浅谈地下室结构设计应注意的问题

姚畏力

呼伦贝尔市建设工程施工图审查站

浅谈地下室结构设计应注意的问题

姚畏力

呼伦贝尔市建设工程施工图审查站

在工程结构设计中，随着土地资源的紧缺，地下空间的利用越来越得到重视，因此，地下室的建设在现在的建筑中已经非常普遍，但地下室的设计在发展的同时亦存在不少的问题。由于涉及到工期和投入的建设费用，设计中与地下室相关的不少问题也逐渐变得突出起来。地下室按其使用功能可分为普通、人防和平战三类，本文仅对普通地下室施工图审查中发现的设计中存在的问题进行探讨并提出相应的措施及建议。

地下室;施工图审查;设计;问题

引言

工程结构设计中，如果地下室设计不当，会对整体建筑结构体系产生较大影响。一般在施工图审查中，对于地下室的埋深，当埋深超过室外地坪至地下室地面高度时，才不计其层数，建筑总高度才能从室外地面算起，并且地下室的墙、柱与上部结构的墙、柱要协调统一。

1.地下室结构设计中存在的问题

1.1 抗震等级问题

在地下室结构设计中，常见的与抗震有关的问题是：半地下室的埋深不足，建筑的层数包括半地下室层已超限，层数和总高度超过相应要求，确定地下室抗震等级为三级，而上部结构为二级，按规范要求，结构的地下室也应为二级，这是对规范掌握和理解不足。

1.2 荷载效应与组合

地下室外墙进行正截面和斜截面承载力计算时，土压力的荷载效应定性为永久荷载效应，当可变荷载效应控制的组合时，土压力的荷载分项系数取1.2；当永久荷载效应控制的组合时，其荷载分项系数应取1.35。对于地面活荷载，同样应乘侧压力系数，许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时，板、覆土的自重对其有利，则荷载分项系数应取1.0。

1.3 地下室顶板设计

在高层建筑结构中，嵌固端通常选取在首层地下室顶板，但地下室顶板要真正成为结构嵌固端是有条件的。地下室结构将具有足够的整体刚度和足够的承载力，在地震作用下，当上部结构进入弹塑性工作阶段，地上一层柱底或墙底出现塑性铰时，地下室结构仍可保持弹性工作状态。

对于多层地下室的建筑，上部结构是嵌固端在地下室一层顶板部位还是地下二层顶板部位，或是嵌固在筏板基础顶面或箱形基础顶面，应由地下室结构的楼层侧向刚度与相邻上部结构楼层侧向刚度之比等条件来确定。

1.4 地下室外墙设计

对于地下室外墙配筋计算，有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带框架柱或扶壁柱的，设计者不区别柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算柱配筋。

1.5 地下室的抗浮验算

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据，实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和丰水期重视不足，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。

1.6 耐久性设计

地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。

工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯矩调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算，地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或留置后浇带，后浇带的位置设置不当，外墙施工缝或后浇带详图未交代，室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等，导致违反设计规范，产生渗漏现象。

2.措施及解决方案

2.1 地下室抗震等级的确定

按照《抗规》规定： 当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。

2.2 荷载效应的确定

如果建筑设计的地下室顶部为活动区域或停车场，其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载，实际中应进行对比分析，取起控制作用的荷载作为设计依据。

2.3 地下室顶板设计应注意问题

结构设计时，应尽量创造条件，使地下室顶板满足作为上部结构嵌固部位的要求。

作为结构嵌固端的地下室顶板，不应采用无梁楼盖的结构形式，应采用现浇梁板结构，混凝土强度等级不宜小于C30，其楼板厚度不宜小于180mm，应采用双层双向配筋，且每层每个的配筋率不宜小于0.25%。

2.4 地下室外墙设计建议

除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙柱截面尺寸较大外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋更为合理。轴力较小的外墙柱，其内、外侧主筋也应予以适当加强。

地下室外墙计算时底部为固定支座，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。

2.5 应重视混凝土的耐久性设计

地下室整体超长时，应采取相应措施，防止裂缝开展，采取的主要措施：

①采用补偿收缩混凝土，即在混凝土中渗入适量的微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸来控制混凝土的裂缝。

②设补偿收缩混凝土带，由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带。

③设置后浇带，作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。

④提高钢筋混凝土的抗拉能力，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。

3.结束语

地下室结构设计是一个复杂的过程，一些主要技术问题如地下室抗浮设计、地下室防水设计、超长地下室结构设计、地下室保护层厚度问题等等，结构设计的合理与否直接影响建筑的正常使用与工程造价，因此，设计时既要满足功能要求、安全可靠、经济合理，又要满足地下室结构的特殊要求。

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部编.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)[M].北京：中国建筑工业出版社

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部编.高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2010)[M].北京：中国建筑工业出版社