地下室設(shè)計中常見問題及設(shè)計要點

1、<p>　　地下室設(shè)計中常見問題及設(shè)計要點</p><p>　　摘要：地下室問題已經(jīng)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(chǔ)，本文結(jié)合平日設(shè)計工作經(jīng)驗對在多層地下室的人防建筑設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行分析與探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地下室；建筑設(shè)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(xiàn)標(biāo)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(jìn)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(nèi)鋪得較滿，故室外出入口設(shè)置上困難較大。多層地下室在防護(hù)單元和抗爆單元的劃分上有其特殊性，當(dāng)防空地下室滿足相關(guān)的規(guī)范要求時，可不劃分防護(hù)單元和抗爆單元，人防方案設(shè)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(shè)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(shè)計和荷載程度分析，對其構(gòu)成部分的外墻、頂板、裂縫以及下水設(shè)計、保護(hù)層和墊板設(shè)計等因素進(jìn)行分析。 </p><p>　　1.地下室抗震因素要求 </p><p>　　從抗震設(shè)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(hù)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(zāi)害。地震時比起地面上部的結(jié)構(gòu)來說，地下建筑的震害普遍要輕。地下室對于地面的上部結(jié)構(gòu)來說，即相當(dāng)于一個整體穩(wěn)定性好、剛度大、埋置深的基礎(chǔ)，它不僅可以減少上部結(jié)構(gòu)的震害，增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的振動，進(jìn)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(zāi)害的嚴(yán)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(guān)，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(kuò)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(kuò)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(yīng)為永久荷載效應(yīng)，可變荷載效應(yīng)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(yīng)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(yīng)乘側(cè)壓力系數(shù)，許多設(shè)計中計算不對。地下室底板的強(qiáng)度計算時，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)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(yīng)取為0.9。地下室外墻的土壓力應(yīng)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(shè)計依據(jù)。另如某工程設(shè)計在-1.55m標(biāo)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(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

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(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。外墻的水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小，可適當(dāng)另配外側(cè)附加短水平負(fù)筋予以加強(qiáng)，外墻轉(zhuǎn)角處也同此予以適當(dāng)加強(qiáng)。 </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(cè)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(yīng)

12、小于側(cè)壁，其厚度和配筋量應(yīng)匹配，這方面問題在地下車道中最為典型，車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件，底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地下室底板標(biāo)高變化處也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類似問題：標(biāo)高變化處僅設(shè)一梁，梁寬甚至小于底板厚度，梁內(nèi)僅靠兩側(cè)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(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)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(nèi)，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。工程中許多設(shè)計將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算彎距調(diào)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(gòu)造不合理，建筑物超長未設(shè)縫或留置后澆帶(違反GB50010-2002第9.1.1條)，后澆帶的位置設(shè)置不當(dāng)，外墻施工縫或后澆帶詳圖未

14、交代，室外出入口與主體結(jié)構(gòu)相連處未設(shè)沉降縫等，導(dǎo)致違反設(shè)計規(guī)范，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。 </p><p>　　地下室整體超長，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止裂縫開展，采取的主要措施：①補(bǔ)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(bǔ)償，為了實現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設(shè)

15、置的補(bǔ)償收縮混凝土帶，根據(jù)一些工程實踐，一般超過60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)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(shù)措施，較長久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛任用。④提高鋼筋混凝土的抗拉能力，混凝土應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋，對于側(cè)壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強(qiáng)化作用。側(cè)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(shè)一道水平暗梁抵抗拉力。 </p><p>　　5.地下室保護(hù)層和墊層厚度要求 </

16、p><p>　　《地下工程防水技術(shù)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(yīng)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(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層，強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C15，厚度不小于100mm，在軟弱土層中不應(yīng)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(hù)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(yīng)的提高，應(yīng)引起注意 </p><p>　　地下室頂板鋼筋應(yīng)加強(qiáng)，保護(hù)層和混凝土墊層及強(qiáng)度等級應(yīng)按規(guī)范加注(GB50108-2001第4.1.6條)。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(hù)層厚40mm，底板與土接觸處鋼筋保護(hù)層厚35mm，不適合GB50108-2001第4.1.6條；柱保護(hù)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(gòu)件環(huán)境類別劃分與對應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1條等。 </p><p>　　二、地下室人防設(shè)計中需要注意的問題 </p><p><b>　　1.人防區(qū)域確定 </b></p><p>　　設(shè)計方案的第一步，也是很關(guān)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(shè)置于最下一層。人防區(qū)域設(shè)于地下三層，設(shè) 8 個防護(hù)單元。根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，人防區(qū)域宜設(shè)在最下層，若未設(shè)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(zhuǎn)換措施，確保空氣沖擊波不進(jìn)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(fù)雜，也很不經(jīng)濟(jì)。 </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。可利用的出入口數(shù)量較多，基本在利用原有出入口的基礎(chǔ)上解決人防的主次出入口及疏散寬度問題。 </p><p>　　缺點: 防護(hù)單元和抗爆單元設(shè)置數(shù)量較多，人防口部占用的空間較大，防護(hù)單

21、元隔墻及抗爆墻量大，且需考慮防護(hù)的頂板區(qū)域面積大。 </p><p><b>　　2.出入口設(shè)計 </b></p><p>　　主要出入口是指戰(zhàn)時空襲前、后，人員或車輛進(jìn)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(shè)置，室外出入口指通道的出地面段(無防護(hù)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(shè)置主要出入口。若人防設(shè)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(shè)為主要出入口后，則其在各層所經(jīng)區(qū)域的頂板及側(cè)墻、柱等均需考慮核爆動荷載，設(shè)計變得復(fù)雜、不經(jīng)濟(jì)。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(shè)置階梯出入口上至地下一層的坡道出入口處，經(jīng)階梯轉(zhuǎn)換至汽車坡道或自行車坡道的方法。這樣通過轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換涉及區(qū)域考慮核爆動荷載。當(dāng)?shù)孛姝h(huán)境不允許設(shè)多個室外出入口時，兩個防護(hù)單元可共用一個室外出入口，出入口寬度應(yīng)按兩個主要出入口寬度之和設(shè)置?；蚩煽紤]設(shè)置室外剪刀梯，供兩個防護(hù)單元使用。 </p><p>　　3.防護(hù)單元分區(qū)與防火分區(qū)的關(guān)系 </p><p>　　人防防護(hù)單元分區(qū)與防火分區(qū)盡量結(jié)合設(shè)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(hù)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(hù)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(jié)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(jié)合就是一個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)兩個防護(hù)單元，或一個防火分區(qū)即為一個防護(hù)單元，

25、防護(hù)分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換方便。 </p><p>　　4.口部墻體的上下層對應(yīng)關(guān)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(shè)有人防口部墻體，應(yīng)考慮在下層是否有剪力墻支點，支點如何設(shè)置不影響平時的使用，這方面需要建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)之間協(xié)調(diào)后再確定。 </p><p><b>　　5.疏散口設(shè)計 <

26、;/b></p><p>　　人員掩蔽工程戰(zhàn)時總的疏散寬度應(yīng)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(yīng)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(shè)若干疏散口。有條件的可在與非人防區(qū)相鄰的部位設(shè)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(jìn)行疏散。若無此條件，可考慮設(shè)階梯通至上層的非人防區(qū)后，再借用相關(guān)的出入口進(jìn)行疏散。疏散寬度

27、必須考慮各層人防地下室同時進(jìn)行人員疏散，疏散寬度需相應(yīng)迭加，即不同單元合用出入口時，疏散寬度應(yīng)按掩蔽人數(shù)之和進(jìn)行計算。 </p><p>　　6.通風(fēng)井的平戰(zhàn)結(jié)合設(shè)計 </p><p>　　在不允許設(shè)置單獨的戰(zhàn)時專用風(fēng)口時，人防進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井、排煙井可與平時的通風(fēng)豎井結(jié)合設(shè)置，并應(yīng)采取防倒塌、防堵塞、防地表水等措施。獨立式的室外通風(fēng)口設(shè)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(fēng)口的防倒塌棚架必須考慮在地面部分與主體建筑脫開。進(jìn)風(fēng)口下緣距室外地坪的高度分兩種情況，防倒塌范圍內(nèi)不宜小于1.0m，防倒塌范圍外不宜小于0.5m。 </p><p><b>　　三、 結(jié)束語 </b></p><p>　　多層地下室中的人防設(shè)計較復(fù)雜，本文只對其中設(shè)計人員容易困惑及疏忽的幾個問題作了探討。預(yù)想一下將來科技的發(fā)展，結(jié)合中國人

29、口的發(fā)展趨勢，預(yù)測一下未來人們出行方式的多樣性，再結(jié)合我們?nèi)粘Ｋ龅膶嶋H工作，我們設(shè)計出來的建筑才能更符合“實用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的宗旨，才會有更長的生命。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]05SFJ10，人民防空地下室設(shè)計規(guī)范［S］． </p><p>　　[2]《人民防空地下室建筑設(shè)計》謝金容 楊延軍