地下室设计范文

导语：如何才能写好一篇地下室设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：短柱 脆性破坏 剪跨比

1 概述

建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本，属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知，其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。

2 地下室的抗浮设计分为三种情况

2.1 地下室施工完毕后便停止降水，这时即便地上结构层数较多，但因上部结构还没有施工，地下室的自重无法抵抗地下水的浮力。这种情况下应对地下室进行施工阶段的抗浮验算，并采取相关的抗浮措施。

2.2 下水位较高，且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下，结构的自重无法抵抗地下水的浮力，需对整体结构进行抗浮验算。

2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力，但是地下室底板也需进行抗浮设计。

3 地下室的抗浮设计水位选取

一般情况下，抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时，抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况：

3.1 设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定；

3.2 无长期水文观测资料时，可采用丰水最高稳定水位（不含上层滞水），或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定；

3.3 当平整场地后的场地标高高于原有地面时，应按照整平后场地的情况来确定水位标高。

3.4 对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m；对于一、二级阶地，可按勘察期间实测平均水位增加1~3m；雨季勘察时取小值，旱季勘察时取大值。

3.5 施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。

4 地下室抗浮验算

在抗浮验算当中，永久荷载的效应对结构是有利的，因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0，也可以按照安全系数法进行验算：

s——地下水对地下室的浮力标准值；

g——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合；

k——抗浮安全系数，可取1.05.

除对地下室进行抗浮验算外，还应对地下室底板进行承载力验算。

5 抗浮措施

5.1 增加自重

当k>1.05时，如果安全系数刚刚超过限值，可以采取增加自重的方法来抗浮要求。

5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆：

这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域：柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力（减去每平米底板自重），得到抗浮锚杆的受力面积；而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮，验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力，此外，还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。

6 结论

地下室的抗浮设计往往被忽略，而导致的不良后果便是地下室浮起、地下室底板裂缝渗水等等，都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此，地下室的抗浮应引起足够重视。

参考文献:

[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构（地基与基础）》.北京：中国计划出版社，2010.

[2]《建筑结构荷载规范（2006版）》（gb 50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006.

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关键词：建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

Abstract: with the rapid development of the high-rise building, the construction equipment room, underground fire pools and multi-function car parking Spaces are used in the basement, so in high-rise building design, the basement structure design difficulties of various, is of great significance. This paper analyzes the structural design of the difficulties in the basement, and accordingly put forward the optimized design scheme.

Keywords: building engineering; The basement structure design; Structure design, Seismic design

1.引言

目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。

2.地下室结构设计难点概述

地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，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。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。

3.建筑工程地下室结构优化设计

3.1结构平面设计

在高层建筑的地下室结构设计时，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。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。

3.2抗震设计

一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级。

若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对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则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构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的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。

3.3地下室抗浮、抗渗设计

一般来讲，此类设计常见问题为：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了GB50007-2002第3.0.2条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，不符合GB50009-2001第3.2.5条。

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。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应用；（4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。

3.4地下室外墙结构设计

为了满足抗渗要求，地下室外墙（以下简称外墙）的厚度一般不应小于250mm，混凝土强度等级常用C20~C30。

3.4.1．荷载：竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。

3.4.1.1室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面），活荷载可取5kN/m2。有特殊较重荷载时，按实际情况确定。

3.4.1.2水压力：水位高度可按最近3~5年的最高水位确定，不包括上层滞水。

3.4.2荷载设计值：以前的算法地面活荷载取1.4外，其他包括水压力均取1.2。现依据《建筑结构荷载规范》，当活荷载占总荷载之比值不大于20%时，γG=1.35, γQ=1.40,ΨC=0.7，综合分析后外墙各项荷载分项系数均取1.30。

3.4.3荷载计算：

3.4.3.1地下室无横墙或横墙间距大于层高2倍时，其底部与刚度很大的基础底板或基础梁相连，可认为是嵌固端；顶部的支座条件应视主体结构形式而定。当与外墙对应位置的主体结构墙为剪力墙时，首层墙体与地下一层外墙连续，可以对外墙形成一定的约束。但是，主体结构的外墙往往开有较大的门窗洞口，其对外墙的约束很有限。当主体结构为框架类结构（包括纯框架和框剪）时，外墙仅与首层底板相连，首层底板相对于外墙而言平面外刚度很小，对外墙的约束很弱。所以，外墙顶部应按铰接考虑。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、上端铰支的连续梁。

3.4.3.2地下室内横墙较多且间距不大于层高2倍时，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续双向板。

3.4.3.3有的工程基础底板上有较厚的覆土，这时最下层外墙的计算高度应视该层地面做法而定。如为混凝土面层较厚的刚性地面，且在基坑肥槽回填之前完成地面做法，则外墙计算高度可算至地下室地坪。而实际施工顺序往往是出地面后肥槽立即回填，而地下室地面在完成机电管线布置后才施工，相隔很长时间。这种情况下，外墙计算高度就应算至底板上皮。为了减小外墙计算高度，可在外墙根部与基础底板交接处覆土厚度范围内设八字角，并配构造钢筋，作为外墙根部的加腋，加腋坡度按1：2。这时外墙计算高度仍可算至地下室地坪。

3.4.4为了便于配筋构造和节省钢筋，外墙可考虑塑性变形内力重分布。塑性计算不仅可以在有外防水的墙体中采用，也可在混凝土自防水的墙体中采用。塑性变形可能只在截面受拉区混凝土中出现较细微的弯曲裂缝，不会贯通整个截面厚度，所以外墙仍有足够的抗渗能力。

3.4.5 墙配筋计算：外墙除承受水平荷载外，还承受上部结构及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重等竖向荷载。所以，严格来讲，外墙应按偏心受压构件计算配筋。但在实际工程设计中，考虑竖向荷载产生的截面应力很小，而且为了计算方便，仅按墙板平面外受弯计算配筋。当竖向荷载很大时，也可分别按受弯和轴心受压计算墙体配筋，然后将二者叠加。

3.4.6外墙保护层厚度：按〈地下工程防水技术规范〉50108-2001-4.1.6条，“迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。”为强制性条文。但实际操作有困难之处。一方面外墙截面有效厚度损失较大，另一方面外墙一般较厚，且拆模早，养护困难。施工单位为了避免开裂，在50mm厚保护层内附加Φ8@200构造筋，与外墙受力筋间距很小，垂直浇捣混凝土困难。按〈混凝土结构设计规范〉50010-2002，外墙外侧环境类别为“二b”，内侧“二a”，据此，外侧保护层厚度25mm，内侧20mm。也是强制性条文。按〈混凝土结构设计规范〉执行。

5.结论

高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程，但是，只要把握设计要点，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。

参考文献

[1]地下工程防水技术规程（GB50108-2001）[S]．

[2]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）[S]．

[3]李享，谭素群．地下室结构设计中的若干问题[J]．山西建筑，2007，33（11）．

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关键词：荷载 裂缝 弯矩分配法 地下室侧墙

地下室挡土墙设计是结构设计的重要内容之一，它所承受的荷载主要分为侧向压力和竖向荷载，侧向压力包括土压力、车辆荷载引起的侧向压力和作用在挡土墙上的水压力等，而竖向荷载有上部及地下室结构的楼盖传重和自重。风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用。

一般的工程中，墙后填土选用砂类土，采取正确的排水措施，可以忽略地下水对挡土墙的影响，当填土为黏性土时，土受水浸之后，其内聚力和内摩擦角均为明显减少，增大对挡土墙的主动土压力，当墙厚的填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和水压力两部分，计算土压力时，假设地下水位以上和以下土的内摩擦角和墙与土之间的摩擦角相同，土的重度对地下水位以下采用浮重度，对地下水位以上部分采用天然重度计算，而现实中则采用水土合算的方法，其适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，因此不形成水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标c和φ计算。显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，黏性土并不是完全理想的不透水层，因此在黏性土层尤其是粉土中，采用水土合算方法只是一种近似方法，可能低估了水压力的作用。

地下室挡土墙，其顶部因受到楼板的限制而不能产生明显的水平位移，在楼板支承处，地下室外墙没有水平位移，而在楼层中部，则由于土压力的作用，墙体发生弯曲变形，而外墙与顶板相连，顶板相对于外墙而言平面外刚度很小，对外墙的约束很弱，外墙顶部应按铰接考虑，地下室中间层可按连续铰支座考虑，地下室外墙就如同下端嵌固，上端铰支的连续梁。因此可视地下室楼板和基础底板为地下室外墙的支点，沿竖向取 1m 宽的外墙按单、双或多跨板（视地下室层数而定）来计算地下室外墙的弯矩配筋。墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，但是由于地下室挡土墙除应满足承载能力极限状态要求外，还应满足正常使用极限状态要求，故还需验算构件的挠度跟裂缝宽度，按满足两个状态要求下的结果来配筋。

以下是潮州市某住宅的地下室侧墙算例：

该工程为地上十六层住宅楼，上部总建筑面积约18000m?，地下为二层地下室，功能为小型汽车停放库，地下建筑面积4920m?。

设计参数：

1、地下室侧壁土质（淤泥）参数：容重γ=16kN/m?，内摩擦角θ=7.77 ?，设防水位标高

H=-0.3m，地面堆载q=10 kN/ m?。

2、地下室侧壁参数：地下一层层高h1=3600mm，地下二层层高h2=3400mm，侧壁厚度t1=300mm。

3、材料参数：混凝土强度等级为C35，fc=16.7 N/mm?，钢筋抗拉强度为fy=360N/m?。

计算过程：

1、荷载计算，土压力按静止土压力计算：（水土合算）

地面堆载q= 10 kN/ m?，折合土厚度为H=q/γ =10/16≈0.6 m，

静止土压力系数Ko=1-sin7.77 ?≈0.85，

土压力 qC=Ko×γ×（H-0.3）=0.85×16×（0.6-0.3）=4.10kN/ m ?，

土压力 qB=Ko×γ×（H+H1）=0.85×16×（0.6+3.3）=53.1kN/ m ?，

土压力 qA=Ko×γ×（H+H1+H2）=0.85×16×（0.6+3.3+3.4）=99.3kN/ m ?。

2、弯矩计算，取1m宽板带，顶点按铰支座，按多跨梁弯矩分配法计算：（如图一）

3、配筋计算及裂缝验算：

1）支座A的弯矩设计值MA=1.35×0.85MAK=1.35×0.85×83.05=95.3kN・m

因ho=h-as=300-50=250mm，b=1000mm。

ξb=β1÷[1+fy/（Es×εcu）]=0.8÷[1+360÷（20000×0.0033）]=0.517

受压区高度 x=ho-√[ho-2×M/ （fc×b）]

=250-√[250?-2×95300000/（16.7×1000） ]

=24mm

纵向受拉钢筋 As=（ fc×b×x）/fy =（16.7×1000×240）/360=1112mm，

图一

实配钢筋 14@180+12@180，钢筋面积As=1483mm?

裂缝验算：

弯矩标准值：0.85MAK=0.85×83.05=70.6KN・m

最大裂缝宽度 ωmax=αcr×ψ×σsk×（1.9×c + 0.08×deq / ρte ） / Es

带肋钢筋的相对粘结特性系数 ：υ=1.0。

受拉区纵向钢筋的等效直径 deq=∑（ni×di ?） / ∑（ni×υ×di）=13mm

矩形截面受弯构件受力特征系数 αcr = 1.9

砼强度等级：C35， ftk=2.20/mm ?

对矩形截面的受弯构件：ρte =As / Ate =1483/（0.5×1000×300）=0.0099

当ρte

纵向受拉钢筋的等效应力σsk=Mk / （0.87×ho×As）：

σsk=70600000/（0.87×250×1483） =219N/mm

钢筋应变不均匀系数 ψ计算：

ψ =1.1-0.65×ftk / （ρte×σsk）=1.1-0.65×2.20/（0.01×219）=0.45

最大裂缝宽度 ωmax计算：

ωmax=αcr×ψ×σsk×（1.9×c + 0.08×deq / ρte ） / Es

=1.9×0.494×236×（1.9×30+0.08×13/0.01）/200000

=0.150mm

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【关键词】防水材料的耐久性；适应性； 地下结构防水的可靠性

随着城市化进程的加快，城市建设的地下工程越来越大，越来越深，这是城市建筑大型化、高层化以及充分利用地下室空间带来的结果，然而地下室属于隐蔽工程，如果在今后使用过程中出现漏水现象，后果将不堪设想，因而地下室的防水工程就显得尤为重要和突出。

1 地下室防水设计目的和要求

1.1 建筑地下室防水工程的目的：1.确保地下水和滞留水不渗入室内，给予室内正常的使用环境。2.防水层的保护使地下水不能浸泡钢筋混凝土结构，从而确保建筑使用寿命。

1.2 地下室防水设计必须遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜、综合治理”的原则，努力达到防水可靠、经济合理的目的。在设计前应充分掌握地下工程准确详细的水文资料，确定设计最高地下水位标高，同时结合地质、地形、地下工程结构、防水材料供应及当地施工条件等全面研究地下工程防水方案。

1.3 独立式全地下室工程应做全封闭，附建式全地下室或半地下室防水设置，则应高出室外地平标高至±0.000m以上，卷材防水和涂膜防水层可在室外平坦处改用防水砂浆完成设防高度。

1.4 根据地下室最高水位标高确定地下工程的结构形式，保证防水效果。

1.5 地下室外防水层应有保护层，防止坚硬物体对防水层的破坏。

2 如何选择地下建筑防水选材是关键。

地下防水层长年浸泡在水中或十分潮湿的土壤中，防水材料需耐腐蚀、耐水性好，不易腐烂，并有一定抵抗扎刺能力，其厚度为6～8厚。当选用合成高分子卷材宜热焊合接缝。使用胶粘剂合缝者，其胶应耐水性优良。使用防水涂料应慎重，单独使用厚度2.5，与卷材复合使用厚度也要2厚。

地下室屋面顶作园林绿化。防水层上覆盖种植土种植花木，植物根系穿刺力很强，防水层除了耐腐蚀耐浸泡之外，还要具备抗穿刺能力，可选用聚乙烯土工膜、聚氯乙烯卷材，铅锡合金卷材、抗生根的改性沥青卷材。

地下室顶蓄水层面做浅景观水池。防水层长年浸泡在水里，要求防水材料耐水性好，可选用聚氨酯涂料、硅橡胶涂料、全盛高分子卷材、聚乙烯土工膜，铅锡金属卷材。

3 简述选材注意要点

3.1 混凝土自防水：

刚性防水被认为是永久的，用途广泛，可以代替其他防水材料。这是片面夸大自防水的功能，其实刚性自防水存在许多不好克服的弱点：

3.1.1 天然开采的砂石或人工破碎的砂石，都很难满足理想的级配要求，达不到理想抗渗的曲线。

3.1.2 砂、石、水泥、水的级配难以均匀 、准确，影响混凝土性能。

3.1.3 砂、石含泥量不能严格控制。

3.1.4 对掺加外加剂的认识不当，影响混凝土的收缩。

3.1.5 混凝土重在养护，但常养护不好。

3.1.6 施工振捣不均、过振、漏振时有发生。

3.1.7 混凝土中的钢筋阻碍石子运动，影响密实。

3.1.8 混凝土宜受到外界自然环境的影响，干燥收缩急剧变化，造成混凝土裂缝。

3.1.9 混凝土的徐变和碳化，降低其耐久性。

3.1.10 混凝土本身就是多孔体材料，不可能不透水，渗入孔隙中的水，大气中二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙等电解质溶液，在施工初期或在之后的时间里，触及电流时，钢筋锈蚀生锈膨胀，混凝土龟裂、剥离。

总之，采用钢筋混凝土自防水的想法虽好，但成功率低，许多难点不好克服。

3.2 卷材防水：

卷材防水的优点：施工方便、工期短、成形后不须养护、不受气温影响、环境污染小，层厚容易按设防计要求撑握，用材计算准确、施工的现场管理方便，不易被偷工减料，层厚均匀，空铺时能有效地克服基层应力。

卷材防水其弊端如：防水卷材在防水施工中当根据防水基层的形状而进行量体截衣，对于外形复杂的基层需多块拼接，相互搭接处的粘结难度较大，会产生漏水隐患；高档次的防水卷材具有几十年的耐用久性，但国内目前与之相匹配的粘结剂较少，导致的防水失去粘结功能；防水卷材在施工后的保护和漏水后的维修是难题，在外的防水层对外来的机械性损伤的预防十分重要，只有一处破损，整个与其相连贯层面的防水功能都将全部衰失。在处理沿沟等部位时，由于下水道堵塞等原因长期积水的可能性较大，其防水层的水密性不得有丝毫缺陷；沿沟形状复杂，过水洞、出水口等部位的密封难度较大；生活和生产废水的结聚，其有害成份加速卷材粘结材料的分解、老化、甚至失效，卷材防水成功低。综上所述，卷材防水的弊端并不等于是它的不治之症，我们提出来而且正视它，找到解决问题的方案；如获得高质量和耐久的粘结剂以解决粘结强度和粘结时效问题材，耐心细仔的施工以克服粘结密封问题，使用多道设防和与涂料防水层复合使用，以解决卷材的害怕穿剌问题和防水层的可靠性问题；再是权衡利弊实在不适合使用卷材时应大胆改用和涂料防水。

3.3 涂料防水：

涂料防水由于施工方便，厂家多，取材容易，部份防水涂料的生产设备相对简单，所以也是较早发展的防水材料，而且一直沿用不衰。

防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。

防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特别适合于各种复杂、不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加热熬制，既减少了环境污染，改善了劳动条件，又便于施工操作，加快了施工进度。此外，涂布的防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。但是，防水涂料须采用刷子或刮板等逐层涂刷（刮），故防水膜的厚度较难保持均匀一致。因此，防水涂料广泛适用于工业与民用建筑的屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。

涂料防水层在某种意义上来说它的产品仅仅是涂料，只有涂刷在基层上后，通过涂料本身的等比例物理、化学反应固结后才能生成防水层；部份防水涂料在固化过程中释放有害气体，对人体有害；有的防水材料需热熔施工，但场合不允许动用明火等；有的防水涂料一个防水层的完工需要多遍涂刷，每遍涂刷要有一定的间隔时间，防水层的最后完成时间较长，且在固化过程中将遇到许多不利因素的影响，影响防水层的性能。

防水涂料的施工过程中，现场管理十分重要，涂料防水由于其取材较易，部份防水材料的生产设备相对较简单，包装、调配可有随意性，因此偷工减料、粗制滥造，在管理疏忽的情况下将会有机可乘。涂料防水层的厚度一直是防水效果和耐久年限的关键，然而涂料防水层厚度不象卷材那样直观、均匀和可控性，它的厚度是根据施工时的涂布遍数决定的，除了涂布遍数外涂料本身的含固率就是成膜厚度的因素。冷固型防水涂料一般不含溶剂含固率高，单道也可达到厚度，溶剂型防水涂料要待溶剂挥发后成膜固结，要达到设计厚度往往需要多遍涂刷，并在下层未干前不得涂刷后一道。

3.4 防水砂浆：

防水砂浆性能优点十分显著，主要表现在以下几个方面：

3.4.1 良好的粘接性能；

3.4.2 施工方便，在潮湿基面、低温条件下可施工；

3.4.3 耐腐蚀，耐高温，耐低温，耐老化；

3.4.4 不变质，抗震裂，无毒，无害，无味，不污染环境；

3.4.5 如无人为和结构的破坏，可与建筑物同寿；

3.4.6 防水砂浆可直接在防水层上做各种饰面层。

防水砂浆性能缺点：

（1）厚度不易控制一致 ；

（2）难以承受结构的变化 ；

（3）如果仅涂一层，难以防水；

（4）仔细和专业的施工，是充分发挥性能的关键；

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【关键词】建筑工程；地下室；防水问题

就目前的建筑工程而言，防水工程是一项尤为重要的工程重点，在整个施工领域占据着无可替代的地位。就目前的工程施工而言，无论是那种工程结构，也不管是什么类型的工程项目，其在施工中一旦防水工程质量不达标，施工不科学，极容易引起工程出现质量隐患和问题，从而给工程施工成本和维修成本造成提升，也给居民和国家带来不必要的经济损失。因此在目前的工程项目中，做好地下室防水工作就显得格外重要，这也是目前工程设计施工的核心内容和环节。同时现代化的工程项目中，做好防水设计显得十分有利，主要是通过在工程施工中采用合理的防水层来确保地下建筑的整体结构和施工力度，从而确保建筑物的使用寿命和使用安全，使得地下建筑结构的功能得到充分的发挥。

1.地下室防水概述

1.1地下施工概念

地下室防水工程一直都是一项难度高、施工量大且技术要求高的工程环节。在一个工程项目中，做好结构防水，对于提高建筑物的使用功能、保障人们的生活水平和建筑物的运营标准方面都存在着极为重要的作用与意义。在整个建筑工程项目中，地下室工程已经成为一个不可缺少的部分，其不仅是保障各种建筑结构整体性和耐久性的关键，同时更是建筑空间结构的一部分。就目前的城市化发展而言，随着城市居民的增多，城市人均土地和能用土地面积日益缩减，这就促使了在未来城市化发展中对于高层建筑和地下建筑空间的利用。基于这种社会现状，在未来的社会发展中地下室结构必然成为人们关注的一大热点。

1.2地下防水概念

随着近年来人们生活水平的提高和生活质量提升的要求，人们对地下空间质量也越来越关注。渗透作为地下室结构的主要质量通病之一，因此做好防水防渗要求就显得格外重要，在过去的建筑工程项目中，人们通常都是采用预防为主、以排为辅的工作模式，而对于普通的地下室工程而言，在设计的过程中我们通常都是利用外墙来作为地下水水压的抵抗主力。而对于一些结构较为复杂的地下是工程而言，其在设计的过程中要结合环境要求对地下室土质、实际情况进行综合探索和分析，并对其中存在的相关问题及时的加以处理和总结，使得其能够满足使用要求。

2.防水设计的基本要求

2.1以防水为主、排水为辅的设计要求

在目前的设计工作中防水为主、排水为辅的设计观念和观点早已深入人心，已成为防水设计工作中不容忽视的核心观点和内容。同时在地下室设计工作中，我们要因地制宜的选择各种具备先进性技术作为主要的设计标准和基础，确保在工作中以经济合理、防水可靠的设计理念为主要的工作模式，并且能够使得其在设计中进行分项操作和处理。

2.2遵循相关的规章制度

通常在过去的地下室防水工作中都是以外墙为主进行水压的预防和抵挡的。但是随着近年来地下结构的发展，各种复杂、新颖、个性的地下建筑空间结构不断的涌现，这就造成了在工作中以外墙为主的防水设计工作逐渐受到限制而无法满足地下室空间防水要求，这就需要我们在工作中结合相关的规章制度进行深入分析，从而实现了一种以卷材结构为主的新型防水模式，也是现代化防水工作的关键环节。但是在这一时期由于地下室结构较为复杂、其设计工作也变得相当繁琐，这就需要我们在工作中深入的了解周围土质构成和相关的参数情况，以便于在设计工作中能够针对土质中存在的各方面问题进行处理和修复，以满足良好的防水设计要求。

2.3水位预测

在设计工作中水位的预测和勘察工作中是十分重要的，其勘察要求的精确度以及精准度对于地下室工程而言有着极为重要的作用与意义，同时其也是目前工作中存在的核心环节之一。伴随着近年来科学技术的发展和各种先进设备的应用，人们对于地下水位的勘察参数以及精确度要求也愈来愈高。因此结合这种工作基础为主的设计工作受到人们的重视，同时其对于室内防潮也有着良好的作用。

3.地下室防水方法概述

一般说来，地下防水方法可分为，排水减压、有效利用防水混凝土、刚性抹面、涂膜、金属层、注浆等方法来进行防水规划与实施。排水减压法是在建筑物底下做出盲沟，创造自流排水的条件，当无自流条件时，可通过盲沟将水引入集水井中，再用水泵抽排引走，减小水对地下工程的渗压，起到防水作用。防水混凝土结构防水是采用提高混凝土密实性的办法，提高结构混凝土的抗渗性，还可满足一定的耐冻融和耐侵蚀的要求。刚性抹面防水，是采用防水水泥砂浆或掺外加剂的防水水泥砂浆对建筑物进行抹面而达到抗渗目的的一种方法。涂膜防水，这种方式价格低廉、施工方便，防水涂料可分为沥青类、改性沥青类和高分子涂料类。改性沥青防水涂料主要有乳胶沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料、水乳再生胶沥青防水涂料、水性PVC煤焦油防水涂料等。需要施工防水涂膜的基层表面必须干净干燥，基层表面必须平整光滑，不得有疏松、砂眼或孔洞存在。此外，还有穿墙高分子涂料类又有聚氨酯防水涂料、丙烯酸乳液防水涂料和硅橡胶防水涂料。金属层防水，是在防水建筑的内部，焊贴一层金属板以达到抗渗防漏目的的一种方法。这种方法适用于防水要求较高的工程。注浆防水，这是在地下工程周围岩石地层内注入水泥浆、水泥水玻璃浆或化学浆液以提高岩石的抗渗防漏能力的一种方法。

4.地下室绿化顶板防水设计

地下室顶板绿化，植被需要不断有水源供应，于是地下室顶板防水成为难点和要点。此时，防水设防应该增强，应该多道设防。在进行设防时，从外到内依次为：合成高分子防水涂膜两道（柔性防水）、自防水混凝土结构顶板（刚性防水）。具体做法如下（从上到下）：回填土（种植土）；土工布一层；厚塑料疏水板，外伸出地下室外墙300外；砼保护层，内配双向钢筋网，外伸地下室侧墙300，并以i=0.3%坡向排水点；厚合成高分子防水涂膜两道，下伸至地下室侧墙施工缝300以下，用密封膏封严；自防水混凝土结构顶板（表面要求平整）；室内顶板装饰层。

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关键词：地下室结构设计；抗浮分析；地下室结构超长；沉降不均匀

Abstract: this paper attempts by the town zhongshan city people a residential area of the basement of structure design project, this paper discusses the basement design difficulties in this problem, and puts forward the specific design optimization measures.

Key words: the basement structure design; Anti-uplift analysis; The basement structure long; Uneven subsidence

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

前言

近年来，随着我国经济的高速发展及城市用地资源越发紧张，地下空间的利用价值变得越来越大。地下工程无论从设计周期、工程造价及施工工期来讲所占的比例越来越大。但地下室工程涉及建筑、结构、设备、人防等专业，在设计地下室过程中需要各个专业的互相配合。另外，由于场地土的力学性质的多样性、地下工程施工环境的复杂性、隐蔽性、特殊性，因些对地下室工程的设计及施工有一定要求。本文以中山某住宅小区的地下室结构设计为例，笔者结合具体的工程实例，简要分析并提出一些解决措施。本人水平有限，如有不正确之处请指点修正。

1.项目概况

本住宅小区是位于中山市民众镇中心区域，地上13栋11~18层高层建筑并带一层地下室，七度设防，场地土类别为三类，框架－剪力墙结构。本工程占地约42亩，其中地下车库建筑面积约11742 m2。地下室尺寸长约123m，宽约93m，地下室底板相对室外标高为－2.5m，底板厚350mm，混凝土强度等级为C30，外墙厚300mm，混凝土强度等级为C30，地下室顶板覆土70cm。由于建设单位及建筑的要求，整个地下室不设永久变形缝。地下室结构布置平面图见图一。本文结合该工程实例，分析实际工作过程中遇到的问题，并通过分析给出实际工程措施。希望对以后类似工程的设计提供一些参考。

图一 地下室结构布置平面图

2.地下室抗浮与防水分析

对于大底盘带地下室的高层建筑群体而言，主楼部分不会存在整体抗浮问题。但裙房部分尤其是纯地下室部分，往往由于设计人员认识不足，在地下室抗浮设计中只考虑了正常使用极限状态时，未对地下室进行整体和局部抗浮分析，因而可能造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，甚至在洪水期地下水位的上升造成整个地下室上浮的工程设计事故。因此，要做好地下室抗浮设计，一般要做好以下几个方面：

（1）确定科学合理的抗浮设防水位。地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。地下室设防水位对地下室整体工程造价有着重要影响。由于珠三角地区夏季可能出现暴雨、洪涝等自然灾害，故按《广东省建筑地基基础设计规范》中的规定，以室外地道路最低点作为地下室抗浮设计水位。对本工程而言，即设防水头高度为2.2m；

（2）采用措施降低建筑层高。在建筑及设备安装允许的条件下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位高度。具体措施可采用无梁楼盖和筏板基础。对本工程而言，由于荷载及柱网都比较大，采用无梁楼盖可能造成工程造价增加较多；珠三角地区由于是冲积平原，淤泥层较厚，不适宜采用筏板基础。

（3）设置抗浮桩或抗浮锚杆。一般而言，设置抗浮桩或抗浮锚杆能有效的抵抗地下水位的作用，对本工程而言，由于地下室深度不高以及地下室顶板进行70cm覆土，地下室整体抗浮满足规范规定，只需要对地下室底板进行局部抗浮措施。

3.地下室外墙的设计

地下室外墙所承受的荷载分为水平和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖所承受的荷载和自重；水平荷载包括地面活载、侧向土压力和地下水作用。风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋

主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。除了计算外墙承载能力极限状态还应作正常使用极限状态下裂缝验算。在设计中应注意以下要求：

3.1 荷载取值。竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平竖向荷载有地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。

（1）室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面），按《全国民用工程建筑技术措施》中规定，室外地坪活荷载一般可取10kN/m2。地面活荷载对外墙产生的压力为沿墙高度方向的均布荷载可按室外地坪活荷载乘以静止土压力系数。

（2）水压力：可按地下室设防水位。

（3）土压力：地下室外墙的土压力应为静止土压力，根据土性的不同分别采用不同的计算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。

3.2. 外墙计算模型。有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，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。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。本工程中，柱距是层高两倍以上，故外墙宜按竖向单向板计算配筋。地下室外墙计算时一般底部为固定支座，外墙底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，故底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配。但在计算车道的外墙时尚应按实际支承条件计算。

4.裂缝及地下室超长控制措施

地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。由于本工程的长度和宽度均已超过《混凝土结构设计规范》的规定，按以前的实际工程经验，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）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺入UEA、HEA等微膨胀剂。以混凝土的膨胀值大于混凝土的最终收缩值，即可控制裂缝的产生。但由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，所以此方法仅适用于较不规模地下室，故不适用本工程实际情况。

（2）加强带。为了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。

（3）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应用。根据以前工程实践，故本工程采取本方法。

5.总结

地下室的结构设计是一个综合性很强的问题。笔者希望能够在工作中不断学结，更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。

参考文献：

1.GB5011－2010,建筑抗震设计规范

2.曹继勇，张尚根，等．人民防空地下室结构设计 北京：中国计划出版社，2006

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摘要：本文通过对人防地下室设计过程中问题进行分析，总结人防地下室的荷载取值、计算方法及构造措施。

关键词：人防地下室 材料强度调整系数人防荷载 荷载组合 内力分析构造措施

Abstract: This article through to the design of civil air defense basement process in question to carry on the analysis, summarizes the civil air defense basement load, calculation method and construction measures.

Key words: civil air defense basement material strength load combination adjustment factor load of civil defense force analysis structure measure

引言

人防即人民防空，人民防空的任务是根据国防的需要，动员和组织群众采取防护措施，防范和减轻空袭危害。除采取人员疏散的措施之外，也是战时防空的最重要的措施之一。防空地下室结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计，二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面，而 消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计，那么，这些内容的结构设计与一般的结构设计有何不同呢?

1.工程简介：

兖州市达安置业发展有限公司君临华庭住宅小区4#楼是1栋19层(地下1层)的剪力墙结构的高层住宅楼为剪力墙结构，基础形式为筏板基础，地基采用CFG桩处理。其中地下层为人防地下室，地上为住宅用房。建筑面积31200m2，建筑高度64.1m，地震烈度为6度，剪力墙等级为4级。地下室面积3908m2，其中含人防面积2390m2，分两个人防单元，层高4.4m。

地下室的设计中考虑人防的问题，有一个平战结合的问题，即既要考虑平常使用时荷载较小，需满足建筑使用上大空间的问题，又要考虑人防时荷载较大，结构上很难满足大空间的问题，如何协调两种状态下不同的使用要求，以下讲几点笔者在人防设计方面的一些体会，以资借鉴。

2.人防结构设计的特点

第一、结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构pf≈10，而人防结构pf≈6% ，第二，考虑结构的动力响应，第三，结构构件可考虑进入塑性工作状态，第四、材料设计强度可以提高，实验表明，在快速加载的情况下，这时材料力学性能发生比较明显的变化，主要表现为强度提高，但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有利作用，例如钢材强度可提高1.15～1.5倍，对砼强度可提高1.5倍，这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的，第五，重视构造要求，人防设计的许多构造要求是与一般的建筑设计不同的，要求更为严格，故仅仅只考虑受力计算，不考虑构造措施是不合理的。

根据以上所述的结构设计的特点，我们可以确定防空地下室结构设计的一般原则，①平战结合，取控制条件，在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及5级或6级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因地下室的结构型式的不同而由实际情况确定；②只进行强度的验算，由于在核爆动荷载作用下，结构构件变形极限已用允许延性比的控制，且在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在防空地下室结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算；③只考虑一次核袭击；④注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用；⑤地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。了解了结构人防设计的特点及原则之后，我们首先就必须确定计算所需的荷载值。

3.人防荷载的确定

防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波的超压和负压作用，而对于侧壁和底板，因空气冲作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后连续向下传递压力，这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播，当遇到侧壁或底板的阻挡后，则会产生超压、动压和负压作用，这就是侧壁和底板需考虑的问题。本工程人防地下室防护等级为6级(级别的确定是根据国家制订的《人民防空工程战术技术要求》确定的，是由人防部门确定后发文予设计单位)，采用全埋式现浇钢筋混凝土人防地下室，各部位等效静荷载取值分别为：

3.1顶板：首层外墙为180mm实心砖填充墙，且墙面开孔面积大于50 %，故不计上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的影响，等效静荷载标准值q=60KN/m2。

3.2侧墙：上部建筑物为抗震设防的框架—剪力墙结构，故应放入上部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响，根据本工程地质条件，人防地下室侧壁范围内分别有非饱和土和饱和土，取其加权平均值，并考虑周围基坑支护的阻隔作用，故地下室侧壁等效静载荷标准值q=40KN/m2。

3.3底板：本工程采用桩基础，当核爆荷载q作用于顶板时，荷载随板、梁、柱传至桩上，因人防设计时不考虑地基承载力和地基变形，由q产生的q由桩与底板共同承受，故小于规范中按箱形地下室底板的等效静荷载值40～50KN/m2。与平时荷载作用下因桩不均匀沉降而产生的底板受力相比，不起控制作用，故不予考虑。

3.4门框墙：所受荷载由两部分组成，一是直接作用在墙上的荷载qe=200KN/m2。；二是由门扇传来的等效静载标准值，分别按门扇的型号、大小计算确定。

3.5临空墙：依工程实际情况和规范表4.7.6取其等效静荷载标准值为130KN/m2。

3.6隔墙：隔墙分两种，一是相邻防护单元间隔墙的设计压力值为50KN/m2。；二是6级人防地下室与普通地下室相邻间的隔墙，其普通地下室一侧的设计压力选用值为90KN/m2。其它各种防护密闭门、防爆波活门、扩散室的设计压力均由规范中有关规定选用，当所有构件的等效静荷载值确定后，即可进行结构计算。

4.荷载组合和内力分析

作用在防空地下室结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部建筑物自重、土压力、水压力及防空地下室的自重等，规范中对防空地下室不同部位应考虑的荷载组合给出了一个表格，结构设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目，本工程各个部位参与组合的荷载分别为：

4.1顶板：顶板核爆动荷载标准值，顶板静荷载标准值。

4.2侧墙：竖向：顶板传来的核爆动荷载标准值、静荷载标准值，上部建筑物自重标准值(仅有局部剪力墙部位)，外墙自重标准值。横向：核爆动荷载产生的水平动荷载标准值、土压力、水压力。

4.3内承重墙(柱)：在本工程中，将平时和战时的荷载值进行对比不难发现，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，故此部位构件不由战时条件控制。在进行荷载组合时，需要明确两个问题：一是上部建筑物质自重标准值的确定，规范的条文说明中第4.3.14条已详细说明了各种不同的上部结构型式，在进行荷载组合时可氛围全部考虑、考虑一半和不考虑三种情况，设计时应认真分析确定。二是顶板的组合中是否考虑上部建筑物的倒塌荷载值，因为倒塌荷载的作用时间滞后于冲击波峰值作用时间，且规范规定的倒塌荷载产生的静荷载值为50KN/m2。，小于冲击波对顶板的等效静荷载值，因此在顶板荷载组合中不必计入倒塌荷载值。

在防空地下室结构的设计中，其承载力设计应采用下列极限状态设计表达式：γ0(γGS+γQS)≤R(f，f，αk，……)(见规范第4.6.2条),由上式可明显看出人防设计的特点(如前所述)，这样与平时状态下的内力情况进行比较，本工程中，顶板、侧壁及人防区域内构件的水平受力由战时控制，底板、基础由平时控制。

求出构件的内力和配筋后，剩下需注意的问题就只有一些构造要求了，《规范》第4.7节中已作了很详细的规定，结构设计人员只需认真研究体会规范条文的条件和适用范围，结合工程实际情况就可顺利地完成人防地下室各主要构件的设计了。解决了主要构件的问题，人防地下室孔口防护的设计和平战结合就成了剩下需研究的问题。

5.孔口防护和平战兼顾

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关键词：地下室底板；倒无梁楼盖；普通梁板；限额设计

1.概述

底板的结构形式有多种，如普通梁板式、倒无梁楼盖式等。普通梁板式是较为传统的结构形式，因其传力途径明确，整体刚度好，对抗震有利等优点，常用于工程设计当中；倒无梁楼盖式也是现在较常见的结构形式，因其板厚较厚，有利于提高结构的抗浮能力，在施工方面，具有省砖模、省底板外防水做法、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，近年来在工程设计中应用越来越广泛。本文通过武汉某工程，对此两种常见的结构形式在经济性上进行比较，结果表明，对于常用柱网，在地下室底板设计中采用倒无梁楼盖形式较普通梁板式更为经济。

2.项目概况

本项目包括5栋32层剪力墙结构住宅楼，1层地下室，地上建筑的总建筑面积约100000m2，地下建筑面积约20000m2，地下室属于超长钢筋混凝土结构。

3.设计条件

本项目为一层地下室，柱距8.0mx8.1m，柱截面为500mmx500mm，水浮力为31kN/m2，底板面上的使用荷载：恒载4.0kN/m2，活载为2.5kN/m2；底板设计时还需控制裂缝，板底为0.2mm，保护层厚度为50mm；板面为0.3mm，保护层厚度为20mm。钢筋：除梁箍筋为HPB300以外，均为HRB400。混凝土等级为C30。

底板强度挠度裂缝主要受两种荷载工况控制，向下力（自重、一般使用恒活荷载）和向上力（浮托力）两种主要工况，所以向上向下要分开两次计算，取两次计算结构的较大值配筋。需注意，当计算向上力（浮托力）工况时，模型荷载以负值输入计算结果有时不合理，故习惯上将向上的荷载（负值）按向下的荷载（正值）输入，计算结果，板面与板底对调。

底板设计时还需注意荷载的分项系数取值。当计算底板挠度裂缝时，采用荷载准永久组合，即恒载为1.0，活载为0.3～0.8（可详荷载规范），此时水浮力按恒载考虑；当计算底板强度时，采用荷载基本组合，即1.2*恒+1.4*活，或1.35*恒+1.0*活，需注意，当计算向上力工况时，由于底板自重及其面层对抗浮有利，其分项系数取1.0，而水浮力可按恒载考虑。

底板采用梁板结构形式时，采用PKPM中PMCAD及SATWE模块计算，采用倒无梁楼盖结构形式时，采用PKPM中SLABCAD模块计算。

4.结构方案

本项目的底板方案设计了4种，并进行经济性对比，方案1和方案2是普通梁板式，方案3和方案4是倒无梁楼盖式；方案1和方案2的区别在于计算基础梁端部梁底裂缝时，梁端弯矩的取值不同；工程设计时，部分设计人员认为承台刚度较大，在水浮力作用下，基础梁取承台边的弯矩值复核裂缝即可，而方案2则取到柱边的弯矩。方案3和方案4的区别在承台的大小，当承台较大时（方案4），承台周围的底板附加钢筋与通长钢筋之间的级配会合理一些。各方案的设计图如下：

5.经济对比

各个方案统一取8.1m*8m标准跨计算造价。通过考虑各个施工工序，如土方开挖、砌砖模、底板防水，底板浇筑等，所产生的费用来计算基础底板的总造价，具体造价统计如下表：

说明：1、方案1和2的工程量：底板（h=300mm，双层双向 12@180及另加板筋），1个承台及2根基础粱；方案3和4的工程量：底板（h=350mm，双层双向 14@200及另加板筋），1个承台；2、上表中“基础土方（机器）”的清单量是按底板板厚计算的，“基础土方（人工）”的清单量是根据承台及基础梁体积计算的；工程量清单综合单价是参考了当地项目的综合单价。

由上表可知，倒无梁楼盖式底板比普通梁板式底板的混凝土用量略多，[（22.7+3.3）-（19.4+1.9+2.4）]=2.3m3；但其他的分项工程清单量，倒无梁楼盖式比普通梁板式都少，特别在含钢量方面，倒无梁楼盖式为36.1kg/m2（方案3），普通梁板式为48.1kg/m2（方案1），倒无梁楼盖式比普通梁板式含钢量低了33%；再从每平米总造价可以看出，倒无梁楼盖式比普通梁板式省了（668.9-571.1）/571.1=17.1%；由此可见，倒无梁楼盖式底板的经济性优于普通梁板式。

上述都是从表中直接得出的结论，但倒无梁楼盖式底板相对于普通梁板结式底板的经济效益并不止于此，其还具有较大的间接效益。主要体现在施工方面，底板采用了无梁楼盖结构形式，不但节省砖模、人工挖土方及地下室室外防水做法等施工工序的工程量，还具有钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大地提高施工速度，缩短了工期，产生了较大的经济效益，与此同时也有效地节约社会资源。

6. 结论及建议

（1）通过对2种地下室底板的结构方案（倒无梁楼盖结构形式与普通梁板结构形式）的经济性以及间接效益的对比分析，一层地下室底板采用倒无梁楼盖结构形式节省用钢量33%、总造价17.1%，同时较大缩短了工期，产生较大的经济效益；因此，倒无梁楼盖结构形式底板的经济性明显优于普通梁板结构形式。

（2）随地下室层数的增加，水浮力与本例相差较多时，地下室底板结构形式的经济性能还待具体分析；因此，应做到具体项目具体分析，即使结构方案相同时，其具体构件尺寸等还是有待优化的，应尽量做到最大限度地节约社会资源。

参考文献：

[1]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）

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关键词：地下室设计；问题；对策

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

前言：

随着社会的发展，高层建筑越来越多城市建设中出现了大量的地下室及地下车库。将高层建筑的设备用房。地下消防水池和汽车停车位等设在地下室，既能充分发挥地下室作用，又能满足基础埋深的要求[1]。因此。在高层建筑设计中，地下室结构设计日显重要。现简要论述地下室结构设计中经常遇到的几个问题及解决对策，与同行共同探讨。

1地下室结构平面设计问题及措施

地下室工程涉及的专业极为复杂，在高层建筑的地下室结构设计时，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。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面，将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。

2地下室抗震设计问题及措施

地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响。对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。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则形成错层，未采取措施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[2]，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板。

设计中存在的常见问题，如多孔砖砌体结构，半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反文献[1]总高限值板，地下室抗震等级为三级，而上部结构为二级，按文献[1]规定，地下室也应为二级等等。

3 地下室抗浮、抗渗问题及控制措施

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对比皎难以处理，须作细致分析后再进行处理。

地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取补偿收缩混凝土、膨胀带、后浇带和提高钢筋混凝士的抗拉能力等措施。

4 外墙计算模型设计及措施

地下室外墙配筋计算：有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，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。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间) 外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可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。

地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题[3]：标高变化处仅设一梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用，该荷载经常遗漏。

5 地下室防水设计及措施

地下室防水设计是一项十分重要的工作，甚至是决定地下室设计成败的关键。在防水设计时，应根据工程的性质、使用要求和重要性等合理确定防水等级，根据防水等级确定防水层数。无论防水等级为几级，地下室混凝土都应采用结构自防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与混凝土壁的厚度比确定，不得人为地自行降低。根据防水等级的要求．建筑的地下室仅设1道防水混凝土是不能满足要求的，一般应做卷材防水。在选用防水卷材时，应考虑到地下室环境恶劣、无法更换的特点，尽量选用耐久性好的卷材。防水卷材在地下室底侧应能闭合，尤其应重视节点设计如桩头、承台和积水坑等处，若构造设计不当，势必会形成漏底之舟，失去卷材防水的意义。

6 裂缝及控制方法

地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。

工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算，地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算(违反GB50108-2001第4.1.6条)，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或留置后浇带(违反GB50010-2002第9.1.1条)，后浇带的位置设置不当，外墙施工缝或后浇带详图未交代，室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等，导致违反设计规范，产生渗漏现象。某工程地下室设计成一个大底盘，而该大底盘下的基础形式同时有天然地基、桩基、刚性桩复合地基（违反GB50011-2001第3.3.4条），此类基础即使设置后浇带也仅适合施工阶段。

7保护层和垫层厚度

《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)对防水混凝土结构规定：结构厚度不应小于250mm；裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通；迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层，强度等级不应小于C15，厚度不小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm。工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值常常是引起渗漏水现象的常见原因，因此规范修订以后对限值作了相应的提高，应引起注意。

地下室顶板钢筋应加强，保护层和混凝土垫层及强度等级应按规范加注(GB50108-2001第4.1.6条)。否则就会产生如下类似问题：地下室外墙、底板等迎水面保护层厚40mm，底板与土接触处钢筋保护层厚35mm，不适合GB50108-2001第4.1.6条；柱保护层25mm，违反GB50010-2002第9.2.1条；地下室垫层采用C10混凝土，或底板下未做混凝土垫层，违反GB50108－2001第4.1.5条和第4.1.5条；未见地下混凝土构件环境类别划分与对应的钢筋混凝土构件保护层厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1条等。

结束语：

高层建筑是社会生产的发展和人类物质生活需要的产物，是现代社会工业化、商业化和城市化的必然结果。科学技术的进步、经济的发展则为高层建筑的发展提供了坚实的物质基础。地下室的结构设计过程错综复杂我们应以遵循安全、适用和合理的原则，及合理的设计为前提，进行全面考虑，把问题减小至最低或消除，以使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战备效益，最后达成设计要求。

参考文献：

[1]陈新农.地下室结构设计的影响因素与技术措施[J].建材技术与应用,2011,(3).

篇10

【关键词】 人防工程；地下室；结构设计；

一、人防地下室工程概述

人防地下室的分类因其使用用途而异，主要可分为医护人防工程、防空工程、收藏隐蔽人员工程及其相关配套工程。人防地下室根据承受能力分为两类，甲类防空地下室要足以经受常规性武器及核武器、生化武器的攻击影响，乙类防空地下室则要足以经受除核武器意外的其他两类武器的攻击影响；根据与地面距离分类，可分为顶部出土式与全埋式两种，在地面上层是钢筋混凝土结构建筑时，前一分类的甲类防空地下室必须采用全埋形式建造，乙类防空地下室用顶部出土式建造时，地下室顶层高出地面距离只可以小于上部建筑物高的二分之一。另外，人防地下室还可根据地面上不可移动建筑物的有无分成附建式与单建式，上部无坚固建筑物为单建式，上部有坚固建筑物为附建式，在附建式防空地下室中，上部建筑物与下层防空地下室相通，可自由出入。

二、人防地下室设计中常出现的问题

1.人防地下室外墙配筋

人防地下室外墙为一侧与室外岩土接触，直接承受土中压缩波作用，另一侧为人防地下室内部的墙体。顶板与外墙之间二者刚度接近时，外墙上部可近似按固定端与铰支之间的支座情况考虑；底板刚度远大于外墙时，外墙下部支座可视作固定端，各构件之间支座条件应相互协调一致，需注意配筋及构造应与实际受力状况相符。

当地下室内部横隔墙较多或上层建筑的柱子沿外墙向下直通到基础底板，外墙可按支承在内部横墙（柱子）与楼板上的双向（单向）板计算；当地下室内部横隔墙较少或无横隔墙时可考虑上下两端支承，按下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算。

2.防护墙体的厚度局部削弱

人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙（临空墙）由于设备（消防栓、配电箱、接线盒等）暗装，导致防护隔墙局部不满足防护与密闭要求的厚度。《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等强制性条文都对防护墙体的厚度作出了明确规定。

3.门框墙上挡墙加强梁的设置位置

当防护密闭门上挡墙较长时，往往需在挡墙下端设置加强梁，作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。需注意的是，加强梁距上挡墙下边缘应预留250～300mm高度，以便内侧的密闭门或防护密闭门有足够的水平开启空间，而且加强梁纵筋应锚入门框两侧的竖向加强暗柱（或柱）中，以形成明确的洞口加强传力体系。

三、人防地下室墙体设计

1.事例分析

笔者结合以下两个事例对构造配筋与人防墙体配筋的关系。

事例1：在普通地下室相隔的核6级人防的地下室，上部建筑荷载的影响应不考虑其中。并采取人防工程结构的相关软件进行隔墙配筋的计算。在长高比低于1.0时，应使构造配筋作为墙体内外的水平及竖向钢筋，且使用最低人防规范的配筋率进行控制；若墙体长高比位于2.0与3.0之间，除外侧竖筋，其余均使用构造配筋；若长高不大于3.0，其人防隔墙则将双向板改为单向板，并将内侧竖筋根据人防规范的最低配筋率进行配筋。由此可知，对于人防地下室中较长的隔墙水平钢筋应满足构造需求，并采取混凝土规划中最低的配筋率与人防规范求比，对此可节约水平钢筋的40%的用钢量。

实例2：核6级的人防地下室外墙，其人防荷载约50kN/m2，其顶板埋入地下1米5左右，其墙厚约350毫米，墙高4米，使用HRB400规格的钢筋，C30的混凝土；为上边简支。

上边简支属于受弯墙体，且外侧的竖筋具有较大的配筋面积，并使用分离式配筋对墙体底部进行钢筋附加，进而实现对各区域结合计算值进行钢筋实配，能够控制钢筋的使用量。

且人防的外墙较长，其长高比大于3.0属于较为常见。外墙属于单向板的受力状态，其水平钢筋均属于构造配筋，使用最低0.2%的配筋率设置外侧水平筋，内侧水平筋则根据0.15%进行配筋。合理按照人防规范，使用该配筋率能够有效的节约用钢量。

2.测算荷载组合

在人防地下室设计之初需要考虑到其使用年限要与其上层建筑物的使用年限一致，最少的使用年限是五十年。人防地下室需要承受的负荷，主要包含武器攻击力负荷、上层建筑物负荷、自身重量负荷和自然元素如水压负荷、土地负荷等方面。根据人防规范中规定，人防地下室各部位所承受的负荷有所不同，需分别测算，例如临空墙就要测算出其将会承受的顶板施加的武器爆炸负荷及侧面施加的负荷、其他静态负荷等。

3.最低配筋率分析

在对墙体的配筋进行计算时，应准确设置墙体的边界条件。通常外墙应采取三面固定、顶面简支板等方式，对于顶板使用无梁楼盖且墙体薄于楼盖的情况，应对三面固定顶面简支及四面固定两种情况进行分别计算，取其中包络值进行配筋。对于内墙的边界主要采取四面固定的形式。正确对配筋及构件内力进行计算后，还应结合墙体的相关规范及特点对配筋的结果进行科学的修整。

人防相关规范中明确指出了人防墙的最低配筋率。临空墙属于受弯构件，需要承受水平的荷载，在使用C30混凝土时，以0.25%作为单侧最低配筋率，相关的人防设计软件也是严格根据此要求进行配筋的。在混凝土的相关结构设计规章中指出，对于混凝土板长宽比低于3.0时，应参照双向板计算，大于3.0时应参照单向板在短边方向受力的情况计算。对单向板与受力方向垂直是进行钢筋的布置其配筋率应大于0.15%。

临空墙的受力状态也常分为两种，单向板与双向板。在作为单向板受力时，特别是长高都较大的情况，其短边周边的配筋构造需要应严格结合人防规范进行处理，而长边则采取混凝土的相关规范，其最低配筋率为0.15%。而长高较低的窄墙也属于单向板，主要以水平受力为主要受力方向，通常这类墙体只具有少量的竖筋，因此在进行构造配筋时为了保险起见也可根据双向板进行考虑；在作为双向板受力时，各个构造的配筋都应结合人防规范的要求。在内墙具有扶壁柱及相关构造连成一体时，可从柱边进行墙长的测量，将柱可视为内墙的支座。若外墙较厚，其刚度远大于扶壁柱或框架柱等，对其不可作为外墙支座，应将与改墙垂直的墙体作为支座。在多数情况下，都使用构造配筋对人防墙配筋进行控制，进而对其进行单向板或双向板、受弯部件或受压部件、混凝土规范或人防规范等的区分，这对正确的将墙体配筋进行施工有着重要意义。

结束语：

综上所述，在人防地下室墙体结构的设计中，应重视相关的技术要点，对其荷载组合进行准确测算，分析最低配筋率并结合以往施工经验科学的进行人防地下室墙体结构的设计。在临空墙的核弹爆炸等量静荷载的数值对临空墙结构的设计有重要意义，应仔细的对其抗力程度及房间两侧功能等进行分析。对于长高比大于3.0的人防墙应结合混凝土相关规范对其外侧水平钢筋进行确定。

参考文献：

[1]温涛.人防地下室墙体结构优化分析及工程应用[D].广州大学，2012.