地下车库结构设计常见问题与处理

地下车库结构设计常见问题与处理

发表时间：2018-10-16T09:32:51.507Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：刘洋[导读] 随着城市土地集约化和人们生活水平的日益提高，地下车库已成为商业和居住区的必备选择。

刘洋

南京中哲国际工程设计有限公司江苏省南京市 210000 摘要：随着城市土地集约化和人们生活水平的日益提高，地下车库已成为商业和居住区的必备选择。在地下车库设计中,如何使结构设计更科学、合理,如何采用新技术显得尤为重要和迫切。?本文就结构设计中的问题进行了探讨,供结构设计者参考。关键词：地下车库；结构设计；问题处理 1 结构设计的抗浮问题?

1.1降低抗浮设防水位的措施。提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位。具体措施有以下几种：（1）采用平板式筏板基础。一般而言，平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当，但后者的基础高度一般要比前者高。（2）楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。一般宽扁梁的截面高度为跨度的1/16～1/22，宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高，从而相对降低了抗浮设防水位。?

1.2增加地下室的重量。增加地下室本身的重量有以下几方面的优点：增加地下室的重量是解决地下室抗浮问题的一个直接有效的方法，此方法还应结合地基土的承载力而定；对主体结构的地基承载力进行深度修正时，增加地下室的重量可以提高主体结构的有效埋置深度，从而提高了主体结构修正后的地基承载力特征值。如果设计中决定采取增加地下室重量的方法来解决抗浮问题的话，笔者认为可采用以下两种方法：（1）增加基础配重。此方法大致有以下几种情况：增加基础底板的厚度；增加基础顶面覆土厚度；基础顶面采用重度大且价格低廉的填料。这3 种方法的共同特点是：在增加基础配重用以解决抗浮问题的同时又不可避免的增加了基础的埋置深度，从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度，因此它不是一种效率最高的方法。?（2）增加地下室顶板的厚度。这种方法的优点是：在不增加基坑坑底标高的前提下，增加了地下室的重量，而且使用厚板后，地下室顶板的大板块之间可以不再设置次梁，既有利于其他专业的使用，又简化了施工工序；但此种方法的缺点是会略增加地下室顶板框架梁的负荷，而且由于板厚有限。

1.3设置抗浮桩。这是一种解决抗浮问题行之有效的方法，其实质也是增加地下室的重量，并利用桩侧与地基土之间的摩阻力来抗拔。但仔细分析，这种方法也有一定的局限性，且不说设置抗浮桩的造价如何，单从结构受力方面讲，“抗浮桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用，这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降，而这种变化将会使不设沉降缝的大底盘地下室在上部塔楼和裙房水平区域之间产生较大的不均匀沉降差，由于上部塔楼比裙房的重量大，所以上部塔楼的地下室通常不会存在上浮的问题，我们可以先考虑和估算设抗浮桩的裙房地下室的沉降值，然后估算不设桩的塔楼的沉降值，以两者之差作为调整塔楼与裙房地下室之间沉降差异的依据，在塔楼地下室底部布置合理的抗沉桩，从而减少塔楼与裙房地下室之间的不均匀沉降差。如果地下水位在桩长范围内变化很大，在布桩时还需考虑桩侧负摩阻力的影响。因此，抗浮桩在使用时需要仔细考虑。

2 地下室结构的不均匀沉降问题?

2.1采用复合处理地基，比较常用的方法是在主体结构部分采用CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基，在裙房及纯地下室部分采用天然地基；CFG桩技术成熟、经济合理，根据地基处理程度的不同，分为CFG桩地基处理+设置沉降后浇带和CFG桩地基处理+不设置沉降后浇带两种不同的情况。?

2.2主体结构采用桩基础。这样即能保证主体结构具有较小的最终沉降量，也不存在地基的承载能力问题，而且可以避免设置沉降后浇带后所带来的一些问题。但此种方法造价较高，一般适用于超高层建筑或地基条件较差的情况。?

3 地下室结构设计工程裂缝的控制问题?

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，规范要求，地下室外墙裂缝宽度应该控制在0.2 mm 之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。而实际工程中，很多地下室外墙的计算都漏掉抗裂性能的验算，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或后浇带，后浇带的位置设置不当，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。地下室整体超长，应采取相应措施，防止裂缝开展，采取的主要措施为：?

3.1补偿收缩混凝土，混凝土中掺入微膨胀剂。以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。?

3.2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，对防止较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。?

3.3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。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。该工程在地下车库和主体结构之间设置了沉降后浇带，由于地下室超长，因此也设置了温度后浇带。在进行地下室外墙计算时，裂缝小于0.2mm。在汽车坡道和主体结构之间设置了30mm 的沉降缝，并在沉降缝处设置了防水橡胶带。

4 抗震要求

随着城市建设的快速发展，单建式地下建筑规模和种类日益增加，其抗震性能和抗震设防要求也有差异，需要工程设计中进一步研究。

首先，建筑场地的地形和地质条件对地下建筑结构的抗震性能均有直接和间接的影响。选择在密实、均匀、稳定的地基上建造，有利于结构在经受地震作用时保持稳定。其次，地下建筑与地面建筑的区别是，地下建筑结构应力求体型简单，纵向、横向外形平顺，剖面形状、构件组成和尺寸不沿纵向经常变化，使其抗震能力提高。

第三，岩石地下建筑的口部结构往往是抗震能力薄弱的部位，洞口的地形、地质条件则对口部结构的抗震稳定性有直接的影响，故应特别注意洞口位置和口部结构类型选择的合理性。地下建筑抗震计算要点：

首先，地下建筑结构抗震计算模型的最大特点是：除了结构自身手里传力途径的模拟外，还需要正确模拟周围图层的。其次，结构形式、土层和荷载分布的规则性对结构的地震反应都有影响，差异较大时地下结构的地震反应也将有明显的空间效应。此时，宜按空间结构模型进行抗震计算和分析。

地下建筑的计算方法一般有：反应位移法、等效水平地震加速的法或等效侧力法，此类算法适应于平面应变问题的地震反应分析；其余情况，需要采用普遍适应性的时程分析法。

5 荷载取值与组合

地下室外墙受弯及受剪计算时，土压力引起的效应为永久荷载效应，可变荷载效应控制的组合时，土压力的荷载分项系数取1.2；永久荷载效应控制的组合时，其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载，同样应乘侧压力系数，许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时，根据《建筑结构荷载规范》条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。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。如果地下室顶部没有房屋，是空旷场地，其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载，实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。

6 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。

7 结语

地下车库在以后的设计上能够突破原有的束缚，避免类似问题的出现，同时不断创新设计理念，开发新的建设技术，让我国城市建设能够获得更为长远的发展。?

参考文献：

[1] 龚昌基.地下室结构设计若干问题的探讨[J].福建建筑，2012

[2] 彭思毅.地下车库结构设计中的分析与计算[J]. 陕西建筑与建材，2010