地下室外墙优化设计分析

韩世冲

摘 要：外墙是地下室结构设计中的关键部分，对地下室的建设质量有着至关重要的影响，施工单位需要保证设计的合理性与可行性才能确保地下室结构安全。本文基于地下室外墙优化设计的重要作用，分析了设计的基本原则与外墙上的荷载组成，并探讨了外墙设计中存在的问题及其相应的解决措施，希望能以此提升设计质量与效率，并降低施工成本，提高施工单位的经济竞争力与社会竞争力。

关键词：地下室；外墙结构；外墙设计；优化措施

中图分类号：TU318 文献标志码：A

随着城市化进程的不断推进，土地资源紧缺问题逐渐显现，地下室因其节约空间、成本较低的优势已经成为现代建筑设计的重要内容。地下室可以作为车库、储物间等使用，而外墙设计质量与地下室的安全性息息相关，施工单位应提高重视。外墙的底端连接基础底板、顶端连接地下室顶板，同时具有围护、隔土、隔水防腐蚀的功能，如果设计不合理将会直接威胁地下室的使用安全，设计人员应结合经验与专业知识，充分考虑各种影响因素，不断优化设计效果，为地下室的外墙建造安全保驾护航。

1 地下室外墙设计概述

1.1 地下室外墙设计的基本原则

为了确保地下室外墙的设计质量，设计人员应在实际工作中遵循一定的原则，以免影响外墙的各项性能。首先是环境类别，地下室外墙属于干湿交替环境，根据国家相关规定可划分为二a、二b、三a、三b等环境类别。其次是混凝土材料的耐久性要求，建设地下室外墙的混凝土需要具备一定的防腐蚀性能，使用年限要在50年以上。再次是防水混凝土的抗渗等级，地下室外墙由于处于地下，其防水要求要高于地面建筑的外墙，具体要求应根据相关规定与实际情况确定。然后是混凝土的抗冻级别，进行地下室外墙设计时应考虑当地的地质水文与地域气候等条件。最后是裂缝控制等级，外墙建造在时使用了大量的混凝土，极易出现裂缝问题，为了确保外墙的牢固性，设计人员应严格控制最大裂缝宽度限值，以免影响地下室的使用安全与寿命。

1.2 地下室外墙上的荷载分析

地下室墙体所承受荷载来自诸多方面，主要包括上部结构传来的竖向荷载、土压力、水压力、核爆动荷载、温度应力等。其中上部结构传来的竖向荷载是整体荷载的关键部分，因此进行墙身计算时应明确竖向荷载影响。水压力一般与地下水位有关，在南方多雨地区表现得更加明显，进行水压力计算时应进行全面的实地勘察。核爆动荷载是指核武器爆炸形成的地面空气冲击波压力，该种荷载具有荷载量值大、作用时间短、逐渐衰减等特点，在外墙建设中只是偶然存在。地下室外墙是混凝土结构，混凝土材料会因温度不同而导致应力变化，进而导致裂缝问题，降低了地下室的安全性能，设计人员应重点关注温度应力的影响，必要时通过安装后浇带、加强养护、构造配筋等降低温度应力的威胁。

2 地下室外墙设计中存在的问题

我国的地下室外墙设计研究起步较晚，与发达国家相比仍存在许多不足之处，施工单位应明确问题所在，并加大投资力度，制定出有效的解决对策。地下室外墙设计中存在的问题之一是设计模型选择不当，地下室外墙板左右两侧需要通过钢筋混凝土的内隔墙相连，有些则通过合适截面的外墙扶壁柱相连，只有高宽比满足双向板要求才能确保外墙的承重性能。然而有很多施工设计单位选择的计算模型不合理，忽视了双向板计算的重要性与必要性，为了方便选择竖向单向板进行计算，容易造成配筋构造不合理、水平向负筋不足等问题，同时设计模型选择不当也使渗水漏水问题更加严重。问题之二是荷载选择不合理，设计人员缺乏实际经验，一味按照理论知识计算荷载，导致荷载与实际应用不符，给地下室建设埋下了巨大的安全隐患。

3 优化地下室外墙设计的有效措施

3.1 准确计算地下室外墙截面尺寸

地下室外墙截面尺寸需要依照外墙的受荷弯矩和其产生的裂缝宽度进行设计。大量研究表明，地下室外墙的弯矩分布不均匀，其规律是多层地下室的下层弯矩较大，而上层弯矩则逐渐减小，此特点容易导致外墙根部出现裂缝。根据这一特点，设计人员考虑外墙截面尺寸设计时应在地下室外墙根部进行局部加厚，而多层地下室上部外墙厚度应根据实际情况适当减小。准确的截面尺寸设计需要依靠科学的计算模型，设计人员选择计算模型时需关注地下室的层数，原因是板构件的支承应与地下室层数、外墙相连壁柱、内隔墙与底板的支承情况相适应。举例来说，在单层地下室结构中，外墙壁板由于受力方向、跨度比值的差异，需要选择双向板受力模型和单向板受力模型共同计算，如此才能保证计算结果的准确性与科学性，有利于提高地下室外墙的设计质量与水平。

3.2 关注施工中的裂缝问题

裂缝问题是影响地下室外墙质量的关键因素，设计人员需要全面考虑导致裂缝的各方因素。地下室外墙构造中的混凝土会因水化现象而产生收缩应力，也会因温度变化产生温度应力，收缩应力与温度应力会使外墙结构受到强大的拉应力作用而出现裂缝。为了降低裂缝问题的影响，设计人员可以设置施工后浇带，同时注意施工完成后的混凝土养护工作，避免外墙长时间暴露在外。墙身水平筋配筋率应严格按照相关规定设计，一般高于0.5%，同时要保证钢筋间距小于150。针对地下室外墙出现的非荷载裂缝，可通过控制材料质量加以解决，工作人员需要确定合理的混凝土材料配比，并保证混凝土强度适中，从而有效控制混凝土的干缩变形和增长率，减少甚至是杜绝裂缝出现。为了减小温度应力，设计人员可选择低水化热水泥，严控砂石骨料的含泥量和级配，必要时还可以根据要求在混凝土中加入粉煤灰、膨胀剂来提高粘塑性与膨胀特性。在施工过程中，工作人员应严格按照图纸进行施工，确保施工顺序与混凝土入模温度合理，在混凝土浇筑完成后选择必要的保温保湿养护手段，在地下室外墙设计的全过程控制裂缝。

3.3 加强外墙的防水设计

针对地下室外墙易出现渗水漏水的问题，可通过以下4种措施加以解决。其一是采取“堵”的方法，该种做法能够有效防止地下水深入地下室，防水效果好，但无法百分百保证漏水问题不出现，一旦发生漏水问题，将会给维修工作带来较大困难。其二采用“疏”的方法，在地下室中设计排水沟，当出现渗水漏水问题时，排水沟可以将水顺利排出。其三是将两种方式相结合，将“堵”与“疏”合并运用，为防水设计提供双重保险。其四是采取双墙做法，双墙结构就是在外墙内侧隔开排水沟宽距离砌筑防潮保护砌块墙体，并在砌块墙体上预留排水沟出水口，该种方法能有效避免地下室的潮湿问题，在我国地下室外墙结构设计中有着广泛应用。

3.4 地下室外墙设计中的其他注意事项

除了上述内容，优化地下室外墙设计时还应注意如下方面。

（1）为了保证地下室的通风性，需要在外墙上设置通风井，设计人员应注意开洞位置，尽量避开承重部分，保证计算模型和配筋构造符合实际要求。

（2）当车道紧靠地下室外墙时，应将车道底板设置在外墙中部。另外，还需关注外墙承受车道底板传来的水平集中力作用。

结语

近年来，地下室外墙设计已经成为房屋建造的重要内容，施工单位要想在激烈的市场竞争中占据有利地位就需确保外墙设计安全合理，同时注意设计建造的经济性，争取让施工单位用最小的成本创造最大的效益。针对外墙设计中存在的问题，可通过准确计算地下室外墙截面尺寸、关注施工中的裂缝问题、加强外墙的防水设计等措施加以解决，提高地下室外墙的安全性与坚固性，进而促进施工单位向着更好的方向发展。

参考文献

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