地下室結構設計要點，重點，漏點

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地下室如果設計不當，對整體抗震性能會產生較大影響，一般對于半地下室的埋深要求應大于地下室外地面以上的高度，才能不計其層數，總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結構的墻柱要協調統(tǒng)一。地下室頂板室內外板面標高變化處，當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，未采取措施不應作為上部結構的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構，地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結構嵌固部位。結構計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強區(qū)層數應從地面往上算，并應包括地下層。

存在的常見問題如：半地下室埋深不夠，房屋層數包括半地下室層已達8層，層數和總高度超過要求，違反GB50011-2001第7.1.2條。地下室抗震等級為三級，而上部結構為二級，按GB50011-2001第6.1.3條地下室一層也應為二級等問題。

2. 荷載取值與組合

地下室外墻受彎及受剪計算時，土壓力引起的效應為永久荷載效應，可變荷載效應控制的組合時，土壓力的荷載分項系數取1.2；永久荷載效應控制的組合時，其荷載分項系數取1.35。對于地面活荷載，同樣應乘側壓力系數，許多設計中計算不對,HiStruct注，水壓力若取最高水平，則一般按恒載設計，分項系數的取值可參考地下水池設計規(guī)范。地下室底板的強度計算時，根據《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)第3.2.5條板、覆土的自重的荷載分項系數取1.0。抗浮計算時，板、覆土的自重的荷載分項系數應取為0.9[此條可參考新建筑結構荷載規(guī)范]。地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力，根據土性的不同分別采用不同的計算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。

如果地下室頂部沒有房屋，是空曠場地，其荷載是否要考慮平時消防車荷載或大于消防車的可能荷載，實際中比較取起控制作用的荷載作為設計依據。另如某工程設計在-1.55m標高處一層平面是地下室頂板，活載只考慮4.5KN/m2，未計覆土荷載，消防車荷載。地下車庫活載取值6.0KN/m2，不滿足GB50009-2001第4.1.1條，未考慮消防車荷載，或者施工過程中和使用過程中可能出現的載重車荷載,與消防車荷載比較取大值。HiStruct注，尚應考慮施工堆載10kN/m2。

3. 外墻計算模型

地下室外墻配筋計算：有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議：除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間)外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁，其內外側主筋也應予以適當加強。外墻的水平分布筋要根據扶壁柱截面尺寸大小，可適當另配外側附加短水平負筋予以加強，外墻轉角處也同此予以適當加強。

地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端)，側壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣，底板的抗彎能力不應小于側壁，其厚度和配筋量應匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側壁為懸臂構件，底板的抗彎能力不應小于側壁底部。地下室底板標高變化處也經常發(fā)現類似問題：標高變化處僅設一梁，梁寬甚至小于底板厚度，梁內僅靠兩側箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐，計算模型和配筋構造均應與實際相符。車道緊靠地下室外墻時，車道底板位于外墻中部，應注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用，該荷載經常遺漏。

4. 頂底板和樓梯

設計中存在的常見問題如：地下室頂板，板厚選用100mm，不符合GB50011-2001第6.1.14條；底板配筋Φ14@100，不符合JGJ3-2002第12.2.4條；地下室頂板厚度、地下部分柱配筋不符GB50011-2001 第6.1.14條。地下室混凝土底板、頂板、墻配筋不符合GB50010-2002第9.5.1條及GB50038-94第4.7.8條等。

5. 地下水與抗浮

地下水位及其變幅是地下室抗浮設計重要依據，實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現局部破壞。另外，實際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規(guī)則，加之局部上方沒有建筑，此類抗浮問題也相對比較難以處理，須作細致分析處理。

常見設計問題如：地下水位未按勘察報告確定，或勘察報告未提供計算浮力的地下水位及其變幅，違反了GB50007-2002第3.0.2條；斜坡道未進行抗浮驗算，斜坡道與主體分縫處未作處理；抗浮驗算不滿足要求，GB50009-2001第3.2.5條等。

6. 裂縫及控制方法

地下室外墻混凝土易出現收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產生較大的拉應力，直至出現收縮裂縫，地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm之內，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。

工程中許多設計將地下室防水結構構件的計算彎距調幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項系數、多層時未按多跨連續(xù)計算，地下室外墻在計算中漏掉抗裂性驗算(違反GB50108-2001第4.1.6條)，地下室外墻與底板連接構造不合理，建筑物超長未設縫或留置后澆帶(違反GB50010-2002第9.1.1條)，后澆帶的位置設置不當，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出入口與主體結構相連處未設沉降縫等，導致違反設計規(guī)范，產生滲漏現象。某工程地下室設計成一個大底盤，而該大底盤下的基礎形式同時有天然地基、樁基、剛性樁復合地基（違反GB50011-2001第3.3.4條），此類基礎即使設置后澆帶也僅適合施工階段。

地下室整體超長，應采取相應措施，防止裂縫開展，采取的主要措施：①補償收縮混凝土，即在混凝土中滲入UEA、HEA等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。②膨脹帶，由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償，為了實現混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶，根據一些工程實踐，一般超過60m設置膨脹加強帶。③后澆帶，作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛任用。④提高鋼筋混凝土的抗拉能力，混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，對于側壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用。側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設一道水平暗梁抵抗拉力。

7. 保護層和墊層厚度

《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2001)對防水混凝土結構規(guī)定www.civilcn.com：結構厚度不應小于250mm；裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層，強度等級不應小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應小于150mm。工程實踐表明如果結構厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現象的常見原因，因此規(guī)范修訂以后對限值作了相應的提高，應引起注意。

二，地下室外墻設計[轉]

為了滿足抗?jié)B要求，地下室外墻（以下簡稱外墻）的厚度一般不應小于250mm，混凝土強度等級常用C20~C30。
1．荷載：豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重；水平荷載有室外地坪活荷載、側向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載。
（1）室外地坪活荷載：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防車的室外地面），活荷載可取5kN/m2。有特殊較重荷載時，按實際情況確定。（京院技措2.0.6）
地面活荷載對外墻產生的壓力為沿墻高度方向的均布荷載Px，
Px=qx.Ka= qx/3, qx為地面活荷載
（2）水壓力：水位高度可按最近3~5年的最高水位確定，不包括上層滯水。（京院技措3.1.8）
（3）土壓力：a. 當地下室采用大開挖方式，無護坡樁或連續(xù)墻支護時，地下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，土壓力系數K0，對一般固結土可取K0=1-sinφ(φ為土的有效內摩擦角)，一般情況可取0.5。（京院技措2.0.16）
            b. 當地下室施工采用護坡樁或連續(xù)墻支護時，地下室外墻土壓力計算中可以考慮基坑支護與地下室外墻的共同作用，或按靜止土壓力乘以折減系數0.66近似計算，Ka=0.5x0.66=0.33，相當于主動土壓力。（京院技措2.0.16）
            c. 地下水位以下土的容重，可近似取11kn/m2。（京院技措2.0.5）
實際上，風荷載和地震區(qū)地面運動使土壓力超過靜態(tài)土壓力而有所增加，但其對外墻平面外產生的內力較小，可以不予考慮。
2．荷載設計值：以前的算法地面活荷載取1.4外，其他包括水壓力均取1.2。現依據《建筑結構荷載規(guī)范，當活荷載占總荷載之比值不大于20%時，γG=1.35, γQ=1.40,ΨC=0.7，綜合分析后外墻各項荷載分項系數均取1.30。
3．計算簡圖：
（1）地下室無橫墻或橫墻間距大于層高2倍時，其底部與剛度很大的基礎底板或基礎梁相連，可認為是嵌固端；頂部的支座條件應視主體結構形式而定。當與外墻對應位置的主體結構墻為剪力墻時，首層墻體與地下一層外墻連續(xù)，可以對外墻形成一定的約束。但是，主體結構的外墻往往開有較大的門窗洞口，其對外墻的約束很有限。當主體結構為框架類結構（包括純框架和框剪）時，外墻僅與首層底板相連，首層底板相對于外墻而言平面外剛度很小，對外墻的約束很弱。所以，外墻頂部應按鉸接考慮。地下室中間層可按連續(xù)鉸支座考慮。這樣，地下室外墻就如同下端嵌固、上端鉸支的連續(xù)梁。
（2）地下室內橫墻較多且間距不大于層高2倍時，地下室外墻就如同下端嵌固、上端鉸支的連續(xù)雙向板。
（3）地下室無橫墻但外墻上有附壁柱時，除非柱設計時考慮了外墻傳來的水平荷載，否則該柱不應作為外墻的支座，仍應按（1）考慮。
（4）有的工程基礎底板上有較厚的覆土，這時最下層外墻的計算高度應視該層地面做法而定。如為混凝土面層較厚的剛性地面，且在基坑肥槽回填之前完成地面做法，則外墻計算高度可算至地下室地坪。而實際施工順序往往是出地面后肥槽立即回填，而地下室地面在完成機電管線布置后才施工，相隔很長時間。這種情況下，外墻計算高度就應算至底板上皮。為了減小外墻計算高度，可在外墻根部與基礎底板交接處覆土厚度范圍內設八字角，并配構造鋼筋，作為外墻根部的加腋，加腋坡度按1：2。這時外墻計算高度仍可算至地下室地坪。
4．為了便于配筋構造和節(jié)省鋼筋，外墻可考慮塑性變形內力重分布。塑性計算不僅可以在有外防水的墻體中采用，也可在混凝土自防水的墻體中采用。塑性變形可能只在截面受拉區(qū)混凝土中出現較細微的彎曲裂縫，不會貫通整個截面厚度，所以外墻仍有足夠的抗?jié)B能力。 www.civilcn.com
5．墻配筋計算：外墻除承受水平荷載外，還承受上部結構及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重等豎向荷載。所以，嚴格來講，外墻應按偏心受壓構件計算配筋。但在實際工程設計中，考慮豎向荷載產生的截面應力很小，而且為了計算方便，僅按墻板平面外受彎計算配筋。當豎向荷載很大時，也可分別按受彎和軸心受壓計算墻體配筋，然后將二者疊加。
6．外墻保護層厚度：按〈地下工程防水技術規(guī)范〉50108-2001-4.1.6條，“迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。”為強制性條文。但實際操作有困難之處。一方面外墻截面有效厚度損失較大，另一方面外墻一般較厚，且拆模早，養(yǎng)護困難。施工單位為了避免開裂，在50mm厚保護層內附加Φ8@200構造筋，與外墻受力筋間距很小，垂直澆搗混凝土困難。按〈混凝土結構設計規(guī)范〉50010-2002，外墻外側環(huán)境類別為“二b”，內側“二a”，據此，外側保護層厚度25mm，內側20mm。也是強制性條文。按〈混凝土結構設計規(guī)范〉執(zhí)行。
a) 水平筋：外墻按連續(xù)梁計算時，水平筋為構造。但當外墻較長時，考慮到混凝土硬化過程及溫度影響產生收縮裂縫的現象極為普遍，水平筋配筋率宜適當加大，宜采用變形鋼筋，直徑宜小間距宜密，最大間距不宜大于200mm。
b) 外墻根部節(jié)點：一般外墻厚度遠小于基礎底板，底板計算時在外墻端常按鉸支座考慮，外墻計算時在底板端常按固端考慮，所以底板上下鋼筋伸至外墻外側即可，端頭不必設彎鉤。外墻外側豎向鋼筋在底板底部彎后直段長度滿足與底板下筋搭接要求，即可形成對外墻的嵌固。

地下室頂板鋼筋應加強，保護層和混凝土墊層及強度等級應按規(guī)范加注(GB50108-2001第4.1.6條)。否則就會產生如下類似問題：地下室外墻、底板等迎水面保護層厚40mm，底板與土接觸處鋼筋保護層厚35mm，不適合GB50108-2001第4.1.6條；柱保護層25mm，違反GB50010-2002第9.2.1條；地下室墊層采用C10混凝土，或底板下未做混凝土墊層，違反GB50108－2001第4.1.5條和第4.1.5條；未見地下混凝土構件環(huán)境類別劃分與對應的鋼筋混凝土構件保護層厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1條等。