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摘要：目前，城市建设中建造了大量的地下室及地下车库，由于涉及到工期和投入的建设费用，设计中与地下室相关的不少问题也逐渐变得突出起来。地下室按其使用功能可分为普通、人防和平战 3 类，本文仅对普通地下室设计中遇到的常见问题进行分析并给出对策措施。
关键词：建筑结构；地下室；结构设计
1前 言
随着社会经济的发展，城市建设中出现了大量的地下室及地下车库。 将设备用房、 地下消防水池和汽车停车位等设在地下室，既能充分发挥地下室作用，又能满足基础埋深的要求，地下停车场还可以用作人防地下室，以满足战时需要。 因此，在高层建筑设计中，地下室结构设计日显重要。现简要论述地下室结构设计中经常遇到的几个问题，与同行共同探讨。
2 地下室设计中的常见问题
2.1 抗震要求
地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，根据施工图审查要点，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位，规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层 。
2.2 荷载取值与组合
地下室外墙受弯及受剪计算时，土压力引起的组合时，其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载，同样应乘侧压力系数，许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第 3.2.5 条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。抗浮计算时，板、覆土的自重的荷载分项系数应取为 0.9。地下室外墙的土压力应为静止土压力，根据土性的不同分别采用不同的计算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。
如果地下室顶部没有房屋，是空旷场地，其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载，实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。另如某工程设计在 -1.55m 标高处一层平面是地下室顶板，活载只考虑 4.5KN/m 2，未计覆土荷载，消防车荷载。地下车库活载取值 6.0kN/m 2，不满足《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第4.1.1条，未考虑消防车荷载，或者施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载，与消防车荷载比较取大值。的效应为永久荷载效应，可变荷载效应控制的组合时，土压力的荷载分项系数取 1.2；永久荷载效应控制
2.3 外墙计算模型
地下室外墙配筋计算：有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大（如高层建筑外框架柱之间）外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载（轴力）较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。
地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题：标高变化处仅设一梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置（如楼梯间）外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用，该荷载经常遗漏。
2.4 地下水与抗浮
地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据，实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外，实际中在同一整体大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑，而地下室面积大，形状又不规则，加之局部上方没有建筑，此类抗浮问题也相对比较难以处理，须作细致分析处理。
3 地下室设计中常见问题的处理
3.1 地下工程防水混凝土底板混凝土垫层
应按《地下工程防水技术规范》（GB50108—2001）要求不应小于 C15，厚度不应小100mm，在软弱土层中的厚度不应小于150mm。防水混凝土结构厚度不应小于250mm 。
3.2地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度
《地下工程防水技术规范》（GB50108—2001）要求不应小于 50mm。并应进行裂缝宽度的计算，裂缝宽度不得大于 0.2mm，并不得贯通。设计中许多设计人将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算等，也不进行裂缝计算，导致违背强条。
3.3 地下室外墙与底板连接构造不合理
外墙钢筋的搭接不符合《混凝土结构设计规范》（GB50010 — 2002）根据纵向钢筋搭接接头面积百分率修正搭接长度的要求 。
3.4 地下室外墙设计中应考虑楼梯间
车道等支承条件不同的外墙计算与设计，不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题 。
3.5 地下水位较高时
应特别注意只有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮计算，采用桩基时应计算桩的抗拔承载力。
3.6 高层地下室
采用独立柱基或条基加抗水底板时，应在抗水板下设褥垫，以保证实际受力与设计计算模型相同。
3.7 地基基础
设计等级为甲级、乙级的建筑物应按《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）3.0.2 条进行地基变形设计。
3.8 对建筑在施工期间及使用期间的变形观测要求
设计人普遍不够重视。变形观测工程范围根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）第10.2.9 条（强条），下中所列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测。
3.9 防潮层
以下墙体采用水泥砂浆时应注意验算其强度。（因为水泥砂浆对强度的折减）。
3.10 个别工程的柱基高度不满足柱纵向钢筋的锚固长度要求
柱基的抗冲切、抗剪不够。
3.11 墙下条形基础
相交处，不应重复计入基础面积。
3.12 基础零应力区的面积问题
高宽比大于 4 的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的 1 5 % 。在设计轻钢结构时，应特别注意。
4 总 结
高层建筑地下结构设计是一个复杂的过程。高层建筑上部荷载大，基础埋深较深，地下室与基础设计的合理与否直接影响高层建筑的正常使用与造价。因此，设计时既要满足功能要求、安全可靠、 经济合理，又要满足地下室结构抗渗这一特殊要求，以保证其正常使用。
参考文献：
[1]《建筑结构荷载规范》2006 版.
[2]《地下工程防水技术规范》GB50108-2001.
[3]《建筑抗震设计规范》GB5001-2001.
[4]GB50010-2002 混凝土结构设计规范.
[5]GB50108-2008 地下工程防水技术规范.
论文作者:汤真
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
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