地下室结构设计中的常见问题

摘要：地下室设计是一个复杂的系统工程，不单各专业之间需要相互配合，单就结构专业需要考虑的问题就很多，通过多年的设计经验，作者对地下室设计方法中重要的但是往往容易忽略的问题提出了自己的理解和看法。

关键词:地下室 模型 抗浮 外墙设计 荷载选取

中图分类号： TU312+.1 文献标识码： A

随着城市化进程的不断发展，城市用地的日益紧张，高层建筑已成大势所趋。为满足高层的嵌固要求，往往都设计有地下室，甚至是人防地下室，平时可提供停车位，战时则是人员隐蔽场所。下面就地下室设计中经常遇到的问题提出自己的理解，以兹共同学习、进步。

1.抗浮计算及底板模型的建立

抗浮问题通常只存在非主楼区域，道理很简单，主楼(包括高层住宅和和多层商铺，以下同)的竖向荷载往往是很大的，其下布桩往往按承压控制。抗浮水位的确定不能完全按照地勘报告中的常年地下水位应根据建筑的最高涝水位确定。在无地勘报告或初步设计时可取室外地坪以下0.5m最为抗浮水位。在底板模型中，可以以恒载的形式输入水浮力。水浮力可以取(h为抗浮水位-底板底标高)。当然输入模型是应减去底板自重，有时考虑垫层对抗浮的贡献可以在此基础上再减去垫层浮容重。混凝土容重可输0.1。该模型计算所得的柱（墙）下荷载与正向整体模型恒载的0.95比较，其差值即为每柱(墙)下需布置的抗拔力，除以单桩抗拔力，得到需要布置的桩数。另一个值得注意的问题就是坡道(尤其是汽车坡道)由于局部覆土缺失，抗浮问题容易忽略，应有意识地引起重视，认真复核。

2.整体模型建模问题(包括主楼和地下室)

计算模型的选取对地下室设计非常重要。严格来说，应该用按照实际把主楼和地下室完全建入的整体模型来计算主楼和地下室，以考虑其相互影响。但一方面考虑到实际地下室往往很大，整体工作量大，稍有改动就得在整体模型中调整，过一遍花很多时间不说，电脑差的可能跑不动；另一方面主楼和地下室往往是分两人设计的，整体建模多有不便。在出图时间紧张的情况下，此法是不可取的。所以设计过程中往往采用以下方法：此法参考了高规5.14条对于多塔结构设计问题的论述，简单说就是以主楼区域外扩两跨的模型(顶板以上完全按实际建入)来设计主楼，此模型称为主楼模型；而以两跨以外的模型(不建入顶板以上主楼，主楼区域顶板仍建入)来设计大地下室，称为地下室模型。而两跨范围内构件（包括墙柱梁板）应按两模型的较大值设计，即包络设计。

3.外墙的设计

对于单层地下室，由于顶板相对于外墙较薄，难以平衡地下室外墙的顶部弯矩，一般按铰支计算，但是注意如果无顶板（如汽车坡道上部）或顶板开洞，则应按自由端考虑。而底板往往厚度较大，可以按固端考虑。同时应注意底板需配置足够的钢筋来平衡外墙的弯矩，设计中这个问题往往容易忽略。

4.荷载的选取

室外地面荷载应根据室外实际使用用途按照GB50009-2012取值，一般施工荷载考虑5。侧向土压力荷载的选择，当采用大开挖方式，取静止土压力，土压力系数取0.5；当地下室施工采用护坡桩和连续支护时，宜取主动土压力，压力系数取1/3。水土的计算方式（水土合算或分算）的选取和土层性质有关，当不确定时或者为了审图需要可采用水土分算法，此法计算结果偏安全。

5.其他

对于超长的地下室结构，以往设缝的作法在施工和使用上多有不便。根据历年的实际工程经验以及新规范的精神，现在一般都倾向于采取设置后浇带、加强养护、构造配筋等措施来消除温度应力的影响。当然后浇带位置的选择也很讲究，在底板应避开承台、集水井等主要构件，在顶板应避开次梁设置于主梁跨三等分线附近，因为此处弯矩和剪力均较小。此外，在坡道入口处为防止室外地下水（非地表水）通过坡道渗入地下室，应设置钢筋混凝土翻边。坡道通道处的翻边平面位置在排水沟里侧，可由顶板伸至地坪以下10～20cm,侧面的翻边则应根据建筑平面要求设置，一般顶标高在1m左右。

6.结语

地下室设计是一个复杂的系统工程，不单各专业之间需要相互配合，单就结构专业需要考虑的问题就很多，在此限于篇幅不再意义赘述。但是万变不离其宗，只要多学习、多思考、多实践、多探讨，设计出一个令建设单位和业主满意的地下室也并不是一件难事！

参考文献：

[1]GB50009-2012 《建筑结构荷载规范》

[2]GB50010-2010 《混凝土结构设计规范》

[3]JGJ3-2010 《高层混凝土结构技术规程》

[4]GB50038-2005 《人民防空地下室设计规范》

[5]浅谈高层建筑地下室外墙设计 沈燕华 《山西建筑》 第36卷第29期