地下室结构设计中应注意的几个问题.docVIP

PAGE PAGE 1 地下室结构设计中应注意的几个问题 　　摘要：地下建筑空间的开发因其能够有效解决城市用地矛盾而受到各方的关注。然而，由于地下空间的特殊环境及其复杂性，也给地下室工程的设计带来了一系列技术问题。本文对地下室结构设计中常见的几个重点问题进行了归纳和总结，提出了解决相关问题应采取的具体措施。 　　关键词：地下室结构设计抗浮设计超长处理 　　中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号： 　　1前言 　　随着近年来城市建设的脚步逐渐加快，城市建设用地逐年减少，有限的城市土地已经成为了制约建筑行业发展的主要瓶颈之一。在充分利用地上空间建造高层建筑的同时，地下空间的开发也越来越得到人们的普遍重视。然而，由于地下空间的特殊环境及其复杂性，涉及的专业极为复杂，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合，对裙房地下室和纯地下室部分存在抗浮不满足要求等一系列问题，使得地下室结构的设计比地上结构的设计要复杂的多。通过工程设计实践，结合本人工作经验，对地下室结构设计中应注意的几个重点问题进行了如下归纳和总结，并提出了解决相关问题应采取的具体措施。 　　2地下室结构设计中应注意的问题 　　2.1荷载 　　地下室各部位（顶板、外墙和底板）参与组合计算的荷载如下，应按实际工况进行组合。 　　2.1.1顶板 　　地下室顶板自重（包括粉刷层及管道吊顶重等）； 　　覆土自重（有覆土时考虑）：根据实际覆土情况确定，覆土重度取18～20kN/m3； 　　均布活荷载：根据建筑功能按荷载规范取值； 　　施工活荷载：室内取5kN/m2，室外取10kN/m2； 　　消防车荷载（有消防车通行时考虑）：当符合荷载规范的要求时，可按荷载规范取值；当不符合荷载规范的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则换算为等效均布荷载；应注意，消防车对于板、梁、柱的等效均布荷载应分别取值； 　　由武器爆炸产生的垂直方向人防等效静荷载标准值qe1（核武器爆炸）或qce1（常规武器爆炸），按人防规范第4.7及4.8节规定取值。有人防要求时考虑。 　　2.1.2外墙（用于外墙平面外截面设计） 　　作用在室外地面活荷载产生的侧压力； 　　周围填土产生的土侧压力； 　　地下水浮力产生的水侧压力 　　由武器爆炸产生的水平方向人防等效静荷载标准值qe2（核武器爆炸）或qce2（常规武器爆炸），按人防规范第4.7及4.8节规定取值。有人防要求时考虑。 　　2.1.3底板 　　底板自重、装修层重、固定设备等； 　　均布活荷载：根据建筑功能按荷载规范取值； 　　地基反力； 　　地下水浮力：根据抗浮设计水位水头高差确定； 　　核武器爆炸产生的人防等效静荷载标准值qe3，按人防规范第4.8节规定取值（用于 　　甲类防空地下室）。有人防要求时考虑。 　　2.1.4内承重墙柱 　　对地下室内承重墙柱，除考虑恒、活、风、地震作用效应组合外（普通地下室要求），对防空地下室还应考虑人防作用效应组合；当战时所增加的顶板核爆动荷载标准值小于平时各楼层的活荷载标准值之和时，由平时条件控制，否则由战时条件控制。 　　2.2抗浮设计 　　地下室因水浮力而造成结构整体上浮、上部结构产生裂缝、地下室底板隆起的质量事故时有发生，给建设单位造成了较大的财产损失，因此，地下室抗浮设计问题越来越受到设计等单位的高度重视，抗浮设计也因此成为地下室结构设计的重点。 　　对在同一整体大面积地下室的上部建有多栋高层和低层建筑的情况，由于地下室的面积较大，形状不规则，且地下室上方的局部没有建筑或建筑层数不多，建筑自重分布不均，对上部没有建筑或建筑层数不多的局部范围，应分区、分块进行细致的局部抗浮验算，防止由于抗浮不够出现局部破坏。当作用于地下室底板的地下水浮力大于地下室结构的自重时，应考虑抗浮设计。目前工程中抗浮设计主要采用抗拔桩或抗拔锚杆。 　　由于地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据，地下室抗浮设计主要受地下水位和地下室结构荷载大小控制，因此，抗浮设计时应考虑施工阶段、使用阶段和洪水期（地下排水不畅）设计工况。在施工阶段，一般可采取降排水措施将地下水位降至满足水浮力小于地下室结构自重要求的范围内而不进行抗浮验算（施工图中应注明降水要求）；使用阶段和洪水期应根据各阶段的抗浮设计水位（使用阶段抗浮设计水位可取近3～5年最高水位，按活载考虑；洪水期抗浮设计水位可取室外地面，按恒载考虑）按照国家相关标准进行抗浮验算。另外，斜坡道也应进行抗浮验算，其与主体连接处应作处理。 　　2.3超长处理措施 　　随着地下空间最大限度的开发利用，地下室超长超大已非常普遍。由于设置变形缝会使变形缝处的防水处理变得复杂，因此，地下室结构应尽可能少设缝或不设缝。地下室结构虽然受温度变化的影响较地上