地下室结构设计要点重点漏点

地下室结构设计要点，重点，漏点

地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，一般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，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，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。2.荷载取值与组合3.外墙计算模型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：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。4.顶底板和楼梯5.地下水与抗浮地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据，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，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外，实际中在同一整体大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑，而地下室面积大，形状又不规则，加之局部上方没有建筑，此类抗浮问题也相对比较难以处理，须作细致分析处理。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。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，即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。②膨胀带，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，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任用。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，对于侧壁，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，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。7.保护层和垫层厚度

二，地下室外墙设计[转]三，地下室混凝土底板施工裂缝的分析及控制总之,地下室混凝土裂缝控制是一个综合性的课题，要通过设计、施工、材料优选等环节进行全面控制，才能减少裂缝的产生。采用了上述方法，经过了试验和工程实践，对底板大体积混凝土裂缝控制是行之有效的，但对墙面混凝土的开裂现象，还有待我们去继续研究。四，高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题[转]

1.引言高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置，而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；设有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的技术问题。

2.结构嵌固端的条件高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。

2．1设有地下室时的条件(1)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端，除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑；(2)地下室顶板结构应为梁板体系(即不可设计成元梁楼盖)，且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度；(3)地下室侧壁要有良好的侧限，即必须与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求，假设满足《抗震规范》第6．1．14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”的要求，对于高层建筑来说，由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量，上述要求仍很难满足。就此要求而言，则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端，而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。

2．2不设地下室时的条件高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。

(1)不管是采用天然地基基础或桩基础，都是以基础(承台)面作为结构嵌固端，且必须在该标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结，故首层层高应从基础面算起；

(2)若基础(承台)面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小，则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端，首层层高可从地面层算起。若不设刚性地面，则上部结构无从形成嵌固端，也即结构计算简图不成立，设计上显然是不允许的。以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端，其下部结构必须具有足够的刚度以保证柱根之间不产生相对位移，且能承受或平衡柱根弯矩。规范中规定“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍”正是基于这一考虑。

3.与嵌固端相关的技术问题结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求，在工程设计中还可引伸出若干相关的技术问题及其正确的设计方法，以下将分别探讨。

(1)单层地下室当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时，通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端，这有利于充分利用其基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖结构，都不影响结构计算的准确性。此外，规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构，一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端。

(2)投影面积比例高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。当该比例*1时，若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件，则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了，但当上述投影面积比例＜＜1时，说明地下室侧限远离塔楼，塔楼发生的侧向位移将波及首层楼面并使其发生变形，即使变形量很小，但严格说来首层作为嵌固端的刚度必然小于前一种情况，且变形又增大了上部结构侧移的计算值，同时首层骨架构件也会由于自身的变形而产生附加内力。作为有经验的结构工程师，在实际设计中都会根据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。

(3)大底盘多塔楼大底盘多塔楼大多为商住楼，而且由于商用及居住性质不同，对柱网的要求也不同，故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用部分层数不多(如仅1—2层)，且结构转换层设于大底盘的屋顶标高处时，塔楼的嵌固端就可考虑取在大底盘的屋顶处，至少在塔楼初算时可以如此假定，如图3所示。这一考虑基于以下两点：①既然属大底盘，其楼层面积肯定大于塔楼的投影面积，加上大底盘屋顶设置转换层，故大底盘的楼层平面刚度远大于塔楼的楼层刚度；②转换层之上通常为剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱一短肢剪力墙结构，为使转换层上下部的侧向刚度相近，大底盘部分肯定要将原位剪力墙增厚或增加新的剪力墙，从而使塔楼下的大底盘部分具有足够的侧向刚度。目前高层建筑结构计算软件的功能已较为完善，因此大底盘多塔楼建筑均以整体结构进行计算，其嵌固端也不像结构初算阶段选择在大底盘屋顶标高处。

(4)高层建筑的基础埋深在研究探讨高层建筑的结构嵌固端时，必然牵涉到其基础埋深问题，高层建筑基础要具有一定的埋置深度，首先是为了保证结构的整体稳定(包括抗滑)，其次有利于减弱地震反应。规范对高层建筑的基础埋深有一量化规定，即“天然地基或复合地基基础，可取阶15，桩基础可取阶18”，但这一规定仅与建筑物的总高月有关，而与其它因素无关。但我们在认真思考后发现基础埋深除了与建筑物总高月有关外，还应与控制高层建筑体型重要指标的高宽比风心有关。如两栋建筑物的高度量相同，但其高宽比阶B分别为5，0和2，5，显然风／B值较小者整体稳定性更高，若采用相同的基础形式，则阶B值较大者其基础埋深应更大。换言之，基础埋深对月／B较大者应偏于严格，而对月／B较小者则可略为放松，不宜作相同处理甚至反其道而行之，否则就违背了基础需一定埋深的原则。除了高宽比风／6外，基础埋深还应与高层建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度等因素有关，对地下室面积仅为塔楼投影面积者应偏于严格，相反对没有裙房或地下室面积大于塔楼投影面积者则可略为放松。

(5)首层楼面的活载作为结构嵌固端的首层楼面(地下室顶板)，其正常使用时的活载一般不太大，即使作为商业用途，其活载也仅为3．5kN／m2，但设计中要考虑施工过程中可能产生的施工荷载，对于首层梁板构件取活载8．0—10．0kN／m2则往往是必要的。当高层建筑主体结构建至2层楼面时，首层地面自然而然就成为理想的施工场所，或用于堆放材料(袋装水泥、砌块、搭架钢脚手架等)，或用于钢筋加工，甚至作为载重汽车的行驶停放场等，即使是临时荷载，其楼面活载也就有必要取较高值(该活载值仅作用于该层梁板，并不需传给竖向构件的墙柱)。此外，该层楼板配置通长面筋，不仅是出于增大刚度的考虑，而且是抵抗混凝土收缩和温度应力的需要，特别是由于开发商的原因可能导致地下室顶板完成后要裸露一段时间(从几个月到几年不等)，为了防止或减少由于暴晒或暴露时间过长而产生的裂缝，配置足够的楼板面筋尤为必要。首层楼面考虑较大的施工荷载，其梁板截面就需较大，有利于满足首层楼面作为结构嵌固端刚度要较大的要求。

4.结束语在高层建筑结构设计中，无论选择哪个部位作为结构嵌固端，都可以通过结构计算程序获得准确的计算结果，但我们期望的是计算结果较真实地反映结构的实际情况。为了达到这一目的，结构计算时输入正确的参数和数据固然相当重要，但结构嵌固端的确定对结构计算结果的影响也相当大，因此重视结构嵌固端的确定并非微不足道，且在嵌固端确定后设计中如何保证其成为真正的嵌固端，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。五，地下室混凝土的浇注问题[转]

墙板混凝土浇注一般采用赶浆法，混凝土的流向是不可控制的，可能在这里施工时，混凝土已经流到十几米之远，特别是顶板和墙板同时浇注，此现象更为严重，等浇注到那儿，可能已经初凝已过；

还有顶板和墙板一起浇注，必须先浇注墙板，等墙板混凝土全部完成后，再进行顶板浇注，应该没有多大的问题！

浇筑混凝土应合理安排施工计划及工序，合理留置施工缝，浇捣混凝土应连续进行，当必须间隙时应缩短时间，并应在前层混凝土凝结前将上层混凝土浇捣完毕。混凝土运输、浇筑和间歇允许时间如下：

混凝土强度等级＜C30时，若气温不高于25度，间歇时间不超过210min，气温高于25度时不超过180min；混凝土强度等级高于C30时，若气温不高于25度，间歇时间不超过180min，气温高于25度时，间歇时间不超过150min。

另外，混凝土一次下料不能过厚、不均匀、不对称。混凝土下料不均匀、不对称，影响混凝土的振捣顺序，尤其是混凝土墙板的门洞口处，如果下料不对称，混凝土的侧压力不均匀，容易将内模挤压偏位，同时混凝土一次下料过多，浇筑层过厚，振捣作用长度、半径不够，混凝土容易漏振、不密实，产生蜂窝、孔洞。

地下室底板大体积混凝土裂缝产生的主要原因是温度和干缩变形，其次是砼的水灰比等，其预防措施如下：

1、严格控制水化热。在满足设计强度要求和征得设计同意的前提下，混凝土配合比设计可考虑采用60天强度，以减少水泥用量，同时，应选择低热水泥，减少水泥水化热。

2、通过“双掺”技术（掺加缓凝高效减水剂及粉煤灰），以减少水泥用量，并改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性。

3、浇筑顺序采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法，一次整体连续浇筑结束。

4、大体积混凝土浇捣完毕后，初凝前用长刮尺刮平，经6小时先用铁滚筒滚压数遍，再用木抹子在混凝土表面拍实并搓毛两遍以上，以闭合收水裂缝，防止产生表面收缩裂缝，约12~14小时后，覆盖塑料薄膜和草包进行保温保湿养护。并按规定时间测量混凝土各部位的温度，确保混凝土内外温度差不超过25℃。六，地下室基坑围护施工实例[转]

1工程概况

上海铁路西站乘务员公寓，位于车站西站台南侧，地下1层，地上7层，框架结构，二层东南角有连廊与三层办公楼相接，建筑面积5247m２。公寓楼地下室基坑平面尺寸33.10m×21.70m。基坑开挖深度：平板底为－4.15m，反梁底为－5.00m。场地地面标高±0.000m。

楼的周围环境是，西面有一道砖围墙，距基坑边3m，东面多层住宅外墙距基坑边4m，北面相距2.30m就是火车站西站台，且站台高出基坑边地面1.10m，南面场地宽阔(图1)。施工期间，必须保证临近建筑物的安全，特别要保证北面铁路站台的安全、不影响铁路的正常运行。

场地地质状况，自上而下土层分布：①杂填土厚1.30m；②粉质粘土厚2.50m；③砂质粉土厚2.70m；④淤泥质粉质粘土厚1.50m；⑤淤泥质粘土厚7.00m。地下水位在地面以下0.50m。北面站台边3.50m左右宽的东西向地带，地下3m深处有块石等地下障碍物，东北角区域有一暗浜，浜底深3.40m。2基坑围护方案

(1)基坑围护的必要性。基础位于③砂质粉土之上，地下水丰富，基土渗透系数大，按基坑挖掘深度及周边环境，不具备大开挖(结合井点降水)条件，必须采取相应的基坑围护措施。

(2)围护方案选择。①钢板桩：打入时会发生震动，拔出过程中周边地面会发生开裂，本工程紧靠铁路站台，环境险要，不能采用钢板桩围护方案。②钻孔灌注桩挡土加外侧深层水泥搅拌桩防水：因造价高，建设单位不同意采用。③深层水泥搅拌桩墙：在基坑开挖深度达4.15～5.00m的情况下，按重力坝的设计及构造要求，基坑西、北两侧场地宽度不够，不能完全采用常规的深层水泥搅拌桩墙方案。④深层水泥搅拌桩高低截面围护结构方案：在基坑边场地宽度不够的情况下，设想采用高低桩截面的深层水泥搅拌桩墙，高桩即为基坑外侧的挡土墙，低桩位于坑内基底以下，是近似于坑底加固的搅拌桩，施工时将高桩和低桩两者交接在一起，形成整体的高低截面挡土墙，能解决场地宽度不够的问题，征得设计方同意后采用此方案(图2)。3深层水泥搅拌桩高低截面围护结构设计

(1)桩墙截面尺寸：尽量利用场地有限的宽度，同时考虑钻机施工的可能性，确定高桩桩墙的宽度，西面定为2.20m，北面站台边定为2.00m，东面定为2.70m，南西场地宽阔，按常规桩墙宽定为2.70m。西、北两面已定高桩的宽度肯定不能满足安全要求，东面因地下有暗浜，经计算2.70m的宽度也不能满足安全要求，必须加设低桩。低桩长度即为高桩在坑底以下的入土深度，一般为基坑深度的0.8～1.2倍，本工程取5.00m；低桩桩墙宽度应满足高低桩墙整体的抗倾覆、抗滑移及整体稳定性要求，计算中将桩墙向坑内转动的原点定为低桩底部的内角点(图2中的A点)。经计算，北面低桩宽度为2.50m，西面低桩宽度为1.50m，东西低桩宽度为1.00m。

(2)加强高桩悬臂部分的抗弯、抗剪能力：高桩与低桩的截面分界处，因桩墙截面削弱，特别是站台方向，采用插毛竹予以加强。在北面及东、西两转角处5m范围内，在里外排桩中每隔1m插1根5m长的毛竹，以增强高桩的抗弯、抗剪能力。

(3)搅拌桩布置：东、西、南三面搅拌桩采用格栅式布置，北面回填土中难以格栅成桩而采用满布。

(4)搅拌桩采用＃425普通水泥，掺量13%。搅拌桩施工顺序应从低桩到高桩，若反向施工，在低桩施工时，因低桩在坑底以上段不喷浆，搅拌桩相互交接会削弱高桩截面。

4方案实施

(1)发生问题及处理：北面搅拌