地下基礎設計中常見問題及對策措施

蔡建書

摘要：目前城市建設中建造了大量的地下基礎及地下車庫，由于涉及-到工期和投入的建設費用，設計中與地下基礎相關的不少問題也逐漸變得突出起來?；A按其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類。這里僅對普通地下基礎設計中遇到的常見問題進行分析，并給出對策措施，以供工程設計參考。

關鍵詞：地下基礎結(jié)構(gòu)設計

1抗震要求

地下基礎如果設計不當，對整體抗震性能會產(chǎn)生較大影響，根據(jù)南京市施工圖審查要點，對于半地下的埋深要求應大于地下室外地面以上的高度，才能不計其層數(shù)，總高度才能從室外地面算起。地下的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。地下室頂板室內(nèi)外板面標高變化處，當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，未采取措施不應作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。結(jié)構(gòu)計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強區(qū)層數(shù)應從地面往上算，并應包括地下層。沉降縫基礎與偏心基礎：砌體結(jié)構(gòu)的沉降縫基礎作成下圖形式，根據(jù)力的平衡原理大部分基礎存在零壓力區(qū)，所設計基礎不能提供設計所需要的地基載力，許多柱力與基礎對齊的偏心柱基也同樣存在問題。

2荷載取值與組合

地下室外墻受彎及受剪計算時，土壓力引起的效應為永久荷載效應，可變荷載效應控制的組合時，土壓力的荷載分項系數(shù)取1.2；永久荷載效應控制的組合時，其荷載分項系數(shù)取1.35。對于地面活荷載，同樣應乘側(cè)壓力系數(shù)，許多設計中計算不對。地下室底板的強度計算時，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)取1.0?？垢∮嬎銜r，板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)應取為0.9。地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力，根據(jù)土性的不同分別采用不同的計算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。如果地下室頂部沒有房屋，是空曠場地，其荷載是否要考慮平時消防車荷載或大于消防車的可能荷載，實際中比較取起控制作用的荷載作為設計依據(jù)。另如某工程設計在—1.55m標高處一層平面是地下室頂板，活載只考慮4.5KN／m²，未計覆土荷載，消防車荷載。地下車庫活載取值6.0KN／m²，不滿足GB50009-2001第4.1.1條，未考慮消防車荷載，或者施工過程中和使用過程中可能出現(xiàn)的載重車荷載，與消防車荷載比較取大值。

3外墻計算模型

地下室外墻配筋計算：有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理，其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議：除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間)外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁，其內(nèi)外側(cè)主筋也應予以適當加強。外墻的水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小，可適當另配外側(cè)附加短水平負筋予以加強，外墻轉(zhuǎn)角處也同此予以適當加強。

4保護層和墊層厚度

《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2001)對防水混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定：結(jié)構(gòu)厚度不應小于250mm；裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通；迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層，強度等級不應小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應小于150mm。工程實踐表明如果結(jié)構(gòu)厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現(xiàn)象的常見原因，因此規(guī)范修訂以后對限值作了相應的提高，應引起注意。地下室頂板鋼筋應加強，保護層和混凝土墊層及強度等級應按規(guī)范加注。否則就會產(chǎn)生如下類似問題：地下室外墻、底板等迎水面保護層厚40mm，底板與土接觸處鋼筋保護層厚35mm；柱保護層25mm，地下室墊層采用C10混凝土，或底板下未做混凝土墊層；未見地下混凝土構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對應的鋼筋混凝土構(gòu)件保護層厚度。

5后澆帶設計

因調(diào)整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶，帶寬800，1000mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部.設后澆帶，包括內(nèi)外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好，直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內(nèi)的混凝土等級采用比原構(gòu)件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時，沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋，以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施，如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時后澆帶中設置適量加強鋼筋，如梁面、底鋼筋相同等措施。

6總結(jié)

在地下基礎結(jié)構(gòu)設計時要注意存在的常見問題是如：半地下室埋深不夠，房屋層數(shù)包括半地下室層已達8層，層數(shù)和總高度超過要求，地下室抗震等級為三級，而上部結(jié)構(gòu)為二級。地下水位及其變幅是地下室抗浮設計的重要依據(jù)，實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應力，直至出現(xiàn)收縮裂縫，地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm之內(nèi)，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制，另外，實際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規(guī)則，加之局部上方?jīng)]有建筑，此類抗浮問題也相對比較難以處理，須作細致分析處理。