地下室設計中常見問題及設計要點

1、<p>　　地下室設計中常見問題及設計要點</p><p>　　摘要：地下室問題已經有很多研究了，取得了一定的成果，為下一步發(fā)展和研究奠定了一定的理論基礎，本文結合平日設計工作經驗對在多層地下室的人防建筑設計中應注意的一些問題進行分析與探討。 </p><p>　　關鍵詞：地下室；建筑設計；要點；問題 </p><p>　　Abstract: the ba

2、sement problem has been a lot of research, has achieved some results, the next step for the research and development laid certain theoretical foundation, combining design experience on weekdays in the multilayer basement

3、 civil air defense construction and the problems should attention in the design are analyzed and discussed in this paper. </p><p>　　Key words: underground chamber; architectural design; key problem; </p&g

4、t;<p>　　中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p><p>　　多層地下室由于埋深大，由地面進入人防工程的出入口路徑長，且通常地下室在用地紅線范圍內鋪得較滿，故室外出入口設置上困難較大。多層地下室在防護單元和抗爆單元的劃分上有其特殊性，當防空地下室滿足相關的規(guī)范要求時，可不劃分防護單元和抗爆單元，人防方案設計存在多種可能性，方案的比選對造價影響很大。

5、 </p><p>　　一、地下室設計涉及到的要點分析 </p><p>　　地下室根據(jù)建筑項目和要素分析，主要考慮地下室的防震效果設計和荷載程度分析，對其構成部分的外墻、頂板、裂縫以及下水設計、保護層和墊板設計等因素進行分析。 </p><p>　　1.地下室抗震因素要求 </p><p>　　從抗震設防的角度講，地下室的建造是有利于抗震的

6、。首先地下室具有良好的防護性能。由于它處在一定厚度的巖層或土層中，因此能較有效地抵御地震自然災害。地震時比起地面上部的結構來說，地下建筑的震害普遍要輕。地下室對于地面的上部結構來說，即相當于一個整體穩(wěn)定性好、剛度大、埋置深的基礎，它不僅可以減少上部結構的震害，增強上部結構的穩(wěn)定性，而且使整個建筑物的重心下降，從而減輕上部結構的振動，進而也減輕地震作用的破壞。其次能夠節(jié)省城市用地，降低建筑密度。由于地震災害的嚴重程度和損失大小與一個地方的

7、人口密度、建筑物數(shù)量密切相關，因此地下室的建造可以改善建筑物鱗次櫛比的狀況，降低人口的密度。再次能夠擴大綠地面積。地面上綠地面積的增加，不僅僅是綠化環(huán)境，減輕城市污染，更重要的是擴大了避震避險場所的面積。 </p><p>　　2.地下室荷載取值與系數(shù)組合 </p><p>　　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.

8、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)《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)第3.2.5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。 </p><

9、p>　　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。 </p

10、><p>　　3.地下室外墻配筋計算 </p><p>　　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構整體電算分析結果配筋，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隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截

11、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，其內外側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，可適當另配外側附加短水平負筋予以加強，外墻轉角處也同此予以適當加強。 </p><p>　　地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端)，側壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣，底板的抗彎能力不應

12、小于側壁，其厚度和配筋量應匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側壁為懸臂構件，底板的抗彎能力不應小于側壁底部。地下室底板標高變化處也經常發(fā)現(xiàn)類似問題：標高變化處僅設一梁，梁寬甚至小于底板厚度，梁內僅靠兩側箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。 </p><p>　　4.地下室裂縫及控制方法 </p><p>　　地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮，受到結構本身和基坑邊壁等的約束，產生較大的拉應力

13、，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，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。工程中許多設計將地下室防水結構構件的計算彎距調幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項系數(shù)、多層時未按多跨連續(xù)計算，地下室外墻在計算中漏掉抗裂性驗算(違反GB50108-2001第4.1.6條)，地下室外墻與底板連接構造不合理，建筑物超長未設縫或留置后澆帶(違反GB50010-2002第9.1.1條)，后澆帶的位置設置不當，外墻施工縫或后澆帶詳圖未

14、交代，室外出入口與主體結構相連處未設沉降縫等，導致違反設計規(guī)范，產生滲漏現(xiàn)象。 </p><p>　　地下室整體超長，應采取相應措施，防止裂縫開展，采取的主要措施：①補償收縮混凝土，即在混凝土中滲入UEA、HEA等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。②膨脹帶，由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償，為了實現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設

15、置的補償收縮混凝土帶，根據(jù)一些工程實踐，一般超過60m設置膨脹加強帶。③后澆帶，作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛任用。④提高鋼筋混凝土的抗拉能力，混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，對于側壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用。側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設一道水平暗梁抵抗拉力。 </p><p>　　5.地下室保護層和墊層厚度要求 </

16、p><p>　　《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2001)對防水混凝土結構規(guī)定：結構厚度不應小于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。防水混凝土結構底板混凝土墊層，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構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

17、相應的提高，應引起注意 </p><p>　　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(GB50108-2001第4.1.6條)。否則就會產生如下類似問題：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，不適合GB50108-2001第4.1.6條；柱保護層25mm，違反GB50010-2002第9.2.1條；地下室墊層采用C10混凝土，或底板下未做混凝土墊層，

18、違反GB50108－2001第4.1.5條和第4.1.5條；未見地下混凝土構件環(huán)境類別劃分與對應的鋼筋混凝土構件保護層厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1條等。 </p><p>　　二、地下室人防設計中需要注意的問題 </p><p><b>　　1.人防區(qū)域確定 </b></p><p>　　設計方案的第一步，也是很關鍵的一步，

19、先確定人防區(qū)域的基本位置。以某人防工程為例，地下室共三層，每層建筑面積約 34000m2，平時功能為車庫。人防建筑面積 15000m2，功能為甲類六級二等人員掩蔽部。 </p><p>　　方案為：人防集中設置于最下一層。人防區(qū)域設于地下三層，設 8 個防護單元。根據(jù)《人民防空地下室設計規(guī)范》規(guī)定，人防區(qū)域宜設在最下層，若未設在最下層，宜在臨戰(zhàn)時對防空地下室以下各層采取臨戰(zhàn)封堵轉換措施，確保空氣沖擊波不進入防空地

20、下室以下各層。則防空地下室底板及防空地下室以下各層中間墻柱都要考慮核武器爆炸動荷載作用，這樣計算不僅復雜，也很不經濟。 </p><p>　　優(yōu)點: 人防區(qū)域相對獨立，自成區(qū)域，人防區(qū)以上各層僅按平時使用考慮?？衫玫某鋈肟跀?shù)量較多，基本在利用原有出入口的基礎上解決人防的主次出入口及疏散寬度問題。 </p><p>　　缺點: 防護單元和抗爆單元設置數(shù)量較多，人防口部占用的空間較大，防護單

21、元隔墻及抗爆墻量大，且需考慮防護的頂板區(qū)域面積大。 </p><p><b>　　2.出入口設計 </b></p><p>　　主要出入口是指戰(zhàn)時空襲前、后，人員或車輛進出較有保障，且使用較為方便的出入口。主要出入口必須利用室外出入口設置，室外出入口指通道的出地面段(無防護頂蓋段) 位于防空地下室上部建筑投影范圍之外的出入口。通常選取直通室外的室外階梯，直通室外的坡道

22、出入口來設置主要出入口。若人防設在最下一層，而坡道因為在各層地下室中迂回曲折后，已不適合作為人防的主要出入口。若坡道設為主要出入口后，則其在各層所經區(qū)域的頂板及側墻、柱等均需考慮核爆動荷載，設計變得復雜、不經濟。在室外階梯出入口數(shù)量不足，而坡道雖為室外出入口卻在地下室中迂回曲折的情況下，可采取在地下層設置階梯出入口上至地下一層的坡道出入口處，經階梯轉換至汽車坡道或自行車坡道的方法。這樣通過轉換，階梯出入口可作為主要出入口，僅對階梯及地下

23、一層至室外坡道段及轉換涉及區(qū)域考慮核爆動荷載。當?shù)孛姝h(huán)境不允許設多個室外出入口時，兩個防護單元可共用一個室外出入口，出入口寬度應按兩個主要出入口寬度之和設置。或可考慮設置室外剪刀梯，供兩個防護單元使用。 </p><p>　　3.防護單元分區(qū)與防火分區(qū)的關系 </p><p>　　人防防護單元分區(qū)與防火分區(qū)盡量結合設置，避免人防分區(qū)跨越防火分區(qū)。GB50038 － 2005 與 GB500

24、38－ 94 相比，防護單元的建筑面積做了較大的改動。原規(guī)范中人員掩蔽工程的防護單元按掩蔽面積不大于800m2劃分，配套工程按掩蔽面積不大于 2400m2劃分，新規(guī)范中人員掩蔽部工程按建筑面積不大于 2000m2劃分，配套工程按建筑面積不大于 4000m2劃分。這個改動為人防分區(qū)與防火分區(qū)的結合提供了良好的條件。地下車庫一個防火分區(qū)建筑面積不超過 4000m2，最佳的結合就是一個防火分區(qū)內設兩個防護單元，或一個防火分區(qū)即為一個防護單元，

25、防護分區(qū)不應跨越防火分區(qū)，平戰(zhàn)轉換方便。 </p><p>　　4.口部墻體的上下層對應關系 </p><p>　　多層的防空地下室，宜考慮口部混凝土墻體的上、下層對齊。若僅上層地下室設有人防口部墻體，應考慮在下層是否有剪力墻支點，支點如何設置不影響平時的使用，這方面需要建筑與結構專業(yè)之間協(xié)調后再確定。 </p><p><b>　　5.疏散口設計 <

26、;/b></p><p>　　人員掩蔽工程戰(zhàn)時總的疏散寬度應滿足按掩蔽人數(shù)每100人不小于0.3m，且每樘門通過人數(shù)不應超過700人。對于人防工程的疏散寬度，除計入主要出入口、次要出入口寬度之外，可能還需設若干疏散口。有條件的可在與非人防區(qū)相鄰的部位設密閉通道，通過非人防區(qū)的出入口( 包括階梯出入口、汽車坡道出入口)進行疏散。若無此條件，可考慮設階梯通至上層的非人防區(qū)后，再借用相關的出入口進行疏散。疏散寬度

27、必須考慮各層人防地下室同時進行人員疏散，疏散寬度需相應迭加，即不同單元合用出入口時，疏散寬度應按掩蔽人數(shù)之和進行計算。 </p><p>　　6.通風井的平戰(zhàn)結合設計 </p><p>　　在不允許設置單獨的戰(zhàn)時專用風口時，人防進風井、排風井、排煙井可與平時的通風豎井結合設置，并應采取防倒塌、防堵塞、防地表水等措施。獨立式的室外通風口設計較簡單，防倒塌處理方便，豎井頂蓋為防倒塌棚架頂板，四

28、周立防倒塌柱。而附壁式室外通風口的防倒塌棚架必須考慮在地面部分與主體建筑脫開。進風口下緣距室外地坪的高度分兩種情況，防倒塌范圍內不宜小于1.0m，防倒塌范圍外不宜小于0.5m。 </p><p><b>　　三、 結束語 </b></p><p>　　多層地下室中的人防設計較復雜，本文只對其中設計人員容易困惑及疏忽的幾個問題作了探討。預想一下將來科技的發(fā)展，結合中國人

29、口的發(fā)展趨勢，預測一下未來人們出行方式的多樣性，再結合我們日常所做的實際工作，我們設計出來的建筑才能更符合“實用、經濟、美觀”的宗旨，才會有更長的生命。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]05SFJ10，人民防空地下室設計規(guī)范［S］． </p><p>　　[2]《人民防空地下室建筑設計》謝金容 楊延軍