建筑工程中地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

文/牛兆暉、湯愛(ài)博 青島拓界建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東青島 266011

1、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析

1.1 抗浮問(wèn)題分析

針對(duì)地下室的抗浮問(wèn)題，要設(shè)定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位，根據(jù)具體的地下水水位要求進(jìn)行研究和實(shí)時(shí)勘查，采用平板式筏板基礎(chǔ)、增加地下室的重量、設(shè)置抗浮樁等方式方法去解決地下室的抗浮問(wèn)題。

1.2 不均勻沉降問(wèn)題分析

地下室的不均勻沉降問(wèn)題可以采用人工處理地基的方法去降低地基處理的程度，主體結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)部分采用整體基礎(chǔ)也能達(dá)到較小的最終沉降量，還能充分發(fā)揮不同基礎(chǔ)形式的作用和優(yōu)勢(shì)，有利于工作人員進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，確定最終的設(shè)計(jì)方法。

1.3 地下室結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題分析

地下室結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng)問(wèn)題在建設(shè)中時(shí)常遇到，要解決這類問(wèn)題必須設(shè)置伸縮后澆帶或者采用低強(qiáng)度的等級(jí)混凝土、粉煤灰混凝土技術(shù)、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶、適當(dāng)加大分布鋼筋配筋量等辦法去完善這類問(wèn)題。

1.4 人防地下室的問(wèn)題分析

對(duì)于人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要特別注意人防構(gòu)件的最小截面尺寸取值問(wèn)題，按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使頂板的最小防護(hù)厚度、混凝土厚度都能實(shí)現(xiàn)建筑面層的防護(hù)作用。此外，人防構(gòu)件的荷載取值問(wèn)題、人防底板的荷載控制問(wèn)題也是建設(shè)過(guò)程中必須要注意的設(shè)計(jì)問(wèn)題。在考慮防空地下室在核爆動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力分析時(shí)要采用等效靜荷載法進(jìn)行計(jì)算，人防地下室的設(shè)計(jì)還需要考慮人防底板的荷載起控制作用。

2、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 地下室的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

由于地下室在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)受到地質(zhì)或者是地下水位的影響，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前要對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致地勘查。相應(yīng)的施工人員要對(duì)地下室結(jié)構(gòu)做到胸有成竹。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以采用管樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方式，主要是為了能夠降低沉降。進(jìn)行地下室設(shè)計(jì)的過(guò)程中要嚴(yán)格控制各個(gè)層次的材料。比如，強(qiáng)風(fēng)化巖或者是中風(fēng)化巖等就應(yīng)該應(yīng)用到持力層。只有加強(qiáng)巖層的承載能力，才能保證地下室的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。

2.2 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的頂板設(shè)計(jì)

在針對(duì)建筑物的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其中頂板是對(duì)于上部建筑的一個(gè)具有水平約束作用的支座，所以其剛度越大其對(duì)于上部的約束能力就會(huì)更好。所以說(shuō)在針對(duì)地下室結(jié)構(gòu)中頂板的設(shè)計(jì)中厚度通常都會(huì)大于160mm。對(duì)于人防地下室來(lái)說(shuō)還需要讓頂板的厚度必須滿足人防的特殊要求。

根據(jù)我國(guó)有關(guān)建筑物抗震的技術(shù)規(guī)范來(lái)看，在建筑物的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中頂板作為對(duì)于上層建筑物的嵌固端，對(duì)于樓板的厚度以及施工中所用混凝土的強(qiáng)度和樓層側(cè)向剛度都提出了更為具體的要求，并且地下室層數(shù)不宜少于兩次。有關(guān)技術(shù)規(guī)范來(lái)固定處地下室作為建筑物的上部結(jié)構(gòu)嵌固部位所以地下室的頂樓頂板必須要選擇梁板結(jié)構(gòu)才可以滿足安全要求。這就意味著建筑物物的地下室的層數(shù)并不簡(jiǎn)單的由地基基礎(chǔ)的深度來(lái)決定，還需要考慮到其他的因素。在對(duì)地下室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該要一直計(jì)算到可以滿足嵌固端需求的地下室樓層或者底板。

2.3 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的外墻設(shè)計(jì)

在針對(duì)建筑物中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中外墻部分的設(shè)計(jì)匯總主要是需要考慮到彎矩的調(diào)幅，其底部應(yīng)該為固定支座，也就是底板需要設(shè)計(jì)為外墻的嵌固端來(lái)保持穩(wěn)定，還需要考慮到荷載的各種分項(xiàng)系數(shù)，在存在多層地下室的時(shí)候需要考慮到多跨連續(xù)計(jì)算。例如說(shuō)側(cè)壁的底部彎矩需要其相鄰的底板彎矩大小數(shù)據(jù)一樣，同時(shí)抗彎能力不應(yīng)該小于側(cè)壁，同時(shí)還需要其厚度與配筋量進(jìn)行匹配。這種為題在針對(duì)地下車道中最經(jīng)常出現(xiàn)。車道的側(cè)壁主要為懸臂構(gòu)建，所以其底板的抗彎能力不可以低于側(cè)壁底部的抗彎能力。在樓梯間等位置的地面處開洞處外墻的頂部如果沒(méi)有樓板支撐的話，計(jì)算模型和配筋構(gòu)造等都需要與現(xiàn)實(shí)相符。除了在與外墻相垂直的方向上存在有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻互聯(lián)的外墻或者如果扶壁柱的截面面積較大的話那么就需要按照雙向板來(lái)對(duì)配筋進(jìn)行計(jì)算。在豎向上，荷載較小的外墻扶壁柱內(nèi)外側(cè)的主筋也都需要進(jìn)行適當(dāng)加錢來(lái)保持地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在針對(duì)地下室的外墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要對(duì)裂縫的寬度進(jìn)行計(jì)算，寬度不得超過(guò)O.2mm并且不可以貫通。

2.4 下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計(jì)

2.4.1 補(bǔ)償收縮混凝土。在混凝土中摻微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當(dāng)其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時(shí)，即可控制裂縫；

2.4.2 膨脹帶。混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會(huì)完全補(bǔ)償混凝土的早期收縮變形，而設(shè)置補(bǔ)償收縮混凝土帶可以實(shí)現(xiàn)混凝士連續(xù)澆注無(wú)縫施工；

2.4.3 后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長(zhǎng)久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛應(yīng)用；

2.4.4 提高鋼筋混凝土的抗拉能力。混凝土應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋，如側(cè)壁增加水平溫度筋，在混凝土面層起強(qiáng)化作用；側(cè)壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設(shè)置一道水平暗梁抵抗拉力。當(dāng)然，在采取以上措施時(shí)，同時(shí)要注意混凝土的養(yǎng)護(hù)。

2.5 地下室抗震設(shè)計(jì)

2.5.1 當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下抗震等級(jí)可逐漸降低一級(jí)；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）建筑，6、7度時(shí)不宜低于四級(jí)，8度時(shí)不宜低于三級(jí)，九度時(shí)不宜低于二級(jí)；對(duì)于重點(diǎn)設(shè)防類（乙類）建筑，6度時(shí)不宜低于四級(jí)，7度時(shí)不宜低于三級(jí)，8度時(shí)不宜低于二級(jí)，9度時(shí)應(yīng)專門研究。地下室中無(wú)上部結(jié)構(gòu)部分，可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。除九度外，上部結(jié)構(gòu)以外范圍較大的地下室結(jié)構(gòu)可采用三～四級(jí)。

2.5.2 地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱應(yīng)統(tǒng)一。

結(jié)語(yǔ)：

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，涉及的內(nèi)容繁多復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮到地下結(jié)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)，即：結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)、地下室頂板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地下室外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地下室抗浮設(shè)計(jì)、地下室抗震設(shè)計(jì)、保護(hù)層和墊層厚度等，以期能使地下室結(jié)構(gòu)方案能滿足建筑工程的功能需求，從而確保建筑的正常使用。