高层建筑地下室外墙设计中的问题探讨

【摘要】

随着城市化建设不断推进，高层建筑是越来越多，对高层建筑的研究也就越来越广泛。从高层建筑构造而言，其中一个比较重要的组成部分就是地下室，而地下室的外墙不同于其他外墙，直接承受着整个建筑物的重量。因此确保地下室的设计来保障整体质量具有重要意义。本文是笔者结合自身经验，探讨设计地下室外墙应该重点考虑的问题和因素。

【关键词】高层建筑；地下室外墙；问题

1 前言

随着城市现代化建设，大量的高层建筑不断涌现出来，而且各种车辆拥有量也在不断增多，对车位的需求量随之增加，因此高层建筑的地下室已经成为了建筑中的常规项目。但是从许多已建地下室来看，地下室的外墙渗水比较严重，已经严重影响到了地下室的正常使用。因此探究地下室外墙的设计问题具有重要作用。

2 工程案例概况

某高层建筑地面层高为18层，地下设计成为平战二者结合的结构，战争之时就是乙方防空的地下室，而平常就作为了地下车库。地下室的顶板标高为-1.00m，其底板的标高为-4.950m，而地下水的最高水位标高是-0.50m，采用了桩基础作为基础，底板的厚度为500mm，顶板的厚度为-0.50m，地下室的外墙柱开间为8.1m，其进深为7.5m，外墙所用混凝土的强度等级为C30，而钢筋选用了HRB335，而基础施工中使用了基坑支护。外侧钢筋的保护层厚度为40mm，而内侧的钢筋保护层的厚度为20mm，其地下室的外墙结构如图1所示。

图1 外墙结构示意图

在设计外墙过程中，遇到了一些设计问题，就需要结合外墙过去出现问题的原因进行探讨。

3 地下室外墙设计中问题分析

地下室在设计外墙中必须要重视观点出，只有做好了关键处才能够确保外墙的质量。

3.1 地下室外墙上承载的荷载

对地下室外墙承载着荷载进行分解，从作用的方向角度划分成为水平荷载与竖向荷载。地下室外墙所承受的水平荷载涉及到各个方面，主要有地面活载造成的侧压力、地下水压力及侧向土压力等，当然如果要发挥人防作用还必须要具有水平人防的等效静载。而竖向荷载上因为有上层建筑、地下室结构中上面楼盖传重以及墙体自重等等，因此地下室外墙上所承受重力为各种荷载的组合。因为地下室深入到土中，大多认为地震跟地下室结构哦造成影响并不大，而且也没有一个成熟、简便方法来计算出地震作用，而风力荷载给外墙的平面造成的内力也不大，外墙的竖向荷载所产生作用力对于结构安全而言是有利的，而且是无法采取控制措施。所以现在设计地下室的外墙时，基本上都只是对水平荷载产生作用进行考虑，并不考虑地震、风荷载以及竖向的荷载造成的作用，这样就能够满足设计项目中所需。

3.2 计算简图

一般地下室的外墙外置，不但有可能有地下室上部结构的延伸下来的剪力墙、柱等各种竖向构件，当然还可也是地下室结构所需设置的柱子，也可能有钢筋混凝土铸造的内墙和外墙二者垂直相交。一些设计者根本不分析外墙周边的条件，凡是设计有扶壁柱外墙都要设计成双向板的计算简图，而且也不考虑到外墙的双向板将荷载传递到扶壁柱，这种设计必然存在明显错误，造成外墙的竖筋存在不足，导致扶壁柱的配筋不多，而外墙的水平筋存在富余。比如一高层建筑设计的人防地下室，其层高为3.9m，而顶板的上方覆土为1.0m，地下水位处于了顶板的上表面，外墙柱的间距为6.6m，墙体厚度为300mm，采用了C30型混凝土，钢筋选用了HRB335级，按照单向板与双向板的计算简图方式进行计算，其外墙的墙底内力和配筋如下表所示。

表1 计算简图的计算结果

从上表可知，如果按照双向板进行计算，就比按照单向板方式计算值小了大约15%，表明依照双向板方式设计计算，其外墙结构必然存在安全隐患。所以在选取的计算外墙简图上，对于地下室外墙的设计而言属于重要环节，设计者必须要高度重视。

针对这个问题，就应该在地下室的外墙上加设上大尺寸的扶壁柱，或者采用和外墙垂直的钢筋混凝土墙相连接，而外墙就应该选择双向板计算比较恰当，当然高层建筑必须要考虑到外墙的水平荷载为柱产生的作用，只有这样的计算简图才能够满足实际结构所需。

3.3 控制外墙裂缝的措施

在地下室外墙中一个比较常见的质量问题，就是外墙裂缝。因此在设计中必须要将这个问题作为关键点。而混凝土裂缝主要有荷载裂缝及非荷载裂缝两类。在设计结构时，就必须要按照设计规范要求严格执行，一定要考虑到结构上各种外力荷载，如果合理配置钢筋就能够有效控制裂缝的宽度要求。非荷载裂缝就必须要采取控制材料、控制施工以及控制设计等各种综合措施，这样才能够真正实现控制裂缝之目的。

控制材料就是合理选择混凝土中各种组成材料，对混凝土中干缩变形与增长率进行控制，降低微观的裂缝数量，增强抗裂性。比较常用措施就是，混凝土的强度不能高，只要能够满足承载力及防水要求一般选用C25――C35为宜。优先考虑低水化的热水泥，并且严格控制水泥的用量，和砂石骨料中的级配与含泥量，控制粉煤灰的掺入量来改善混凝土中的粘塑性，并且掺进膨胀剂、或者增加膨胀的特性等等。

而施工质量必须要重视裂缝控制，一定要严格控制其浇筑质量，对混凝土进行精心养护、比较常用的措施就是要控制入模的温度，采取分层浇注、分层振捣，确定好拆模的时机等等。

而设计结构的构造上，必须要采取措施分散可能存在的应力集中现象，有效控制生成裂缝或者分散裂缝。比较常用措施就是设计后浇带或者膨胀加强带；如果外墙较长还要考虑到上下端的约束力，因为混凝土的胀缩存在差异，就应该在中间加设上一道暗梁，其高度在1000mm，而水平筋的间距加密到100mm，直径应该超过外墙水平筋一级；同时在墙柱的连接处，还必须要加设上水平附加筋等相关措施。

4 结束语

在整个地下室设计中，外墙属于重要构建。当然外事设计中存在问题也并非本文所提到几个方面，还涉及到整个设计的方方面面。在设计中，必须要选择合理计算简图，要从控制材料、施工以及设计等各种方面入手控制混凝土裂缝，只有做好了全面设计工作，才能够确保外墙设计的安全性、合理性以及可靠性。

【参考文献】

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