淺談地下室結構設計的幾點心得

■張宏韜 ■福建匯筑工程設計有限公司，福建 漳州 363000

隨著現代住宅建筑的發展，高層住宅占據了絕大部分的比例。而高層住宅中通常會設置一層或多層的地下室。該地下室的設置可用于作為機動車或非機動車車庫，該做法即解決了現行規范對于住宅配套車位的問題，同時也能夠解決結構方面對于高層建筑基礎埋深的問題。而地下車庫同時也會設計成具有預定戰時防空功能的地下室，實現一個地下室多種功能并存。本人從事了多年的地下室結構設計，現從一個較為典型的工程實例入手淺談幾點地下室結構設計的心得，望能與大家相互學習、相互探討、共同進步。

某典型地下車庫平面圖及剖面圖(圖1、圖2)，地下室平時為機動車車庫戰時為甲類核六人防地下室，頂板覆土600mm，覆土上作為機動車車道活荷載5KN/m2，圖2為通常地下室做法，地下室結構層高4.2。現從幾個重點部位的結構設計心得做如下闡述。

1 地下室層高的確定

地下室層高的合理選取，直接影響了地下室設計的各個方面，主要表現為地下室基坑圍護的設計，地下室的抗浮設計，地下室水浮力的確定等。可以從以下幾個方面進行地下室層高的優化:

(1)盡量減少地下室頂板覆土層厚度。頂板覆土厚度主要由給排水專業雨污水管道的鋪設、景觀專業植被種植要求決定。可以通過局部設置降板用于鋪設大直徑管道，局部堆高覆土解決大植被種植要求如圖3所示:

(2)控制結構梁高，最大化地下室凈高。人防部分控制梁配筋率小于1.5%，才能使人防梁有合理的延性比［1］。

(3)考慮消防管道穿梁設置，可以節省200mm的地下室層高;

(4)通風管道沿車位內側或墻角布置，盡量不布置于通道位置，可以取得更好的通道凈高效果;

(5)取消地下室底板覆土層，采用設置地漏排水代替明溝排水，可以減少200～300的地下室層高;

(6)根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)第3.2.1條，地下室梁底或管底凈高可控制2.0m，至頂板板底凈高可控制2.4m，因此層高可再壓縮200mm［1］;

綜上地下室結構層高可由原4.2米調整至3.6米，對于整個地下室的防水、造價、施工周期都有很大的優化。

2 地下室頂板的結構做法

地下室頂板是普通人防地下室受荷載最大的受力構件，合理的結構做法關系到整個地下室的造價、施工進度。地下室頂板的構造要求及計算要求有如下幾點需提醒:

(1)根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)第4.11.3條最小樓板厚度為200mm［1］;

(2)根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)第4.10.1條頂板在人防工況下可按由非彈性變形產生的塑性內力重分布計算內力［1］，但必須滿足平時工況下的撓度及裂縫要求;

(3)根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)第4.11.7條控制頂板混凝土強度小于等于C35，可控制受彎鋼筋的最小配筋率為0.25%;

(4)根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第6.1.14條，地下室頂板作為上部結構的嵌固部位，混凝土等級應大于等于C30，樓板厚度不小于180mm，雙層雙向配筋不小于0.25%。

布置形式 鋼筋含量/m2 砼含量/m2方案一 84KG 0.43m3方案二 79KG 0.41m3方案三 65KG 0.44m3

地下室頂板結構的通常做法有如下三種，對每一種布置形式的混凝土及鋼筋每平方米用量進行統計，如下圖4及表格1所示:

綜上采用方案三不僅整體造價合理經濟，且更有利于施工及設備專業的布置。

3 地下室側墻的設計

地下室側墻包括地下室外墻及人防區內的各種隔墻，兩種側墻存在不同的受力形式及構造要求，現對地下室側墻需注意的地方做如下幾點闡述:

(1)地下室外墻承受的荷載為土壓力、水壓力、車輛引起的側向壓力及人防荷載。

(2)土壓力宜取靜止土壓力進行計算，土壓力引起的效應為永久荷載效應，其他荷載引起的效應為可變活荷載效應［3］;

(3)靜止土壓力系數與墻后填土的類型有關，并隨土體密實度、固結程度的增加而減小，因此對墻后的回填土應做相應要求，一般可參考下表進行選取［3］;

土類 堅硬土 硬塑-0.2～0.4 0.4～0.5土類 可塑-可塑粘性土k0軟塑粘性土 軟塑粘性土 流塑粘性土k0 0.5～0.6 0.6～0.75 0.75～0.8

(4)地下室側墻計算時，可采用上端鉸接下端固定的計算簡圖;計算跨度可采用凈跨計算，但須注意采用凈跨計算時，不應再進行支座內力調幅［3］;

(5)根據側墻的受力情況，其配筋可采用通長鋼筋加附加鋼筋的配筋形式:

(6)地下室外墻除了進行承載力極限狀態計算外還應進行撓度及裂縫計算;

以上是本人在人防地下室結構設計中的一些心得，地下室的結構設計是很綜合的一個結構設計課題，本人也僅僅了解了一些皮毛，在以后的工作中會更加努力的鉆研探索，努力成為一名合格的結構工程師。

［1］《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005).

［2］《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010).

［3］朱炳寅.《建筑地基基礎設計方法及實例分析》中國建筑工業出版社.

［4］《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011).