新時(shí)期建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李偉玲

摘要 隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國(guó)建筑工程行業(yè)也得到了極大的發(fā)展。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升，不僅可以提升工程的整體質(zhì)量，更能縮短工期，降低成本。新時(shí)期市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，提高設(shè)計(jì)水平，是確保建設(shè)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力及可持續(xù)發(fā)展道路的決定性因素。在建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，單位必須規(guī)范施工流程，重視質(zhì)量管理與控制，才能為建設(shè)單位的健康發(fā)展提供可靠的保障。本文主要對(duì)新時(shí)期建筑物地下室的抗浮抗震設(shè)計(jì)、防水與無(wú)縫設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與探究，以期為提升建筑工程整體質(zhì)量提供可靠的保障。

關(guān)鍵詞 建筑物；地下室；抗浮設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；無(wú)縫設(shè)計(jì)；防水設(shè)計(jì)；地下水位；伸縮縫

中圖分類(lèi)號(hào) TU93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)2095—6363（2016）12—0081—02

因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，現(xiàn)代高層建筑都會(huì)進(jìn)行大底盤(pán)地下室的設(shè)置，一般層數(shù)為1到2層。新時(shí)期隨著建筑物高度的不斷提升，地下室層數(shù)也隨之增加。為滿足人們對(duì)地下空間的需求，應(yīng)增加裙房底盤(pán)面積，致使整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目?jī)?nèi)地下工程所占位置愈加重要。因地下工程材料具有消耗大、工期長(zhǎng)及施工復(fù)雜等特點(diǎn)，在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理將直接影響到建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期、施工工期及成本。目前建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在諸多問(wèn)題，如地基承載力、變形、抗浮、不均勻沉降等，這些問(wèn)題的大量存在直接影響著建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益與質(zhì)量，為此，施工單位必須重視地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)水平，規(guī)范設(shè)計(jì)工序，為提升建筑工程整體質(zhì)量提供可靠的保障。

1抗浮設(shè)計(jì)

地下室具有較深埋藏或地下水位很淺的情況下，必須對(duì)裙房與地下室抗浮問(wèn)題加以重視。一般在滿足設(shè)計(jì)條件的情況下，選用平板式筏板基礎(chǔ)與梁板式筏板基礎(chǔ)作為高層建筑基礎(chǔ)底板，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)確保平板式筏板基礎(chǔ)重量等同于梁板式筏板基礎(chǔ)填覆土重量，但梁板式筏板基礎(chǔ)高度必須高于平板式筏板基礎(chǔ)高度，在基項(xiàng)標(biāo)高一致的情況下，梁板式筏板基礎(chǔ)埋深必須比平板式筏板基礎(chǔ)埋深多。以此提升抗浮水位。

一般選用寬扁梁作為樓蓋形式，其截面高度與跨度的比例應(yīng)控制在1：22到1：16之間，應(yīng)用寬扁梁可對(duì)地下結(jié)構(gòu)層高進(jìn)行有效降低，進(jìn)而達(dá)到降低抗浮設(shè)防水位的目的。

基礎(chǔ)底板厚度增加、基礎(chǔ)項(xiàng)面覆土厚度增加與基礎(chǔ)頂面增加為基礎(chǔ)配重增加的主要方式，通過(guò)基礎(chǔ)配重的增加，可以對(duì)抗浮問(wèn)題進(jìn)行有效處理，但該方式極可能加大基礎(chǔ)埋置深度，提升地下室抗浮設(shè)防水位高度，因此，這種方式效率較低。在基坑坑底標(biāo)高不變的情況下，通過(guò)地下室項(xiàng)板厚度增加，也可以達(dá)到地下室重量加大的目的。這種方式應(yīng)用中，一般不進(jìn)行次梁設(shè)置。

2抗震設(shè)計(jì)

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，建筑物結(jié)構(gòu)型式的合理性及較強(qiáng)的抗震能力將對(duì)震害的出現(xiàn)及破壞程度大大降低，為了確保現(xiàn)代化建筑具有良好的抗震性能，施工單位必須重視其地下室抗震設(shè)計(jì)，只有加大地下室結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的力度，才能避免建筑物因地震因素出現(xiàn)損壞情況。

在分析高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)對(duì)其地下室結(jié)構(gòu)嵌固端位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定，這樣才能確保計(jì)算模型符合實(shí)際受力情況。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端。在確保負(fù)一層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度為地上結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度2倍以上。結(jié)構(gòu)層側(cè)向剛度可根據(jù)等效剪切剛度進(jìn)行計(jì)算，其公式為：

其中：負(fù)一層混凝土剪切模量由C_n表示；

地上一層混凝土剪切模量由C₁表示；

負(fù)一層與地上一層豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件總折算受剪面積分別由A₀、A₁表示；

沿計(jì)算方向地上一層或地下室范圍負(fù)一層抗震墻所有截面面積由A_W表示；

負(fù)一層或地上一層所有柱截面面積由A_e表示；

負(fù)一層與地上一層層高分別由h₀、h₁表示。

在高層地下室嵌固位置設(shè)計(jì)中，一般選用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，其板厚控制在180mm以上，混凝土強(qiáng)度等級(jí)控制在C30以上，設(shè)計(jì)方式為雙層雙向配筋，每層配筋率可控制在0.25%以上。

遵循《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求，進(jìn)行高層建筑地下室抗震墻設(shè)計(jì)。底部加強(qiáng)區(qū)作為抗震墻底部的重要組成部分，其設(shè)置的目的就是在加強(qiáng)區(qū)范圍內(nèi)通過(guò)抗震措施的運(yùn)用，如增加邊緣構(gòu)件箍筋等，防止脆性剪切破壞的產(chǎn)生，起到整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震能力提升的作用。帶大底盤(pán)高層、裙房與主樓相連高層的位置，應(yīng)為地下室頂板抗震墻總高度的1/8，抗震墻底部加強(qiáng)區(qū)高度如圖1所示。

3無(wú)縫設(shè)計(jì)

伸縮縫與沉降縫是地下室結(jié)構(gòu)變形縫的主要形式，伸縮縫設(shè)置的目的是為了釋放溫差和混凝土收縮、徐變產(chǎn)生的應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)開(kāi)裂滲水。后澆帶、誘導(dǎo)縫、摻加外加劑與預(yù)應(yīng)力技術(shù)等都是代替伸縮縫的無(wú)縫設(shè)計(jì)方式。

1）后澆帶。作為伸縮縫最常見(jiàn)的方式，后澆帶可以對(duì)混凝土早期應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行有效處理，但無(wú)法處理后澆帶澆筑后混凝土徐變與溫差出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。同時(shí)在留設(shè)后澆帶與澆筑混凝土之間具有較長(zhǎng)的時(shí)間，一般為幾個(gè)月。這種情況下，將嚴(yán)重影響到施工的進(jìn)度。

2）摻加外加劑。將相應(yīng)膨脹劑添加到混凝土內(nèi)，可進(jìn)行“化學(xué)預(yù)壓應(yīng)力”的建立。膨脹劑出現(xiàn)的補(bǔ)償收縮膨脹時(shí)間控制難度較大，如膨脹時(shí)間不同于混凝土收縮時(shí)間，將大大降低其抗裂性能，因此在選用摻加劑時(shí)，應(yīng)確保其質(zhì)量符合施工要求。

3）誘導(dǎo)縫。誘導(dǎo)縫的應(yīng)用可以將整個(gè)施工、使用過(guò)程中出現(xiàn)的混凝土拉應(yīng)力進(jìn)行有效釋放，并一次完成澆筑混凝土，施工過(guò)程中應(yīng)確保其連續(xù)性。該方式的不足之處在于布設(shè)間距小、靈活性差。

4）預(yù)應(yīng)力施加。通過(guò)地下室混凝土拉應(yīng)力的計(jì)算，可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)置。預(yù)應(yīng)力施加可以消除混凝土收縮出現(xiàn)的拉應(yīng)力，進(jìn)而起到伸縮縫減少與開(kāi)裂控制的作用。伴隨張拉預(yù)應(yīng)力與錨固技術(shù)水平的提升，大大降低了預(yù)應(yīng)力施工的難度，擴(kuò)大了預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用范圍。

高層建筑主樓與裙樓具有層數(shù)差，因而荷載、剛度之間也存在較大的差距，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降量的增加。通過(guò)沉降縫的設(shè)置，可對(duì)主樓和裙樓基礎(chǔ)之間的作用力降到最低，并能將沉降差產(chǎn)生的次應(yīng)力進(jìn)行釋放，防止裂縫等現(xiàn)象出現(xiàn)在地下室、裙房結(jié)構(gòu)中。如不進(jìn)行沉降縫設(shè)置，可選用“抗”“調(diào)”“導(dǎo)”等方式。

4防水設(shè)計(jì)

1）樁頂防水。在樁頂截?cái)噤摻睿龊酶郊臃浪畬印Ｒ筮x用聚合物水泥砂漿作為承臺(tái)固結(jié)樁頂?shù)姆浪牧稀＝?jīng)過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，確定其配合比后，應(yīng)保證聚合物水泥砂漿抗?jié)B強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，并與抗壓強(qiáng)度規(guī)定值相一致。作為剛性防水層，在墊層交接位置樁頂防水層應(yīng)選用密封材料與底板柔性附加水層連接。

2）墻體防水。澆灌時(shí)出現(xiàn)施工縫問(wèn)題，其主要原因在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端兩側(cè)出現(xiàn)。為避免施工縫的大量出現(xiàn)，必須在水泥初凝時(shí)間內(nèi)嚴(yán)格控制澆筑間隔時(shí)間，對(duì)面層混凝土收縮量進(jìn)行有效減少，為此可選用二次振搗施工。

3）承臺(tái)底防水。將聚合物水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料涂抹一層在樁頭，并進(jìn)行遇水膨脹止水條的設(shè)置，確保完全封閉整個(gè)底板防水層，進(jìn)而有效提升其防水效果。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不斷滲入結(jié)晶型涂料，結(jié)晶不斷出現(xiàn)并對(duì)毛細(xì)孔起到堵塞作用，提高防水效果。

5結(jié)論

綜上所述，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑工程事業(yè)也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。地下室作為建筑工程建設(shè)的重要組成部分，是其施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。新時(shí)期為提高建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，必須嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，選用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行施工，并在此基礎(chǔ)上，規(guī)范各個(gè)方面的設(shè)計(jì)流程，只有這樣才能提升地下室設(shè)計(jì)的科學(xué)性，才能確保建筑工程施工的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。endprint