淺談地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工管理的優(yōu)化

文／顧晨鐘 南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司 江蘇南京 210000

引言：

隨著我國走向城市化的進程不斷加快，許多城市的地下室建設(shè)數(shù)量正在不斷的增加，隨著規(guī)模的增大，人們也對地下室質(zhì)量提出了更高的要求。地下室結(jié)構(gòu)的施工必須符合相關(guān)要求，并用合理的方法提高地下的質(zhì)量和安全性。有許多地下室的特征和結(jié)構(gòu)十分的重要，在收到很多不定因素的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化。因此，我們有必要加強地下室的結(jié)構(gòu)。

1、地下室需要結(jié)構(gòu)加固的原因

1.1 地下室結(jié)構(gòu)耐久度不夠

地下室的建造和使用會受到各種各樣因素以及化學(xué)成分的影響。結(jié)構(gòu)會隨著時間的增加而發(fā)生不同程度的變化，影響地下室的使用。結(jié)構(gòu)材料的只是其中的一部分因素，更重要的是現(xiàn)在許多建筑企業(yè)都忽略了一個非常重要的問題就是地下室結(jié)構(gòu)的耐久程度。

1.2 沒有設(shè)計合理的抗震結(jié)構(gòu)

近幾年來，地震頻發(fā)，給地下室?guī)砹朔浅４蟮钠茐模斐闪撕車乐氐膿p失。但是目前我國地下室的地震結(jié)構(gòu)設(shè)計遠遠不夠，其中有一部分原因就是因為地下室不夠重視地震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，認為地震不會這么巧合的在自己建造的地方地震，節(jié)省了一大筆資金，殊不知這種逃避是十分錯誤的，一旦發(fā)生地震，所帶來的影響將是災(zāi)難性的。因此現(xiàn)在的當務(wù)之急就是提高設(shè)計地下室人們對于地震和地下室的意識，從而科學(xué)的設(shè)計具有抗震結(jié)構(gòu)的地下室。

1.3 地基穩(wěn)定性不足

目前來說，我國的地下室建設(shè)還是十分成功的。但不排除還有少數(shù)地區(qū)的地下室設(shè)計特別是地基設(shè)計十分的不足，地基缺乏穩(wěn)定性，不牢固，這就非常容易導(dǎo)致坍塌。我們需要合理的設(shè)計對地基加固，使得承重強度變高，不讓地基變形，減小發(fā)生事故的可能性。因此，增加地基的穩(wěn)定性是十分必要的。

2、目前地下室結(jié)構(gòu)存在的問題

2.1 抗浮問題

抗浮問題在一些地下面積較大的地下室往往會出現(xiàn)，因為有許多地下室的抗浮是不符合標準的。所以我們應(yīng)該去解決這些問題。第一個解決方案就是降水位抗浮。我們需要結(jié)合當?shù)氐慕ㄖ闆r來進行對基坑底面判斷，合理的進行設(shè)計標高，這樣可以有效的降低抗浮水位。通常情況下，平板筏板基礎(chǔ)在質(zhì)量上與“低板式”梁筏板基礎(chǔ)的質(zhì)量上是差不多的，但是“低板式”梁筏板基礎(chǔ)的基礎(chǔ)高度比平板筏板基礎(chǔ)高出不少，所以使用平板筏板基礎(chǔ)也能有效解決抗浮問題。第二個解決方案就是把整體地下室的質(zhì)量給提高上去。把整體地下室質(zhì)量提高上去所帶來的收益非常明顯。因為提高整體質(zhì)量是有效解決抗浮問題的方法，不過也需要注意幾點問題，首先提高地下室整體質(zhì)量是要在不改變基坑底高的前提下進行的，增加屋面厚度，從而不需在地下室頂板大板間增加二次梁。其次需要把地基的配重要有所改善。這包括地基的填土厚度要增加、底板的厚度要增加。這些方式雖然能解決抗浮問題，但因為增加了地基埋深，所以地下室的抗浮水位也會增加。應(yīng)該根據(jù)當?shù)氐那闆r進行判斷需不需要使用這種方法。

2.2 不均勻沉降問題

施工因素或者是后期保護因素等都是影響地下室結(jié)構(gòu)沉降的關(guān)鍵因素。我們目前可以用樁基做主體結(jié)構(gòu)，這樣可以對地基的承載力有一個較大的提升，從而改善沉降問題，不過這種方法的成本比較高昂，一般只用于高層建筑。除此之外我們可以用復(fù)合地基，常見方法是將CFG 樁復(fù)合地基加進主體結(jié)構(gòu)當中，增強結(jié)構(gòu)的承載力。

3、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容

對地下室進行結(jié)構(gòu)設(shè)計其實就是對地下室的大小、結(jié)構(gòu)鋼性以及材料等多個方面進行設(shè)計。不論是什么地區(qū)的地下室，在設(shè)計時都要遵守一個中心，按照一定的原則進行設(shè)計。及以市場需求為中心，以地下室的結(jié)構(gòu)質(zhì)量保障以及地下室的實用性為基本原則。且在設(shè)計之初要對地下室的設(shè)計做出一個總體的規(guī)劃，按照規(guī)劃來設(shè)計，如此一來就能按照該區(qū)域所需要的地下室需求來設(shè)計，從而不會出現(xiàn)設(shè)計上的偏差。當然，在設(shè)計的時候還要考慮地下室的剛性結(jié)構(gòu)強度是否達標、設(shè)計是否滿足足夠的精度需求、各個部件之間的連接位置是否合適等等。

3.2 優(yōu)化地下室空間結(jié)構(gòu)

在土建結(jié)構(gòu)設(shè)計當中，最重要的就是對空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因為目前我們很多的地下室空間都無法做到利用率比較高，因此我們需要在設(shè)計空間時重點關(guān)注。利用三維立體的設(shè)計理念對空間結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，既保證了土建結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，又能提高對空間的利用率，一舉兩得。對地下室的受力情況及時進行分析，及時調(diào)整設(shè)計方案。

3.3 樓蓋體系的設(shè)計

地下室的頂板結(jié)構(gòu)有比較多的選擇類型：如普通無梁樓蓋、普通梁板式或者是現(xiàn)澆空心無梁樓蓋，這些都是我們常用的頂板結(jié)構(gòu)形式。普通梁板式頂板結(jié)構(gòu)是使用最多的，因為普通梁板式頂板結(jié)構(gòu)的有點就在于受力較廣而且造價比較便宜，但普通梁板式也有缺點就是不能在層高較低的建筑層使用，因此會影響到建筑層高。而普通無梁樓蓋雖然在使用起來布置較為容易，但是普通無梁樓蓋屬于不利結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)承載能力等硬性要求難以滿足，而且混凝土要求高。現(xiàn)澆空心無梁樓蓋的原理和無梁樓蓋幾乎無差別，但是因為材料更換了，使得其含剛量比較小，而且對于混凝土的需求也沒那么大，是今后地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化發(fā)展的主要方向。

3.4 外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

在對地下室外墻進行設(shè)計時，一定要首先確定外墻需要承載的重量是多少，確定好承載能力才能夠進行下一步，而外墻承載方式主要分為兩種，一是豎向承載，二水平承載。豎向承載量主要包含外墻本身、地下室樓蓋和地面建筑的壓力，而水平承載主要是承載水土以及溫度壓力，為了計算方便，在設(shè)計時應(yīng)該按照“細而密”的原則來設(shè)計，“細而密”的意思就是直徑比較小，200mm 是設(shè)計的最大間距；水平向的鋼筋最好使用的是分離式配筋，這樣不僅承載的效果好，而且經(jīng)濟型也有比較大的優(yōu)勢。

3.5 針對關(guān)于品質(zhì)住宅從結(jié)構(gòu)角度的優(yōu)化，有以下幾個想法：

（1）要追求品質(zhì)住宅，而地庫設(shè)計因建筑專業(yè)的條件限制，結(jié)構(gòu)所能追求品質(zhì)最明顯的是凈高的增加，要在有限的層高中做出盡量高的凈高，現(xiàn)有的最好的解決辦法是采用高強鋼筋作為梁縱筋。采用高強鋼筋可以減小梁截面并且節(jié)省少量鋼筋用量，并且高強鋼筋經(jīng)過多年的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)普及了。建議今年地庫項目可以試著推廣高強鋼筋的使用。

（2）在嚴峻的競爭環(huán)境下，結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)要在工程成本控制上爭取競爭力。經(jīng)過研究分析，考慮到現(xiàn)在荷載分項系數(shù)較大，梁端計算彎矩建議取到柱邊（梁配筋可降低15%左右）。就算非人防不建議這樣弄，人防區(qū)建議采用，可大幅度減少梁配筋。另外考慮到現(xiàn)在荷載分項系數(shù)較大，板的計算彎矩，建議按《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（結(jié)構(gòu)）混凝土結(jié)構(gòu) 2009 年版》3.2.7 條進行折減（板配筋可減少15%左右）。以上兩條，大致能將梁板配筋拉到老規(guī)范階段。如圖1 四周與梁整體連接的板(無梁樓板除外),按彈性計算所得的彎矩數(shù)值,可根據(jù)下列情況予以減少: ①中間跨的跨中截面及中間支座截面可減少20%；②邊跨的跨中截面及從樓板邊緣算起的第二支座截面:當Lb/L＜ 1.5 時可減少20%；當1.5 ≤Lb/L ≤2 時可減少10%；式中L 一垂直于樓板邊緣方向的計算跨度；Lb 一沿樓板邊緣方向的計算跨度(圖1)；3角區(qū)格不應(yīng)減少。

圖1 整體助形樓板計算跨度示意圖

4、地下室施工技術(shù)管理水平有效提升策略

4.1 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要的材料

在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計前，最重要的就是材料的選擇問題，一定要根據(jù)地下室的種類進行材料的選擇，選擇最合適的材料。如果使用的材料不合格，有任何異常的情況都要立即禁止使用，必須加強質(zhì)量這一關(guān)的落實情況，有關(guān)技術(shù)人員嚴格把控對材料的質(zhì)量。如果地下室處在比較潮濕的地方，選擇的材料要具有一定的防潮和防腐性，避免在施工時出現(xiàn)異常情況，由于在施工時的生產(chǎn)優(yōu)化運行工作比較復(fù)雜，后期的與除污染過程也比較困難，因此在選擇材料時一定要注意根據(jù)周圍的環(huán)境選擇合適的材料，并用合理的專業(yè)技術(shù)對材料進行加工處理，從而讓使用的材料更加優(yōu)質(zhì)。在選擇好合適的材料后，要加強對材料質(zhì)量的檢查，如果在施工工作中出現(xiàn)異常的地方，一定要及時的更換材料。需要注意的是，還有一些材料供應(yīng)商，供應(yīng)的材料都是好幾年前生產(chǎn)的材料，這些材料經(jīng)過幾年時間很多部分都已經(jīng)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，這種材料也不適合用來進行高強度工作。對材料的選擇和檢查力度對后面的橋梁工程作業(yè)時的施工運行工作管理是非常重要的，合理的選擇材料可以提高工作質(zhì)量，因此有關(guān)部門一定要加強對材料質(zhì)量的檢查力度。比如，相關(guān)優(yōu)化部門可以建立一個質(zhì)量檢查小組，專門對材料質(zhì)量進行檢查，嚴格的把關(guān)，對每一種材料的選擇都要進行質(zhì)量檢查，并做好信息記錄，把材料質(zhì)量方面出現(xiàn)的問題記錄下來并向上級匯報。管理技術(shù)人員要選擇負責任的材料供應(yīng)商，不能為了達到自身利益而進行偷工減料，對地下室施工作業(yè)時的生產(chǎn)優(yōu)化運行問題不負責。

4.2 注意施工人員的人員管理

在地下室結(jié)構(gòu)工程施工開始工作前，一定要對施工人員進行培訓(xùn)和教育，把在工作的過程中可能出現(xiàn)的安全問題進行總結(jié)，讓施工人員重視這些問題，避免在施工時的過程中出現(xiàn)同樣的問題，提高人們的安全防范意識。由于這是一項比較復(fù)雜的工程，因此要選擇專業(yè)能力技術(shù)強的施工人員，不能隨意的找施工人員。即使是有一定專業(yè)能力的施工人員，也要對這些人進行定期的學(xué)習和培訓(xùn)，讓他們掌握更多的專業(yè)技能，防止在施工時的運行的過程中出現(xiàn)技術(shù)問題而出現(xiàn)意外傷害。在整個施工的工作中，必須加強對各個技術(shù)人員的選擇，避免在高難度和艱苦工作條件下,因為個人技能問題導(dǎo)致的施工時的運行出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時，技術(shù)人員也要注意調(diào)整自己的工作心態(tài)，對自己所做的每一部分工作都要有專業(yè)的素養(yǎng)和工作心態(tài)，也要不斷的加強對施工人員的管理，一旦出現(xiàn)工作不認真等問題都要有嚴格的懲治制度，不能讓其他施工人員效仿。相關(guān)施工人員要不斷的對自己的地下室結(jié)構(gòu)工程施工的專業(yè)知識進行鞏固和應(yīng)用，在工作中也要保持公正的心態(tài)，不能因為個人的情感問題而針對或者偏向任何一個施工人員。相關(guān)施工人員在施工時的工作中也要有一顆負責任的心，形成良好的管理體系。而且若想要提高我國地下室結(jié)構(gòu)工程管理的話，首先就要提高我國施工單位的綜合素質(zhì)和服務(wù)水平。只有施工單位的綜合素質(zhì)和服務(wù)水平得到提高，我國的地下室結(jié)構(gòu)工程管理才有可能得到提高。針對我國施工單位存在的問題。具體提出了以下幾點改進措施。首先，在選擇施工人員的時候，應(yīng)該更加的嚴格，并且要符合施工人員的任職條件。而且，不僅要施工人員的專業(yè)水平進行相應(yīng)的考核，還要對施工人員的責任心，忠誠度進行考核。同時，在施工工作的進行中，也要定期的對施工人員進行專業(yè)上的培訓(xùn)，不斷的提高他們的專業(yè)素養(yǎng)和能力，只有施工人員的能力提高了，施工工作的質(zhì)量才能提高，我國的地下室結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量才能提高。我國施工單位應(yīng)該將施工的工作明確的進行分組管理，每組人員只負責自己組內(nèi)的事情，然后，各組與各組共同配合完成任務(wù)。這樣的方法不但高效，而且非常節(jié)省時間。考慮到有一些地下室結(jié)構(gòu)工程項目施工的時間比較有限，施工單位應(yīng)該在工程開展之前做出詳細的施工計劃，以及施工的內(nèi)容、方向。并且，在施工的過程中，要實時進行監(jiān)督，保證施工時間的同時也要保證施工的質(zhì)量。如果因為不可抗拒的原因，導(dǎo)致當天的施工計劃沒有按時完成，也不可以強行讓施工工人進行加班，而是應(yīng)該盡快調(diào)整之后的施工時間安排，盡量在規(guī)定的時間內(nèi)完成施工任務(wù)。

4.3 通過計算機來提高地下室結(jié)構(gòu)施工的管理水平

雖然建筑行業(yè)是一項傳統(tǒng)的行業(yè)，但是也可以結(jié)合目前的新興技術(shù)來使其工作效率以及質(zhì)量得到提升，比如可以通過計算機監(jiān)控各個施工程序的工作質(zhì)量，用相應(yīng)軟件來對施工數(shù)據(jù)進行分析，既可以節(jié)省人力，又提高了工作效率與質(zhì)量，可謂是一舉多得。

5、地下室結(jié)構(gòu)裂縫防治措施

5.1 根基必須打穩(wěn)

安全的前提是良好的根基，打好根基需要設(shè)計師設(shè)計出良好的圖紙，沒有粗制濫造，沒有偷工減料，有專業(yè)的合理組裝和安裝。許多新聞便爆出某某工程師為一己私利造成了地下室坍塌，為了這種原則性的問題出現(xiàn)需要我們嚴格對待每一位工作人員，保證每一塊土地都足夠安全。以防止一開始就發(fā)生錯誤。另外，還要考慮超負荷工作的問題，滿足一定程度的超負荷工作。每一細節(jié)都要考慮到，有全面的方針和藍圖。

5.2 合理使用材料

除了設(shè)計問題以外，各個原料的問題也是十分重要的一點，前幾年，豆腐工程十分受到關(guān)注，其之所以這么火，就是因為它的選材不夠嚴格，造成了地下室不夠牢固，本該工作的年份卻早早坍塌老化。混凝土要有一定黏度，保證能合兩個磚頭。各種原料都必須達標，杜絕使用不合格原料。此外，正確的調(diào)和比例也影響地下室的使用正確按照比例調(diào)和也很大程度減少混凝土出現(xiàn)裂縫的問題。對于重要的地下室來說，精度要求較高。

5.3 認真進行每一步施工

萬事準備好了之后，重點工作才開始，可能對于非專業(yè)人員來說其難度并非很高，但是實地操作才能體會到過程中的難度，因此，對于整個過程來說，真正的施工過程才最具有技術(shù)含量。在施工完成后其內(nèi)部在不斷的變化，任何因素的微小變化都可能引起內(nèi)部發(fā)生巨大變化，因此時刻關(guān)注其微小變化十分重要。并及時設(shè)計應(yīng)對方案，及時的減少損失。及時加水，蓋膜等等，這需要施工人員有專業(yè)素質(zhì)以及快速的應(yīng)對的反應(yīng)。在不同的情況有豐富的工作經(jīng)驗。

5.4 注意結(jié)束時地下室的檢驗

在完成施工后的結(jié)尾的步驟也很重要。完美的結(jié)尾可以提高最終施工的質(zhì)量，對施工過程而言，錯誤的結(jié)局會導(dǎo)致全盤皆輸，對于最后的凝固過程中需要人員定時的檢查成膜效果，防止過快或者凝結(jié)過慢。前期的嚴格把控不能在最后一階段發(fā)生意外。為保證地下室的安全使用，后期檢查十分重要，對厚底密度的精度測量把控。一直實現(xiàn)地下室的使用時間最大化。

結(jié)語：

為了滿足人們對地下室的各方面的需求，各個建筑企業(yè)必須加強對施工人員技術(shù)的培養(yǎng)和提高。地下室結(jié)構(gòu)的安全與耐久度是兩個尤為重要的問題。為了保證地下室的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及安全性，首先我們應(yīng)該用適當?shù)募庸谈脑旒夹g(shù)來進行結(jié)構(gòu)加固，合理的改善并調(diào)整地下室的結(jié)構(gòu)，運用加固技術(shù)，從而達到對地下室結(jié)構(gòu)加固的效果，保證地下室結(jié)構(gòu)安全性以及延長地下室的使用壽命。