住宅建筑結(jié)構(gòu)地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探究

■龔 奇，閔艷婷，羅 青，邵 維 ■江西中昌建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330046

1 住宅建筑結(jié)構(gòu)地下室抗震要求分析

住宅建筑地下室的設(shè)計(jì)對(duì)建筑物的整體抗震性能有著非常重要的影響，如果住宅建筑物的地下室設(shè)計(jì)的不當(dāng)，對(duì)整體抗震性能會(huì)產(chǎn)生較大影響，一般對(duì)于半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度，才能不計(jì)其層數(shù)，總高度才能從室外地面開(kāi)始算起，并且地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要保證協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。

地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處，當(dāng)標(biāo)高變化超過(guò)梁高范圍時(shí)則形成錯(cuò)層，未采取措施不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無(wú)梁樓蓋時(shí)不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。

2 荷載取值與組合

地下室外墻受彎及受剪計(jì)算時(shí)，土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)，可變荷載效應(yīng)控制的組合時(shí)，土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;永久荷載效應(yīng)控制的組合時(shí)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35。對(duì)于地面活荷載，同樣應(yīng)乘側(cè)壓力系數(shù)，許多設(shè)計(jì)中計(jì)算不對(duì)，HiStruct 注，水壓力若取最高水平，則一般按恒載設(shè)計(jì)，分項(xiàng)系數(shù)的取值可參考地下水池設(shè)計(jì)規(guī)范。地下室外墻的土壓力應(yīng)為靜止土壓力，根據(jù)土性的不同分別采用不同的計(jì)算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。

如果地下室頂部沒(méi)有房屋而是空曠場(chǎng)地的話，其荷載是否要考慮平時(shí)消防車(chē)荷載或大于消防車(chē)的可能荷載，實(shí)際中比較取起控制作用的荷載作為設(shè)計(jì)依據(jù)。如某工程設(shè)計(jì)在-1.55m 標(biāo)高處一層平面是地下室頂板，活載只考慮4.5KN/m2，未計(jì)覆土荷載，消防車(chē)荷載。

3 外墻計(jì)算模型

地下室外墻配筋計(jì)算:有的工程外墻配筋計(jì)算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計(jì)算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。

筆者建議如下:除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間)外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。

4 地下室裂縫及控制方法分析

地下室外墻混凝土非常容易出現(xiàn)收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫，地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm 之內(nèi)，其配筋量往往由裂縫寬度驗(yàn)算控制。

住宅建筑工程中許多設(shè)計(jì)將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算彎距調(diào)幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、多層時(shí)未按多跨連續(xù)計(jì)算，地下室外墻在計(jì)算中漏掉抗裂性驗(yàn)算(違反GB50108 -2001 第4.1.6 條)，地下室外墻與底板連接構(gòu)造不合理，建筑物超長(zhǎng)未設(shè)縫或留置后澆帶(違反GB50010 -2002 第9.1.1 條)，后澆帶的位置設(shè)置不當(dāng)，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出入口與主體結(jié)構(gòu)相連處未設(shè)沉降縫等，導(dǎo)致違反設(shè)計(jì)規(guī)范，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。

地下室整體超長(zhǎng)，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止裂縫開(kāi)展，常用的解決措施筆者分析如下:

補(bǔ)償收縮混凝土，即在混凝土中滲入U(xiǎn)EA、HEA 等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。

膨脹帶，由于混凝土中的膨脹劑的膨脹變形不會(huì)與混凝土的早期收縮變形完全補(bǔ)償，為了實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無(wú)縫施工而設(shè)置的補(bǔ)償收縮混凝土帶，根據(jù)一些工程實(shí)踐，一般超過(guò)60m 設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。

5 地下室混凝土澆注問(wèn)題

澆筑混凝土應(yīng)合理安排施工計(jì)劃及工序，合理留置施工縫，澆搗混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目s短間隙時(shí)間，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將上層混凝土澆搗完畢。

6 地下室抗浮設(shè)計(jì)措施分析

建筑物的地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)重要依據(jù)，實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對(duì)施工過(guò)程和洪水期重視不足，因而會(huì)造成施工過(guò)程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。

實(shí)際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規(guī)則，加之局部上方?jīng)]有建筑，此類(lèi)抗浮問(wèn)題也相對(duì)比較難以處理，須作細(xì)致分析處理。

地下建筑物埋于不透水層，周邊填土為密實(shí)的不透水土，當(dāng)場(chǎng)地?zé)o積水時(shí)，可不考慮水的浮力作用。

在計(jì)算浮力時(shí)，地下水最高水位對(duì)浮力的大小起著關(guān)鍵作用，其取值原則如下:

(1)若有長(zhǎng)期水文觀測(cè)資料或歷史水位記錄時(shí)，浮力的計(jì)算可取歷史最高水位;若無(wú)長(zhǎng)期水文觀測(cè)資料或歷史水位記錄時(shí)，可采用中水期最高穩(wěn)定水位。

(2)場(chǎng)地有承壓水且承壓水與潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)按承壓水和潛水的混合最高水位計(jì)算。

特殊情況下浮力的計(jì)算筆者分析如下:

(1)對(duì)處于斜板上的地下室或其他可能產(chǎn)生明顯水頭差的場(chǎng)地上的地下室，應(yīng)考慮地下水滲流在地下室底板產(chǎn)生的非均布荷載對(duì)地下室底板的影響。

(2)地下室在穩(wěn)定地下水位作用下，浮力按靜水壓力計(jì)算，臨時(shí)高水位作用下的浮力，在粘性土地基中可適當(dāng)折減，折減系數(shù)由勘察部門(mén)提出，在砂土不折減。

具體計(jì)算中相關(guān)的系數(shù)取值如下:

(1)抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)自重及頂板上覆土重(有效重度)以其標(biāo)準(zhǔn)值乘以分項(xiàng)系數(shù)0.9，水浮力的分項(xiàng)系數(shù)取1.0。

(2)地下室底板混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，水浮力的分項(xiàng)系數(shù)取1.35。

7 地下室混凝土施工操作程序

(1)控制好坍落度，混凝土為便于泵送，一般要求有較大的坍落度，一般攪拌站是通過(guò)外摻高效減水劑來(lái)解決。施工單位在定貨時(shí)應(yīng)在合同中提出所需砼的坍落度值。坍落度一般控制在120 ±20mm 為宜。

(2)泌水，商品混凝土在澆振過(guò)程中會(huì)發(fā)生大量的泌水，當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時(shí)，可改變混凝土澆搗方向，即從盡端往回，與原料坡相交成一個(gè)集水坑，用軟軸泵及時(shí)排除。

8 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)與管理

塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養(yǎng)護(hù)是高層建筑地下室底板防止產(chǎn)生裂縫的重要環(huán)節(jié)，目的是控制溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，可充分發(fā)揮混凝土早期強(qiáng)度，使溫度產(chǎn)生的應(yīng)力σmax ＜抗拉強(qiáng)度Rf，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。潮濕的環(huán)境可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫，澆水養(yǎng)護(hù)不少于14d。

［1］周軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探究［J］.城市建設(shè)理論研究.2014(07).

［2］吳城.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與處理方法［J］.建筑工程.2012(06).