關于鋼筋混凝土地下室結構設計的幾點思考

黃杰

摘要：需要對鋼筋混凝土地下室的結構進行合理的設計，只有這樣才能將地下空間的作用充分發揮出來。

關鍵詞：鋼筋混凝土；結構設計；問題；思考

一、鋼筋混凝土地下室結構設計中存在的問題

在地下室結構設計復雜問題上可以說明混凝土地下室結構工程很大，大到涉及到多個專業，專業知識結構也相對比較復雜，在地下室結構設計中，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、攤水以及管道等其他專業之間的彼此配合聯系。但是從最近的大部分鋼筋混凝土地下室結構設計來看，還存在許多不合理的地方，這對地下空間作用的充分發揮產生了一定的制約。在當前的鋼筋混凝土地下室結構設計中存在的問題主要表現在：

（1）外墻的結構設計。

（2）鋼筋混凝土地下室結構的荷載設計。

（3）底板設計。

（4）地下室抗滲、抗浮設計。

（5）保護層及墊層厚度設計。

二、鋼筋混凝土地下室結構設計中存在的問題分析及對策

2.1 外 墻

在鋼筋混凝土地下室結構設計的過程中，如果要計算外墻結構，首先需要對彎矩幅度進行調整并以鋼筋混凝土地下室底部結構作為外墻的嵌固端，同時還要考慮外墻的荷載分項系數。如果地下高度較大，需要進行多層建設時，還應按照多跨連續計算，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，當以底板作為外墻嵌固端時，對底板的抗彎能力要求較高，且需要大于外墻的抗彎能力。

在地面結構物樓板支撐的部位，如樓梯口等位置，需要根據實際需要計算結構模型以及實際配筋量，保證地面結構的穩定性。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，需要考慮車道底板集中應力對外墻結構穩定性的影響并采取相應的措施來進行處理。上述情況中，由于外墻的支撐條件不同，因此，需要結合實際計算和設計外墻的結構及相關參數。另外，當各部位頂板的標高處于不同水平時，還應該采取措施對外墻上方支座水平方向應力的傳遞進行處理，以保證外墻頂部各個部位的受力均衡。

在計算地下室外墻結構的配筋量時，除垂直于外墻方向且以鋼筋混凝土內隔墻進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算標準進行計算，其余的外墻結構配筋量均按照豎向單向板配筋量計算標準進行計算。當外墻扶壁柱的豎向荷載比較小時，需要適當的加強其內外側主筋，并且水平筋的調整需要以外墻扶壁柱的截面面積作為依據。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構的穩定性。

2.2 荷載計算

鋼筋混凝土地下室結構的荷載壓力較大，在進行其荷載需求設計時，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。地下室設計相關規范中對地下室各個部位的荷載值給出了具體要求，在進行地下室結構設計的過程中，可以結合建筑的實際使用需要對地下室的荷載能力進行設計。

（1）地下室頂板能達到承受核爆動荷載標準值的要求；

（2）在地下室外墻的荷載設計時，頂板向下傳遞荷載的標準值以及建筑物和外墻各自的自重標準值的組合情況是必須要考慮的；

（3）在地下室的內承重墻設計時，應該考慮頂板向下內承重墻自重標準值、建筑物自重標準值及傳遞的荷載的組合情況，在選擇頂板傳遞荷載時，要將核爆動荷載標準值與正常活動荷載標準值進行對比，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。在進行地下室荷載組合設計的過程中，難點在于計算地下室在承受核爆動荷載的情況下需要承受的靜荷載標準值。

2.3 底 板

底板的設計除了需要考慮荷載問題外，還要考慮抗滲、防水方面的要求。這也對地下室底板的厚度及配筋量提出了一定的要求，其厚度應在50cm左右，配筋率保持在0.25%左右。除此之外，梁的設置應該以地下室底板的實際標高變化情況為依據，底板厚度應該小于梁的寬度，并且還應該考慮底板支座彎矩傳遞，同時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，則還應該考慮沖切、剪切、彎拉等方面的應力。

2.4 抗浮、抗滲及控制措施

一般情況下，如果施工地區的地下水位比較高，在設計地下室結構的過程中，應該認真計算地下室以及地面樓層層數比較少時的抗浮能力。當基礎是樁基礎時，還需要仔細計算樁的抗拔能力。按照鋼筋混凝土地下室結構設計的相關規范，在進行地下室結構抗浮能力的計算時，其荷載分項系數的取值應為0.9。在進行強度計算時，其荷載分項系數的取值應為1.0，并以地下水位的高度及變化的頻率和幅度為基礎進行計算，在實際工程計算中應該以計算結果的極限值進行取值。另外，如果對施工過程及洪水期不夠重視，就有可能會因為地下室結構的抗浮能力達不到要求而受到破壞。在實際工程中，一些較大的地下室上方可能會同時存在多棟獨立的建筑，這時，就有部分區域上方屬于空曠，在這種情況下，地下室頂板各部位受到的荷載差異較大，其抗浮能力也會產生較大差異，因此，需要對各部位的荷載情況及抗浮能力進行單獨計算。

在地下室結構設計的過程中，抗滲能力的計算也是十分重要的。目前的地下室結構基本上屬于鋼筋混凝土結構，而由于鋼筋混凝土本身的特性，其結構中往往會存在較多的孔隙和裂縫，其自身的抗滲能力較差，因此，為了達到設計中的抗滲要求，通常可以采取以下措施對鋼筋混凝土結構進行處理：

（1）補償收縮混凝土。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生的幾率。

（2）膨脹帶。膨脹劑對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，這時可以通過增加膨脹帶的方式實現混凝土無縫施工。

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

（4）提高混凝土的抗拉能力。在設計混凝土結構的過程中，應該添加一定量的高強度鋼筋，從而提高混凝土結構使用中的抗變形能力。

（5）除了上述措施外，在混凝土結構施工后期階段及投入使用后還應加強對混凝土的養護工作。

2.5 保護層和墊層厚度

根據《地下工程防水技術規范》中的相關要求，在進行地下工程施工的過程中，其底板墊層結構的混凝土強度應在C15以上，厚度在100mm以上，如果施工區域土體為軟弱土層，應適量增加底板墊層厚度，最低應保持在150mm以上。如果需要滿足防水要求，其厚度應在250mm以上，以此滿足底板的基本防水要求，這樣才能達到最基本的防水要求。

三、結束語

鋼筋混凝土地下室結構是一個復雜的系統結構，其設計過程十分復雜。在鋼筋混凝土地下室結構設計過程中，需要考慮和計算多種參數進行，地下室結構的設計是否合理且符合相關規范的要求對建筑物整體的使用情況以及工程造價存在著較大的影響。因此，在地下室結構設計的過程中，需要從施工規范要求、安全因素、經濟因素多方面綜合考慮，提高地下室的總體質量，保證整體建筑物的使用質量。

參考文獻

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