鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展日新月異，為整個(gè)社會(huì)創(chuàng)造了巨大的財(cái)富，深刻影響了人們的日常生活。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，文章以此為基礎(chǔ)，對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行了分析，以期為相關(guān)工作人員提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近些年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，城市建設(shè)中出現(xiàn)了大量的地下室，特別是高層建筑的地下部分。因?yàn)榭紤]高層建筑物的埋深要求，一般都會(huì)設(shè)置地下室。將設(shè)備用房、生活水池、消防水池和汽車停車位等設(shè)在地下室，既能充分發(fā)揮地下室作用，又能滿足基礎(chǔ)埋深的要求。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日顯重要。現(xiàn)簡(jiǎn)要論述地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的幾個(gè)問題，與同行共同探討。

一、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

地下室的結(jié)構(gòu)與地面建筑有很大的不同，而且作業(yè)環(huán)境更加復(fù)雜，在設(shè)計(jì)方面，要充分圍繞結(jié)構(gòu)展開。比如出現(xiàn)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度或者是寬度超標(biāo)的問題，就需要對(duì)鋼筋進(jìn)行保護(hù)，可以采用后澆帶的形式，結(jié)合鋼筋的性能，適當(dāng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的大小，保證滿足施工的要求。至于混凝土的澆筑，可以添加一些效果明顯的膨脹劑，增強(qiáng)整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓、抗拉以及抗震的能力。在具體的設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，合理選擇鋼筋的尺寸、大小和型號(hào)，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性，同時(shí)要在圖紙上做好說明。這里需要注意的是，地下室結(jié)構(gòu)會(huì)涉及很多管線，不只是自身結(jié)構(gòu)的管線，還包括市政供水、供氣、供熱等管線，以及光纖電纜等通訊設(shè)施，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮這些管線的方向和布局，合理進(jìn)行規(guī)劃和安排，避免造成不必要的影響，尤其是不能給周圍居民的生活帶來不便。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)，優(yōu)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，保證地下室的施工符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。另外，在防火方面，一定要避免管線穿過防火卷簾的上方，這樣才能在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮防火系統(tǒng)的作用，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。值得一提的是，地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要考慮周圍的景觀，做到因地制宜，爭(zhēng)取與環(huán)境相得益彰，這樣才能做到人與自然的和諧統(tǒng)一。比如根據(jù)綠化情況，適當(dāng)增加地下室的通風(fēng)口，或者是根據(jù)地面覆土的厚度，合理增加地下室的高度。

二、荷載計(jì)算

在對(duì)鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算，而且需要從多方面進(jìn)行考慮，比如建筑的重量、土體的性質(zhì)等。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的荷載，還要梳理荷載的分布情況以及各個(gè)部位的具體值，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)地下室的實(shí)際功能和用途，對(duì)荷載進(jìn)行全面和細(xì)致的計(jì)算。以外墻為例，首先，要調(diào)整彎矩幅度，并且找到外墻的嵌固端，根據(jù)荷載分項(xiàng)系數(shù)，進(jìn)行多跨連續(xù)計(jì)算，確保外墻的彎矩值達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。其次，設(shè)計(jì)底板時(shí)，要選擇那些抗彎能力強(qiáng)的底板結(jié)構(gòu)形式，避免外墻發(fā)生變形。地下室結(jié)構(gòu)形式確定后，就要建立地下室結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)模型計(jì)算地下室主要構(gòu)件的截面尺寸和配筋，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙核算出實(shí)際的鋼筋使用量。最后，地下室基本都會(huì)涉及一些車道，要考慮底板產(chǎn)生的集中應(yīng)力對(duì)外墻的影響，并且做好預(yù)防工作。一般而言，要參照外墻設(shè)計(jì)的參數(shù)，對(duì)外墻受到的水平應(yīng)力進(jìn)行處理，保證受力均衡，而在配筋量的計(jì)算上，有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是雙向板配筋量，一種是單向板配筋量，需要根據(jù)其與外墻的方向以及外墻截面面積的大小確定。如果豎向荷載較小，可以增加外墻內(nèi)側(cè)的鋼筋數(shù)量，并減少水平方向的鋼筋數(shù)量，當(dāng)外墻荷載計(jì)算完畢并且符合施工要求后，還需要進(jìn)一步考慮底板的影響，尤其是不能忽視底板的厚度問題。鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)的底板厚度，考慮防水、抗浮等要求，底板厚度不低于250mm。在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中，考慮防水、抗震、抗浮等方面的問題，底板厚度一般在250～400mm，人防地下室底板厚度一般在400～600mm。

三、地下室的抗浮設(shè)計(jì)

（一）配重抗浮

增加地下室的自重，使地下室的自重大于最大抗浮水位的浮力。對(duì)于采用淺基礎(chǔ)的地下室可采用增加配重的方法進(jìn)行地下室的抗浮。配重抗浮一般有三種方法，一是在底板上部設(shè)低等級(jí)混凝土壓重;二是設(shè)較厚的鋼筋混凝土底板;三是在底板下部設(shè)低等級(jí)混凝土掛重。當(dāng)建筑物的自身重度與浮力相差不大時(shí)，應(yīng)盡量采用配重抗浮，對(duì)工程造價(jià)的影響小，投產(chǎn)后亦沒有管理成本。

（二）抗拔樁

抗拔樁是利用樁側(cè)摩阻力和自身重度來抵抗浮力，樁型可采用灌注樁或預(yù)制樁等，樁數(shù)和樁長(zhǎng)應(yīng)通過計(jì)算確定。對(duì)于樁筏基礎(chǔ)，樁距不宜過大，否則會(huì)增加底板厚度。對(duì)于樁承臺(tái)基礎(chǔ)，除了計(jì)算抵抗上部結(jié)構(gòu)自重的樁數(shù)外，還應(yīng)計(jì)算兼做抗拔樁的樁數(shù)是否滿足抗浮要求。采用樁基礎(chǔ)作為地下室部分的基礎(chǔ)形式的建筑可采用抗拔樁進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。

（三）錨桿

錨桿是在底板和其下土層之間的拉桿。錨桿的直徑一般為150～200mm。錨桿抗浮有三個(gè)問題需要注意，一是受力計(jì)算與錨桿布置問題，以巖石錨桿基礎(chǔ)為例。對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物，單根錨桿抗拔承載力特征值Rt應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定;對(duì)于其他建筑物可按下式計(jì)算：Rt≤0.8πd1Lf。d1為錨桿直徑，L為錨桿長(zhǎng)度，f為砂漿與巖石間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值。二是施工問題，錨桿的施工需有專門的機(jī)械，施工前要進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)，較長(zhǎng)的錨桿在施工時(shí)有一定的難度，如何控制鋼筋偏移，如何使注漿飽滿，如何避免錨桿拉斷等都是施工難題。三是適用性，底板下土層為淤泥、卵石、沙層時(shí)，錨桿不易成孔，也不宜采用錨桿。但當(dāng)?shù)装逑掠袌?jiān)硬土層且深度不大時(shí)，設(shè)錨桿不失為一種即簡(jiǎn)便又經(jīng)濟(jì)的方法。

四、結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作異常復(fù)雜，為了保證地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，除了設(shè)計(jì)保持自身的嚴(yán)禁、科學(xué)，還與采購(gòu)、施工以及管理等流程有著一定的聯(lián)系。在具體的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮多方面的內(nèi)容，爭(zhēng)取提高設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

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作者簡(jiǎn)介：姓名：韓功卿（1987.05.07），性別：男，籍貫：遼寧省大連市，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于大連理工大學(xué)，現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。