地下室钢筋混凝土结构问题分析

地下室钢筋混凝土结构问题分析

关键词：地下室超长；混凝土裂缝；地下车库

引言

随着房地产开发规模越来越大 ,城市用地越来越紧张，高层建筑、地下建筑的发展越来越快，及其配套要求也越来越高,特别是停车要求。很多建筑主楼地下室与地下停车库连成一体,用作汽车库、机电设备用房或人防。

高层主楼地下室与地下停车库之间连接成整体, 不设置永久性沉降缝或伸缩缝,虽有利于抗震防水,有利于机电管线设置,方便施工及节省造价,但也带来结构设计和后期使用中需面临的几个棘手问题:地下车库的抗浮,高层主楼与地下车库之间的沉降差异, 温

度应力及混凝土收缩应力可能引起的混凝土开裂等。本文以本人做过的一个工程为例进行以下阐述。

天津市塘沽区纳海嘉园住宅小区，位于京山道和福建北路交口。本工程共七栋25层高层住宅楼，其中六栋楼通过地下车库相连，地下车库宽40米，长293米。主楼为全剪结构，地下车库为框架结构，地下车库覆土1.4米，埋深5.2米。车库两端设有一个人防防护单元（二等人员掩蔽），平时为地下车库。主楼与地下车库连接未设置永久性沉降缝和伸缩缝。其建筑、结构地下室布置见图一 ,图二。

1 地下室车库的抗浮

本工程地下室底板埋置虽比较深,地下水位比较高,但由于顶板上的覆土比较厚及顶板和底板混凝土自重大, 为此需要抵抗的浮力不是很大, 为此利用框架柱下的承压工程桩作为抗浮桩能够满足要求。由于地下水位较高，地下工程施工时应采取降水措施；待地下工程施工完毕并回填地下室顶板覆土后，方可停止降水，以防地下室上浮。停止降水后地下室顶板覆土不得随意铲除。

2 基础的差异沉降

如果主楼与地下车库间未设置沉降缝, 其沉降差不但是大型地下室开裂的一个主要因素, 而且会影响主楼沉降及垂直度，直接关系到结构的安全性。本工程设计时,根据荷载分布状态,主楼与地下车库均采用桩基础。在计算时考虑尽量使车库沉降与主楼沉降接近，因此车库桩采用直径为600，桩长21.5米的灌注桩，主楼选用直径700，桩长40米的灌注桩。再者施工期间,在主楼基础与地下车库基础之间设置后浇带。由于本工程桩基础桩端以下的土层基本上都是中密或密实性粉细砂, 在它们之间即使有差异沉降,在主楼主体到顶后(也即主体荷重加载完成60 %) , 基础沉降变形亦已完成了70 % , 余下部分已不太可能产生影响整体结构性能的差异沉降。现在这个工程已经完工,实践证明这个方法是符合实际情况,也是可行的。地下室顶板、底板在主楼与地下车库相接处一跨,其板面板底筋加强处理,但不加大混凝土截面，以免刚度加大、应力集

中起反作用。在后浇带封堵之前,为了节省施工费用,当结构或地下室顶板之上覆土完成回填后,并且能够满足抗浮要求,可以停止降水。为了防止地下水倒灌已完成的地下室内,影响施工期间的使用,在地下室底板和外墙处的后浇带位置,设置附加保护层，和防水层。

3 温度应力

对于超长结构来说,温度差产生的应力也是产生开裂的关键因素。由于本工程地下室顶板覆土比较厚, 整个地下室接近同一个温度条件, 产生温差的可能性不大, 唯一的要求就是地下室顶板完

成后必须覆土。

4 混凝土的干缩应力

这个因素是地下室抗裂需要考虑的最重要的因素, 也是最难处理的。本工程设计采取以下几个措施。

（1）设置后浇带使得施工期间的混凝土干缩应力减少。一般情况下地下车库的后浇带设置间距控制在30-40m左右 , 并与先前设置的防止差异沉降的后浇带相结合。这样基本上能够满足混凝土的早期裂缝控制。

（2）材料控制

①首先应进行混凝土配合比优化设计,尽量减少混凝土产生的水化热,通过试验对混凝土配合比进行调整。

②控制水泥水量, 选择低收缩率、低水化热的普通硅酸盐水泥或粉煤灰水泥 , 水泥用量建议控制为: c40为 350kg/ m3。

③整个地下部分施工混凝土参入低碱膨胀剂（掺量由限制膨胀率通过试验确定），非加强区限制膨胀率为(2~3)x10-4 ，加强区及后浇带限制膨胀率为(4~5)x10-4 。

④混凝土的粗骨料尽可能选用温度线膨胀系数较小的石灰岩骨料, 形状以碎石为佳, 粒径尽可能大一些, 在5mm～40mm左右。

⑤凝土的细骨料采用含泥量较低的中粗砂,细度模数为 2. 5～

3. 2 ,含泥量小于 1 %。

⑥混凝土的水灰比宜在 0. 4～0. 55 , 砂率含量在 40 % ,终凝时间在 12h～20h ,坍落度在 12mm～16mm。

（3）施工措施

①地下室墙体模板拆除时间宜不少于7d～10d ,墙体浇筑后,应从顶部设水管喷淋,模板拆除后继续养护14d以上。

②夏季施工天气炎热，在拆模后外部混凝土养护时必须覆盖草垫或塑料膜。带膜浇水养护不少于 7d 。

③地下室底板下应尽早作柔性防水层和保护层。

（4）结构措施

①地下室顶板在主楼与地下车库相接处一跨,其顶板底板的板筋和梁筋作加强处理。

②外墙板根据建筑布置的柱网均设边柱,在顶板与外墙板相接处,设置框架梁,梁内设置纵筋、腰筋和箍筋，纵筋和腰筋直径较墙体水平筋大2倍和间距较墙体水平筋小。在底板与外墙板相接处,

相同设置地梁进行加强处理。在边柱与外墙板相接处,在边柱两侧,柱网的 0. 2倍范围内水平筋加密,其间距控制在非加强区的1/ 2。地下车库每个阳角区, 在相应柱距的 0. 2倍范围, 水平筋加密, 其间距也是控制在非加强区的 1/ 2左右。

③车库外墙体的竖向筋按压弯构件计算配筋,并加强水平向钢筋满足抗裂要求。

地下车库抗混凝土的干缩应力措施除上述外，还有其他一些有效措施如：混凝土中参加聚丙烯纤维等。采用预应力措施来控制混凝土裂缝也是最有效措施之一，本工程因施工周期和工程造价等原因没有采用。

结语

该工程经过一段时间的检查和观察基本未发现有渗漏现象,说

明这些措施是切实有效的。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。