浅析地下室外墙计算和设计

Calculation and Design of the Basement Wall

Cai Shu

（广州市城市规划勘测设计研究院，广州 510060）

（Guangzhou Urban Planning Survey and Design Institute，Guangzhou 510060，China）

摘要：分析了地下室设计的重要性，着重于地下室外墙设计的讨论。对作用在地下室外墙上的荷载分析,在设计时应根据不同情况采用单向板或双向板结构计算简图和计算模型, 裂缝及其控制方法，提出了可通过材料选择、施工及设计等综合措施来控制外墙裂缝,并阐述了外墙设计中的其它注意事项。

Abstract: The importance of the design of basement is analyzed, and the discussion on the basement wall is focused on. For the load analysis in the external walls, in the design, we should use one-way board or two-way board structure to calculate schematic diagram and model, crack and its control method based on different situations. The paper suggests that we can control the wall cracks by the comprehensive measures of material selection, construction and design, and describes the other notes of the design of exterior well.

关键词: 计算 设计 控制

Key words: computing；design；control

中图分类号：TU9文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0127-01

1重要性

地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时形成错层，未采取措施时此处不应作为上部结构的嵌固部位。规范明确规定，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。

2地下室外墙设计

2.1 荷载的取值地下室外墙受弯及受剪计算时，地下室外墙的荷载主要分两种：①竖向荷载（上层建筑传重、地下室外墙自重、顶板传来的竖向荷载）；②水平荷载（侧向土压力、地下水压力、地面活载产生的水平压力、水平地震作用）。风荷载和地震区的地面运动对外墙平面外产生的内力较小，实际工程设计中，竖向荷载、风荷载、地震作用产生的内力一般不起控制作用，可以不考虑。地下室外墙的墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定根据地下室土墙的土性不同，应分别采用不同的计算方法，砂性土采用水土分算，粘性土采用水土合算。

2.2 外墙计算模型地下室外墙配筋计算：按扶壁柱与外墙变形协调的原理，其扶壁柱配筋偏少、外墙竖向受力筋配筋不足、外墙的水平分布筋有富余量。有的工程外墙配筋计算中，不区别扶壁柱尺寸大小，凡外墙带扶壁柱的，一律按双向板计算配筋，而扶壁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扶壁柱配筋。建议：要根据扶壁柱截面尺寸大小确定外墙的水平分布筋，应适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。外墙宜按竖向单向板计算配筋。竖向荷载较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。地下室外墙计算时，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板抗弯能力不应小于侧壁，厚度和配筋量应适当调整，底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端）；地下室无横墙但外墙上有扶壁柱时，除非柱设计时考虑了外墙传来的水平荷载，否则该柱不考虑作为外墙支座；顶部的支座条件应视主体结构形式而定：主体结构为纯框架类结构，外墙仅与首层底板相连，首层底板相对于地下室外墙来说平面外刚度很小，对外墙约束很弱，所以顶部按铰接考虑；地下室中间层可按连续铰支座考虑。这样，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰接的连续梁。

2.3 地下水与抗浮地下室抗浮设计中，有的只考虑正常使用极限状态，往往对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏，实际上，地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。

2.4 裂缝及控制方法地下室外墙受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，混凝土易出现收缩，直至出现收缩裂缝。地下室外墙裂缝宽度控制在0.20mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。地下室整体超长，应采取相应措施，防止裂缝开展，采取的主要措施：①提高钢筋混凝土的抗拉能力，为在混凝土面层起强化作用，对侧壁可增加水平温度筋。侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致时可在墙中设一道水平暗梁抵抗拉力。②补偿收缩混凝土，在混凝土中渗入微膨胀剂UEA、HEA。以混凝土的最终收缩值的差值拉伸控制裂缝。③膨胀带，为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，根据一些工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带。④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。

2.5 外墙钢筋保护层厚度①根据《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）4.1.6条，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。②根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476-2008）3.5.4条，当保护层设计厚度超过30mm时，可将厚度取为30mm计算裂缝的最大宽度。计算时外墙钢筋保护层厚度取为30mm，实际施工过程中外墙钢筋保护层厚度大于等于50mm。

3工程案例

某工程地下室，矩形平面，地下两层，负一层层高3.50m，负二层层高4.80m，室外地坪标高-0.20m，室外设防水位标高为-3.50m。不考虑人防荷载，基础采用筏板基础。负一层局部楼板中空，部分地下室外墙在负一层标高处无楼板连接，视为无支座连接，取为案例对象。外墙混凝土强度等级采用C30，钢筋采用HRB400级钢筋，则该地下室侧壁的配筋计算（单跨梁计算模型）如图1、2。

4结束语

地下室外墙设计遵循安全、适用和合理的原则，满足受力要求的同时，应当严格满足裂缝控制的计算和要求。施工时应该安排合理，注重选材择料、施工顺序及养护，尽量控制因施工导致的问题的出现。从设计到施工，从细节开始更加合理、有效地保证其安全性。

参考文献：

[1]周坡.混凝土结构地下室外墙的设计.山西建筑2005，31（11）.

[2]陈新农.地下室结构设计的影响因素与技术措施.建材技术与应用.20007.3.

[3]苏晓红.考虑围护结构作用的地下室外墙设计,江西科学,2010,28,（2）.