地下室外墻優化設計分析

韓世沖

摘 要：外墻是地下室結構設計中的關鍵部分，對地下室的建設質量有著至關重要的影響，施工單位需要保證設計的合理性與可行性才能確保地下室結構安全。本文基于地下室外墻優化設計的重要作用，分析了設計的基本原則與外墻上的荷載組成，并探討了外墻設計中存在的問題及其相應的解決措施，希望能以此提升設計質量與效率，并降低施工成本，提高施工單位的經濟競爭力與社會競爭力。

關鍵詞：地下室；外墻結構；外墻設計；優化措施

中圖分類號：TU318 文獻標志碼：A

隨著城市化進程的不斷推進，土地資源緊缺問題逐漸顯現，地下室因其節約空間、成本較低的優勢已經成為現代建筑設計的重要內容。地下室可以作為車庫、儲物間等使用，而外墻設計質量與地下室的安全性息息相關，施工單位應提高重視。外墻的底端連接基礎底板、頂端連接地下室頂板，同時具有圍護、隔土、隔水防腐蝕的功能，如果設計不合理將會直接威脅地下室的使用安全，設計人員應結合經驗與專業知識，充分考慮各種影響因素，不斷優化設計效果，為地下室的外墻建造安全保駕護航。

1 地下室外墻設計概述

1.1 地下室外墻設計的基本原則

為了確保地下室外墻的設計質量，設計人員應在實際工作中遵循一定的原則，以免影響外墻的各項性能。首先是環境類別，地下室外墻屬于干濕交替環境，根據國家相關規定可劃分為二a、二b、三a、三b等環境類別。其次是混凝土材料的耐久性要求，建設地下室外墻的混凝土需要具備一定的防腐蝕性能，使用年限要在50年以上。再次是防水混凝土的抗滲等級，地下室外墻由于處于地下，其防水要求要高于地面建筑的外墻，具體要求應根據相關規定與實際情況確定。然后是混凝土的抗凍級別，進行地下室外墻設計時應考慮當地的地質水文與地域氣候等條件。最后是裂縫控制等級，外墻建造在時使用了大量的混凝土，極易出現裂縫問題，為了確保外墻的牢固性，設計人員應嚴格控制最大裂縫寬度限值，以免影響地下室的使用安全與壽命。

1.2 地下室外墻上的荷載分析

地下室墻體所承受荷載來自諸多方面，主要包括上部結構傳來的豎向荷載、土壓力、水壓力、核爆動荷載、溫度應力等。其中上部結構傳來的豎向荷載是整體荷載的關鍵部分，因此進行墻身計算時應明確豎向荷載影響。水壓力一般與地下水位有關，在南方多雨地區表現得更加明顯，進行水壓力計算時應進行全面的實地勘察。核爆動荷載是指核武器爆炸形成的地面空氣沖擊波壓力，該種荷載具有荷載量值大、作用時間短、逐漸衰減等特點，在外墻建設中只是偶然存在。地下室外墻是混凝土結構，混凝土材料會因溫度不同而導致應力變化，進而導致裂縫問題，降低了地下室的安全性能，設計人員應重點關注溫度應力的影響，必要時通過安裝后澆帶、加強養護、構造配筋等降低溫度應力的威脅。

2 地下室外墻設計中存在的問題

我國的地下室外墻設計研究起步較晚，與發達國家相比仍存在許多不足之處，施工單位應明確問題所在，并加大投資力度，制定出有效的解決對策。地下室外墻設計中存在的問題之一是設計模型選擇不當，地下室外墻板左右兩側需要通過鋼筋混凝土的內隔墻相連，有些則通過合適截面的外墻扶壁柱相連，只有高寬比滿足雙向板要求才能確保外墻的承重性能。然而有很多施工設計單位選擇的計算模型不合理，忽視了雙向板計算的重要性與必要性，為了方便選擇豎向單向板進行計算，容易造成配筋構造不合理、水平向負筋不足等問題，同時設計模型選擇不當也使滲水漏水問題更加嚴重。問題之二是荷載選擇不合理，設計人員缺乏實際經驗，一味按照理論知識計算荷載，導致荷載與實際應用不符，給地下室建設埋下了巨大的安全隱患。

3 優化地下室外墻設計的有效措施

3.1 準確計算地下室外墻截面尺寸

地下室外墻截面尺寸需要依照外墻的受荷彎矩和其產生的裂縫寬度進行設計。大量研究表明，地下室外墻的彎矩分布不均勻，其規律是多層地下室的下層彎矩較大，而上層彎矩則逐漸減小，此特點容易導致外墻根部出現裂縫。根據這一特點，設計人員考慮外墻截面尺寸設計時應在地下室外墻根部進行局部加厚，而多層地下室上部外墻厚度應根據實際情況適當減小。準確的截面尺寸設計需要依靠科學的計算模型，設計人員選擇計算模型時需關注地下室的層數，原因是板構件的支承應與地下室層數、外墻相連壁柱、內隔墻與底板的支承情況相適應。舉例來說，在單層地下室結構中，外墻壁板由于受力方向、跨度比值的差異，需要選擇雙向板受力模型和單向板受力模型共同計算，如此才能保證計算結果的準確性與科學性，有利于提高地下室外墻的設計質量與水平。

3.2 關注施工中的裂縫問題

裂縫問題是影響地下室外墻質量的關鍵因素，設計人員需要全面考慮導致裂縫的各方因素。地下室外墻構造中的混凝土會因水化現象而產生收縮應力，也會因溫度變化產生溫度應力，收縮應力與溫度應力會使外墻結構受到強大的拉應力作用而出現裂縫。為了降低裂縫問題的影響，設計人員可以設置施工后澆帶，同時注意施工完成后的混凝土養護工作，避免外墻長時間暴露在外。墻身水平筋配筋率應嚴格按照相關規定設計，一般高于0.5%，同時要保證鋼筋間距小于150。針對地下室外墻出現的非荷載裂縫，可通過控制材料質量加以解決，工作人員需要確定合理的混凝土材料配比，并保證混凝土強度適中，從而有效控制混凝土的干縮變形和增長率，減少甚至是杜絕裂縫出現。為了減小溫度應力，設計人員可選擇低水化熱水泥，嚴控砂石骨料的含泥量和級配，必要時還可以根據要求在混凝土中加入粉煤灰、膨脹劑來提高粘塑性與膨脹特性。在施工過程中，工作人員應嚴格按照圖紙進行施工，確保施工順序與混凝土入模溫度合理，在混凝土澆筑完成后選擇必要的保溫保濕養護手段，在地下室外墻設計的全過程控制裂縫。

3.3 加強外墻的防水設計

針對地下室外墻易出現滲水漏水的問題，可通過以下4種措施加以解決。其一是采取“堵”的方法，該種做法能夠有效防止地下水深入地下室，防水效果好，但無法百分百保證漏水問題不出現，一旦發生漏水問題，將會給維修工作帶來較大困難。其二采用“疏”的方法，在地下室中設計排水溝，當出現滲水漏水問題時，排水溝可以將水順利排出。其三是將兩種方式相結合，將“堵”與“疏”合并運用，為防水設計提供雙重保險。其四是采取雙墻做法，雙墻結構就是在外墻內側隔開排水溝寬距離砌筑防潮保護砌塊墻體，并在砌塊墻體上預留排水溝出水口，該種方法能有效避免地下室的潮濕問題，在我國地下室外墻結構設計中有著廣泛應用。

3.4 地下室外墻設計中的其他注意事項

除了上述內容，優化地下室外墻設計時還應注意如下方面。

（1）為了保證地下室的通風性，需要在外墻上設置通風井，設計人員應注意開洞位置，盡量避開承重部分，保證計算模型和配筋構造符合實際要求。

（2）當車道緊靠地下室外墻時，應將車道底板設置在外墻中部。另外，還需關注外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用。

結語

近年來，地下室外墻設計已經成為房屋建造的重要內容，施工單位要想在激烈的市場競爭中占據有利地位就需確保外墻設計安全合理，同時注意設計建造的經濟性，爭取讓施工單位用最小的成本創造最大的效益。針對外墻設計中存在的問題，可通過準確計算地下室外墻截面尺寸、關注施工中的裂縫問題、加強外墻的防水設計等措施加以解決，提高地下室外墻的安全性與堅固性，進而促進施工單位向著更好的方向發展。

參考文獻

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