浅谈地下室结构设计的几点心得

■张宏韬 ■福建汇筑工程设计有限公司，福建 漳州 363000

随着现代住宅建筑的发展，高层住宅占据了绝大部分的比例。而高层住宅中通常会设置一层或多层的地下室。该地下室的设置可用于作为机动车或非机动车车库，该做法即解决了现行规范对于住宅配套车位的问题，同时也能够解决结构方面对于高层建筑基础埋深的问题。而地下车库同时也会设计成具有预定战时防空功能的地下室，实现一个地下室多种功能并存。本人从事了多年的地下室结构设计，现从一个较为典型的工程实例入手浅谈几点地下室结构设计的心得，望能与大家相互学习、相互探讨、共同进步。

某典型地下车库平面图及剖面图(图1、图2)，地下室平时为机动车车库战时为甲类核六人防地下室，顶板覆土600mm，覆土上作为机动车车道活荷载5KN/m2，图2为通常地下室做法，地下室结构层高4.2。现从几个重点部位的结构设计心得做如下阐述。

1 地下室层高的确定

地下室层高的合理选取，直接影响了地下室设计的各个方面，主要表现为地下室基坑围护的设计，地下室的抗浮设计，地下室水浮力的确定等。可以从以下几个方面进行地下室层高的优化:

(1)尽量减少地下室顶板覆土层厚度。顶板覆土厚度主要由给排水专业雨污水管道的铺设、景观专业植被种植要求决定。可以通过局部设置降板用于铺设大直径管道，局部堆高覆土解决大植被种植要求如图3所示:

(2)控制结构梁高，最大化地下室净高。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)考虑消防管道穿梁设置，可以节省200mm的地下室层高;

(4)通风管道沿车位内侧或墙角布置，尽量不布置于通道位置，可以取得更好的通道净高效果;

(5)取消地下室底板覆土层，采用设置地漏排水代替明沟排水，可以减少200～300的地下室层高;

(6)根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)第3.2.1条，地下室梁底或管底净高可控制2.0m，至顶板板底净高可控制2.4m，因此层高可再压缩200mm［1］;

综上地下室结构层高可由原4.2米调整至3.6米，对于整个地下室的防水、造价、施工周期都有很大的优化。

2 地下室顶板的结构做法

地下室顶板是普通人防地下室受荷载最大的受力构件，合理的结构做法关系到整个地下室的造价、施工进度。地下室顶板的构造要求及计算要求有如下几点需提醒:

(1)根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)第4.11.3条最小楼板厚度为200mm［1］;

(2)根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)第4.10.1条顶板在人防工况下可按由非弹性变形产生的塑性内力重分布计算内力［1］，但必须满足平时工况下的挠度及裂缝要求;

(3)根据《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)第4.11.7条控制顶板混凝土强度小于等于C35，可控制受弯钢筋的最小配筋率为0.25%;

(4)根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.1.14条，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，混凝土等级应大于等于C30，楼板厚度不小于180mm，双层双向配筋不小于0.25%。

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

地下室顶板结构的通常做法有如下三种，对每一种布置形式的混凝土及钢筋每平方米用量进行统计，如下图4及表格1所示:

综上采用方案三不仅整体造价合理经济，且更有利于施工及设备专业的布置。

3 地下室侧墙的设计

地下室侧墙包括地下室外墙及人防区内的各种隔墙，两种侧墙存在不同的受力形式及构造要求，现对地下室侧墙需注意的地方做如下几点阐述:

(1)地下室外墙承受的荷载为土压力、水压力、车辆引起的侧向压力及人防荷载。

(2)土压力宜取静止土压力进行计算，土压力引起的效应为永久荷载效应，其他荷载引起的效应为可变活荷载效应［3］;

(3)静止土压力系数与墙后填土的类型有关，并随土体密实度、固结程度的增加而减小，因此对墙后的回填土应做相应要求，一般可参考下表进行选取［3］;

土类 坚硬土 硬塑-0.2～0.4 0.4～0.5土类 可塑-可塑粘性土k0软塑粘性土 软塑粘性土 流塑粘性土k0 0.5～0.6 0.6～0.75 0.75～0.8

(4)地下室侧墙计算时，可采用上端铰接下端固定的计算简图;计算跨度可采用净跨计算，但须注意采用净跨计算时，不应再进行支座内力调幅［3］;

(5)根据侧墙的受力情况，其配筋可采用通长钢筋加附加钢筋的配筋形式:

(6)地下室外墙除了进行承载力极限状态计算外还应进行挠度及裂缝计算;

以上是本人在人防地下室结构设计中的一些心得，地下室的结构设计是很综合的一个结构设计课题，本人也仅仅了解了一些皮毛，在以后的工作中会更加努力的钻研探索，努力成为一名合格的结构工程师。

［1］《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005).

［2］《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).

［3］朱炳寅.《建筑地基基础设计方法及实例分析》中国建筑工业出版社.

［4］《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011).