梁的方式來抵抗拉力為宜。

5 保護層和墊層厚度問題

《地下工程防水技術規范》（GB50108-2008）第4.1.6對防水混凝土結構規定：結構厚度不應小于250mm；裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層，強度等級不應小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應小于150mm。

在近些年的房屋建造設計中，經常會出現一些地方漏水的現象，原因很多，有的是結構厚度小于規定的要求，迎水面鋼筋的保護層厚度沒有達到規定的值。所以在工程設計中，一定要執行國家或者行業標準中的規定值。

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

參考文獻

[1]GBJ10-89.混凝土結構設計規范[S].

[2]CECS25：90.混凝土結構加固技術規范[S].