高层建筑地下室结构设计常见问题分析

发表时间:2021/4/25   来源:《城镇建设》2021年第3期   作者:严江
[导读] 本文主要探讨了地下室结构设计过程中的关键问题,希望通过本文的探讨,能为相关同行提供帮助。
        严江
        宜昌城投房地产开发有限公司 湖北省宜昌市  443000


        摘要:本文主要探讨了地下室结构设计过程中的关键问题,希望通过本文的探讨,能为相关同行提供帮助。
        关键词:地下室;结构设计;问题分析
        1、确定地下室层高
        地下室楼层高度的选择是一项非常重要的工作,它在很大程度上影响着地下室的设计,包括地下室基础维护设计、地下室抗浮设计等。优化地下室楼层高度可采取以下措施:首先,采取有效措施,尽可能降低上覆土层厚度。屋面覆盖土厚度的确定考虑了两个因素,一是给排水雨水、污水管道的铺设,二是景观种植的具体需求如图1。
        

        
        结果表明,地下室屋面可采用无梁楼盖结构形式,能有效降低地下室高度,此时屋面板厚度理想为400mm,柱排列整齐,此时地下室楼面高度高于一般梁板结构,可减少约600mm。工程完工后,作者使用地下室。柱高8.4 m,地下室顶板厚度400mm,无梁楼盖结构。综合各方面因素,严格设置防塌管道,节省地下室200mm 高度,通风管道应设置在停车场内侧或布置角落处,避免布置在通道位置,进一步提高护栏网高度效果,用土壤清除覆盖地下室层面,可有效节省降落室高度200mm ~ 300mm。
2地下室设计中的变形缝与后浇带
        对于高层建筑,比较常见的变形缝有以下几种:伸缩缝、沉降缝、抗震缝等。伸缩缝主要是由于地基从建筑物上断裂,防止建筑物因温度或伸缩变形而引起开裂甚至损坏。因此,建筑物在沉降缝位置应从顶部到基础完全断开。整个建筑物应分成几个部分,以保证各部分的沉降能保持均匀,防止沉降差异过大而造成开裂破坏;抗震缝将建筑物划分成平面规则,比较简单。设置抗振缝时,可在设置的地方断开或不断开。对于任何工程项目,在上述三种变形缝设置时,都必须考虑。对于高层建筑的地下室,防水要求是最基本的,但变形缝恰恰是防水最薄弱的部分,一旦不到位就会导致地下水渗漏。因此,在地下室设计时,应尽量设置后浇带,从而有效避免变形缝的设置。
        高层建筑的规定也很规范,指出地下室不适合变形缝合设置。地下室施工后一般采用后浇方式,其主要目的是使硬化过程完全释放应力,达到有效控制混凝土早期裂缝产生和减少的目的。为了,在《高规》中指出,在伸缩缝最大距离要求的情况下,后浇带的设置应尽可能保证每个间距30m ~ 40m,注意的是后浇带能够穿透地下室顶板、外墙和屋面,注意的一点是,设置时应尽可能避免梁板的最大力,一般应设置在柱子平分线周围的位置。浇注后皮带浇注时间也很讲究,一般要求在60d 外线。
        此外,在材料和可做特殊要求和加工。如果需要在混凝土中加入一些抗裂防水外加剂,通常主要是膨胀剂和抗裂纤维,可以有效防止地下室开裂和渗水。对于工期较紧,不能保留较多后浇筋的工程,也可采用膨胀加固筋。膨胀加强带截面长度此时应计算确定,一般不超过120m为宜
3、地下室外墙的结构设计问题
3.1 荷载计算
        地下室外墙承受多种来源的荷载,包括上部结构的竖向荷载和水平荷载。然而,地下室的外墙是在设计时建造的,通常上部结构是垂直的,没有方向荷载产生的内容的控制效果,控制效果仍然是由于平面荷载产生的水内力。在具体应用过程中,竖向荷载和地震产生的作用力难以控制。墙体配筋应考虑垂直于墙体的水平荷载所形成的弯矩,一般不考虑竖向荷载的弯曲。对于静止土压力系统,需要组合使用多种工具进行实体试验以确定。如果不能进行试验,粘性土的值可测定为0.5ー0.7,粘性土的值可测定为0.34ー0.45。
        3.2 配筋计算
        由于地下室工程中露天墙与屋面的接缝,外墙与屋面承受着很大的力,因此,应考虑整个结构的稳定效果,地下室墙外的竖向钢筋需要延伸到顶棚。在具体操作时,应根据双向板配筋进行严格计算,而不是根据扶壁柱的尺寸进行计算。地下室外墙的配筋计算时,不仅外墙竖向部分采用钢筋混凝土,其他形式的外墙也应按竖向单向板进行计算。对于竖向荷载相对较小的外墙扶壁,无论外墙转角处或主筋在内外两侧,均应采取相应的加固措施。需要指出的是,扶壁截面面积是确定外墙配筋水平分布的有效依据。
        4 抗浮设计
        地下室抗浮设计是地下室设计中非常重要的内容,其合理设计将在很大程度上决定工程造价。
        (1)荷载值自重应为覆土屋面的自重,地下室顶板、楼板梁、柱的自重,地下室施工场地面重量及地基重量。
        (2)抗浮水位的确定是定义在综合地质调查报告,但抗浮设计水位应该具体分析在实际工程设计中,分析水位地质勘探报告中提到的是否合理结合地形高程的项目的周边环境,,以免造成浪费过度的水位和水位不足的隐患,为大型地下室和一方接触地面,水过滤层和转移盲沟的底部可以安排地板,地板的水从底部,以减少或消除水位的影响。
另外,根据地下室四周填土的渗透 性,对水压力予以折减。
        (3)抗浮措施桩等,应尽量确定锚杆和抗拔桩的极限拔出力,应尽可能通过提高抗拔力的措施来减少其使用量。值得一提的是,因为锚杆和抗拔桩都是抗拔桩的极限值,除以2就是抗拔桩的特征值,用来抵抗浮力的基底重量也应该是特征值,这个特征值就是你不需要把它的重量乘以0.9因子就可以使它与地基和桩的安全性相一致。
5 地下室的防水设计问题
        为了有效解决地下室的防水问题,需要做好以下几个方面。首先,在具体的设计过程中,我们必须紧密集成项目的具体性质,科学、合理地确定具体的防水等级根据各种因素,如特定的需求和重要性的程度,等等,应该注意三点:第一点是主体结构的防水;第二点是细节结构的防水;又称节点防水;第三点是结构抗浮设计,包括局部抗浮和整体抗浮。地下室的大部分主要结构防水都是采用混凝土防水。一般来说,防水混凝土分为以下几种:普通混凝土、外加剂防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土。在选择防水混凝土时,设计时必须考虑到这一因素的抗渗等级。对于地下室的接缝防水,需要对地下室的施工缝、变形缝和后浇带采取相应的防水处理,如设置止水带、止水钢板等。
        总之,通过对地下室建筑物的加固,最大限度地利用地下空间,提高地下工程的质量,从而有效地提高了建筑物的整体质量,促使建筑规划科技水平的进一步提高,有效地提高了城市地下空间开发利用的价值。
参考文献:
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