住宅建筑結構地下室基礎設計探究

■龔 奇，閔艷婷，羅 青，邵 維 ■江西中昌建筑規劃設計院，江西 南昌 330046

1 住宅建筑結構地下室抗震要求分析

住宅建筑地下室的設計對建筑物的整體抗震性能有著非常重要的影響，如果住宅建筑物的地下室設計的不當，對整體抗震性能會產生較大影響，一般對于半地下室的埋深要求應大于地下室外地面以上的高度，才能不計其層數，總高度才能從室外地面開始算起，并且地下室的墻柱與上部結構的墻柱要保證協調統一性。

地下室頂板室內外板面標高變化處，當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，未采取措施不應作為上部結構的嵌固部位，規范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。

2 荷載取值與組合

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，許多設計中計算不對，HiStruct 注，水壓力若取最高水平，則一般按恒載設計，分項系數的取值可參考地下水池設計規范。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。

如果地下室頂部沒有房屋而是空曠場地的話，其荷載是否要考慮平時消防車荷載或大于消防車的可能荷載，實際中比較取起控制作用的荷載作為設計依據。如某工程設計在-1.55m 標高處一層平面是地下室頂板，活載只考慮4.5KN/m2，未計覆土荷載，消防車荷載。

3 外墻計算模型

地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。

筆者建議如下:除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間)外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。

4 地下室裂縫及控制方法分析

地下室外墻混凝土非常容易出現收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產生較大的拉應力，直至出現收縮裂縫，地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm 之內，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。

住宅建筑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 -2001 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 -2002 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，產生滲漏現象。

地下室整體超長，應采取相應措施，防止裂縫開展，常用的解決措施筆者分析如下:

補償收縮混凝土，即在混凝土中滲入UEA、HEA 等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。

膨脹帶，由于混凝土中的膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償，為了實現混凝土連續澆注無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶，根據一些工程實踐，一般超過60m 設置膨脹加強帶。

5 地下室混凝土澆注問題

澆筑混凝土應合理安排施工計劃及工序，合理留置施工縫，澆搗混凝土應連續進行，應該要適當的縮短間隙時間，并應在前層混凝土凝結前將上層混凝土澆搗完畢。

6 地下室抗浮設計措施分析

建筑物的地下水位及其變幅是地下室抗浮設計重要依據，實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態，對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現局部破壞。

實際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規則，加之局部上方沒有建筑，此類抗浮問題也相對比較難以處理，須作細致分析處理。

地下建筑物埋于不透水層，周邊填土為密實的不透水土，當場地無積水時，可不考慮水的浮力作用。

在計算浮力時，地下水最高水位對浮力的大小起著關鍵作用，其取值原則如下:

(1)若有長期水文觀測資料或歷史水位記錄時，浮力的計算可取歷史最高水位;若無長期水文觀測資料或歷史水位記錄時，可采用中水期最高穩定水位。

(2)場地有承壓水且承壓水與潛水有水力聯系時，應按承壓水和潛水的混合最高水位計算。

特殊情況下浮力的計算筆者分析如下:

(1)對處于斜板上的地下室或其他可能產生明顯水頭差的場地上的地下室，應考慮地下水滲流在地下室底板產生的非均布荷載對地下室底板的影響。

(2)地下室在穩定地下水位作用下，浮力按靜水壓力計算，臨時高水位作用下的浮力，在粘性土地基中可適當折減，折減系數由勘察部門提出，在砂土不折減。

具體計算中相關的系數取值如下:

(1)抗浮穩定驗算時，地下室結構自重及頂板上覆土重(有效重度)以其標準值乘以分項系數0.9，水浮力的分項系數取1.0。

(2)地下室底板混凝土構件承載力計算時，水浮力的分項系數取1.35。

7 地下室混凝土施工操作程序

(1)控制好坍落度，混凝土為便于泵送，一般要求有較大的坍落度，一般攪拌站是通過外摻高效減水劑來解決。施工單位在定貨時應在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120 ±20mm 為宜。

(2)泌水，商品混凝土在澆振過程中會發生大量的泌水，當混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時，可改變混凝土澆搗方向，即從盡端往回，與原料坡相交成一個集水坑，用軟軸泵及時排除。

8 加強混凝土的養護與管理

塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養護是高層建筑地下室底板防止產生裂縫的重要環節，目的是控制溫差，防止產生表面裂縫，可充分發揮混凝土早期強度，使溫度產生的應力σmax ＜抗拉強度Rf，防止產生貫穿裂縫。潮濕的環境可防止混凝土表面因脫水而產生的干縮裂縫，澆水養護不少于14d。

［1］周軍.建筑結構設計中的基礎設計探究［J］.城市建設理論研究.2014(07).

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