地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題及對(duì)策

1、、地下室設(shè)計(jì)中常見問題及對(duì)策措施 轉(zhuǎn) 1.抗震要求地下室如果設(shè)計(jì)不當(dāng)， 對(duì)整體抗震性能會(huì)產(chǎn)生較大影響， 一般對(duì)于半地下室 的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度， 才能不計(jì)其層數(shù)， 總高度才能從室 外地面算起。 地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 地下室頂板室內(nèi)外板 面標(biāo)高變化處， 當(dāng)標(biāo)高變化超過梁高范圍時(shí)則形成錯(cuò)層， 未采取措施不應(yīng)作為上 部結(jié)構(gòu)的嵌固部位， 規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋 應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)， 地下室頂板為無梁樓蓋時(shí)不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。 結(jié)構(gòu)計(jì) 算應(yīng)往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板， 但剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng) 從地面往上算，并應(yīng)包括地下

2、層。存在的常見問題如：半地下室埋深不夠，房屋層數(shù)包括半地下室層已達(dá) 8 層，層數(shù)和總高度超過要求，違反 GB50011-2001 第 7.1.2 條。地下室抗震等級(jí) 為三級(jí)，而上部結(jié)構(gòu)為二級(jí)，按 GB50011-2001第6.1.3條地下室一層也應(yīng)為二 級(jí)等問題。2.荷載取值與組合地下室外墻受彎及受剪計(jì)算時(shí)， 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(shí)，土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取 1.2；永久荷載效應(yīng)控制的組合 時(shí)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)取 1.35。對(duì)于地面活荷載，同樣應(yīng)乘側(cè)壓力系數(shù)，許多設(shè)計(jì) 中計(jì)算不對(duì) ,HiStruct 注，水壓力若取最高水平，則一般按恒載設(shè)計(jì)，分項(xiàng)系數(shù)的 取值可

3、參考地下水池設(shè)計(jì)規(guī)范。 地下室底板的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)， 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(xiàng)系數(shù)取 1.0。抗浮計(jì) 算時(shí)，板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取為 0.9此條可參考新建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī) 范。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(jì) 算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。如果地下室頂部沒有房屋， 是空曠場(chǎng)地， 其荷載是否要考慮平時(shí)消防車荷載 或大于消防車的可能荷載， 實(shí)際中比較取起控制作用的荷載作為設(shè)計(jì)依據(jù)。 另如 某工程設(shè)計(jì)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(jì)覆土荷載

4、，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。 HiStruct 注，尚應(yīng)考慮施工堆載 10kN/m2。3.外墻計(jì)算模型地下室外墻配筋計(jì)算： 有的工程外墻配筋計(jì)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(jì)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(yàn)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

5、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(jì)算配筋 外，其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)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)。地下室外墻計(jì)算時(shí)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)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

6、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?jī)蓚?cè)箍筋傳遞板的支座彎矩難以 滿足要求。地面層開洞位置 （如樓梯間 ）外墻頂部無樓板支撐，計(jì)算模型和配筋構(gòu) 造均應(yīng)與實(shí)際相符。 車道緊靠地下室外墻時(shí)， 車道底板位于外墻中部， 應(yīng)注意外 墻承受車道底板傳來的水平集中力作用，該荷載經(jīng)常遺漏。4.頂?shù)装搴蜆翘菰O(shè)計(jì)中存在的常見問題如：地下室頂板，板厚選用100mm ，不符合GB50011-2010 第 6.1.14 條；底板配筋 14100 不符合 JGJ3-2010 第 12.3.6 條；地下室頂板厚度、地下部分柱配筋不符 GB50011-2010第6.

7、1.14條。地下室 混凝土底板、頂板、墻配筋不符合 GB50010-2010第8.5.1條及GB50038-94第 4.7.7條等。5.地下水與抗浮地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)重要依據(jù)， 實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往 只考慮正常使用極限狀態(tài)， 對(duì)施工過程和洪水期重視不足， 因而會(huì)造成施工過程 中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。 另外，實(shí)際中在同一整體大面積地下室上建有多 棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規(guī)則，加之局部上方?jīng)]有建筑， 此類抗浮問題也相對(duì)比較難以處理，須作細(xì)致分析處理。常見設(shè)計(jì)問題如： 地下水位未按勘察報(bào)告確定， 或勘察報(bào)告未提供計(jì)算浮力 的地下水位及其變幅，違反了 GB500

8、07-2002第3.0.2條；斜坡道未進(jìn)行抗浮驗(yàn) 算，斜坡道與主體分縫處未作處理； 抗浮驗(yàn)算不滿足要求， GB50009-2001 第 3.2.5 條等。6.裂縫及控制方法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，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(yàn)算控制工程中許多設(shè)計(jì)將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算彎距調(diào)幅、有的下端按鉸接、 有的未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、 多層時(shí)未按多跨連續(xù)計(jì)算， 地下室外墻在計(jì)算中漏掉 抗裂性驗(yàn)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(zhǎng)未設(shè)縫

9、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(jì)規(guī)范， 產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。 某工程地下室設(shè)計(jì)成一個(gè)大底盤， 而該大底盤下的基礎(chǔ)形式同時(shí)有天然地基、樁基、剛性樁復(fù)合地基（違反 GB50011-2001第3.3.4條），此類基礎(chǔ)即使設(shè)置后澆帶也僅適合施工階段。地下室整體超長(zhǎng)，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止裂縫開展，采取的主要措施： 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。 膨脹帶，由

10、于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會(huì)與混凝土的早期收縮變形完 全補(bǔ)償，為了實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設(shè)置的補(bǔ)償收縮混凝土帶， 根據(jù)一 些工程實(shí)踐，一般超過 60m 設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。 后澆帶，作為混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長(zhǎng)久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛應(yīng)用。 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(duì)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。7.保護(hù)層和墊層厚度地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2001）對(duì)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

11、于0.2mm,并不得貫通；迎水面鋼筋保護(hù) 層厚度不應(yīng)小于50m m。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層，強(qiáng)度等級(jí)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(shí)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(duì)限值作了相應(yīng)的提高，應(yīng)引起注意。二，地下室外墻設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn) 為了滿足抗?jié)B要求，地下室外墻（以下簡(jiǎn)稱外墻）的厚度一般不應(yīng)小于 250mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)常用C20C30。1.荷載：豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重； 水平荷載有室外地坪活荷載、側(cè)向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載。（1）室外地坪

12、活荷載 ：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防車的 室外地面），活荷載可取5kN/m2。有特殊較重荷載時(shí)，按實(shí)際情況確定。（京院 技措 2.0.6）地面活荷載對(duì)外墻產(chǎn)生的壓力為沿墻高度方向的均布荷載Px，Px=qx.Ka=qx/3,qx 為地面活荷載（ 2）水壓力 ：水位高度可按最近 35 年的最高水位確定， 不包括上層滯水。 （京院技措 3.1.8）（3） 土壓力：a.當(dāng)?shù)叵率也捎么箝_挖方式，無護(hù)坡樁或連續(xù)墻支護(hù)時(shí)，地 下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，土壓力系數(shù) K0 ，對(duì)一般固結(jié)土可取 K0=1-sin （為土的有效內(nèi)摩擦角），一般情況可取0.5。（京院技措2.0.16）當(dāng)?shù)叵率沂?/p>

13、工采用護(hù)坡樁或連續(xù)墻支護(hù)時(shí)， 地下室外墻土壓力計(jì)算中可以考 慮基坑支護(hù)與地下室外墻的共同作用，或按靜止土壓力乘以折減系數(shù) 0.66 近似 計(jì)算，Ka=0.5x0.66=0.33,相當(dāng)于主動(dòng)土壓力。（京院技措2.0.16）地下水位以下土的容重，可近似取 11kn/m2。（京院技措2.0.5） 實(shí)際上，風(fēng)荷載和地震區(qū)地面運(yùn)動(dòng)使土壓力超過靜態(tài)土壓力而有所增加， 但 其對(duì)外墻平面外產(chǎn)生的內(nèi)力較小，可以不予考慮。2.荷載設(shè)計(jì)值：以前的算法地面活荷載取 1.4 外，其他包括水壓力均取 1.2?，F(xiàn)依據(jù)建筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 ， 當(dāng) 活 荷 載 占 總 荷 載 之 比 值 不 大 于 20%時(shí) ， 丫

14、G=1.35, 丫 Q=1.40, W C=綜合分析后外墻各項(xiàng)荷載分項(xiàng)系數(shù)均取 1.30。3計(jì)算簡(jiǎn)圖：（1） 地下室無橫墻或橫墻間距大于層高 2 倍時(shí)，其底部與剛度很大的基礎(chǔ) 底板或基礎(chǔ)梁相連，可認(rèn)為是嵌固端；頂部的支座條件應(yīng)視主體結(jié)構(gòu)形式而定。 當(dāng)與外墻對(duì)應(yīng)位置的主體結(jié)構(gòu)墻為剪力墻時(shí)， 首層墻體與地下一層外墻連續(xù)， 可 以對(duì)外墻形成一定的約束。 但是，主體結(jié)構(gòu)的外墻往往開有較大的門窗洞口， 其 對(duì)外墻的約束很有限。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)為框架類結(jié)構(gòu)（包括純框架和框剪）時(shí)，外墻 僅與首層底板相連， 首層底板相對(duì)于外墻而言平面外剛度很小， 對(duì)外墻的約束很 弱。所以，外墻頂部應(yīng)按鉸接考慮。 地下室中間層可按連

15、續(xù)鉸支座考慮 。這樣， 地下室外墻就如同下端嵌固、上端鉸支的連續(xù)梁。（2） 地下室內(nèi)橫墻較多且間距不大于層高 2倍時(shí)，地下室外墻就如同下端 嵌固、上端鉸支的連續(xù)雙向板。（ 3）地下室無橫墻但外墻上有附壁柱時(shí)，除非柱設(shè)計(jì)時(shí)考慮了外墻傳來的 水平荷載，否則該柱不應(yīng)作為外墻的支座，仍應(yīng)按（ 1）考慮。（4） 有的工程基礎(chǔ)底板上有較厚的覆土，這時(shí)最下層外墻的計(jì)算高度應(yīng)視該層地面做法而定。 如為混凝土面層較厚的剛性地面， 且在基坑肥槽回填之前完 成地面做法， 則外墻計(jì)算高度可算至地下室地坪。 而實(shí)際施工順序往往是出地面 后肥槽立即回填，而地下室地面在完成機(jī)電管線布置后才施工，相隔很長(zhǎng)時(shí)間。 這種情況下，

16、 外墻計(jì)算高度就應(yīng)算至底板上皮。 為了減小外墻計(jì)算高度， 可在外 墻根部與基礎(chǔ)底板交接處覆土厚度范圍內(nèi)設(shè)八字角， 并配構(gòu)造鋼筋， 作為外墻根 部的加腋，加腋坡度按 1： 2。這時(shí)外墻計(jì)算高度仍可算至地下室地坪。4為了便于配筋構(gòu)造和節(jié)省鋼筋，外墻可考慮塑性變形內(nèi) 力重分布。塑性計(jì)算不僅可以在有外防水的墻體中采用， 也可在混凝土自防水的墻體中 采用。塑性變形可能只在截面受拉區(qū)混凝土中出現(xiàn)較細(xì)微的彎曲裂縫， 不會(huì)貫通 整個(gè)截面厚度，所以外墻仍有足夠的抗?jié)B能力。GB50010-2010第5.4節(jié)5墻配筋計(jì)算：外墻除承受水平荷載外， 還承受上部結(jié)構(gòu)及各層地下室頂板傳來的荷載和外 墻自重等豎向荷載。所以，

17、嚴(yán)格來講， 外墻應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算配筋 。但在實(shí) 際工程設(shè)計(jì)中， 考慮豎向荷載產(chǎn)生的截面應(yīng)力很小， 而且為了計(jì)算方便， 僅按墻 板平面外受彎計(jì)算配筋。 當(dāng)豎向荷載很大時(shí)， 也可分別按受彎和軸心受壓計(jì)算墻 體配筋，然后將二者疊加。6.外墻保護(hù)層厚度：按地下工程防水技術(shù)規(guī)范 50108-2001-4.1.6條， “迎水面鋼筋保護(hù)層厚度 不應(yīng)小于50mm?！睘閺?qiáng)制性條文。但實(shí)際操作有困難之處。一方面外墻截面有 效厚度損失較大，另一方面外墻一般較厚，且拆模早，養(yǎng)護(hù)困難。施工單位為了 避免開裂，在50mm厚保護(hù)層內(nèi)附加 8200構(gòu)造筋，與外墻受力筋間距很小， 垂直澆搗混凝土困難。按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

18、50010-2002，外墻外側(cè)環(huán)境類 別為二b”，內(nèi)側(cè)二a”，據(jù)此，外側(cè)保護(hù)層厚度 25mm,內(nèi)側(cè)20mm。也是強(qiáng) 制性條文。按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。a）水平筋：外墻按連續(xù)梁計(jì)算時(shí)，水平筋為構(gòu)造。但當(dāng)外墻較長(zhǎng)時(shí)，考慮到 混凝土硬化過程及溫度影響產(chǎn)生收縮裂縫的現(xiàn)象極為普遍， 水平筋配筋率宜適當(dāng) 加大，宜采用變形鋼筋，直徑宜小間距宜密，最大間距不宜大于 200mm。（對(duì)照 高 2010， 12.2.5間距不大于 150，裴金率不小于 0.3%）b）外墻根部節(jié)點(diǎn)：一般外墻厚度遠(yuǎn)小于基礎(chǔ)底板，底板計(jì)算時(shí)在外墻端常按 鉸支座考慮， 外墻計(jì)算時(shí)在底板端常按固端考慮， 所以底板上下鋼筋伸至外墻外 側(cè)即可，

19、端頭不必設(shè)彎鉤。 外墻外側(cè)豎向鋼筋在底板底部彎后直段長(zhǎng)度滿足與底 板下筋搭接要求，即可形成對(duì)外墻的嵌固。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(jí)應(yīng)按規(guī)范加注（GB50108-2008第4.1.7條）。否則就會(huì)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GB50108-2008第 4.1.7 條；柱保護(hù)層 25mm,違反 GB50010-2010第 8.2.1 條；地 下室墊層采用C10混凝土，或底板下未做混凝土墊層，違反 GB50108-2008第 4.1.6條和第 4.1.7條；未見地下混凝土構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對(duì)應(yīng)的鋼筋混

20、凝土構(gòu) 件保護(hù)層厚度，不符合 GB50010-2010第8.2.1條等。三，地下室混凝土底板施工裂縫的分析及控制概述：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快， 建設(shè)規(guī)模越來越大， 在地下室施工過程中， 一 個(gè)相當(dāng)普遍的問題就是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫， 影響了建筑物的使用功能和壽命。 我們應(yīng) 采取有效的措施減少裂縫的發(fā)生 ,將有害裂縫控制在允許范圍內(nèi)。1.施工階段混凝土裂縫產(chǎn)生的原因：裂縫的出現(xiàn)極大部分是由于溫度、收縮和地基不均勻沉降產(chǎn)生的變形引起 的。在地下室施工時(shí)，因?yàn)樯喜亢奢d不大，地基下沉的可能性較小，主要還是由 于溫差和收縮變形引起的。其出現(xiàn)的直接原因有：1 ）泵送商品混凝土的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致混凝土的收縮及水化熱

21、增加。2） 混凝土的等級(jí)日趨提高，水泥的用量相應(yīng)增加。3） 由于地下室底板較厚及大量采用超靜定結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)的約束應(yīng)力不斷增 大。4） 施工方法不當(dāng)。2.控制裂縫的措施1 ）合理布置鋼筋鋼筋的彈性模量比混凝土的彈性模量大 715倍，合理的鋼筋配置可以起到 減輕混凝土收縮的程度，在相同的配筋率下，應(yīng)選擇細(xì)筋密布的辦法。2） 合理留設(shè)伸縮縫 伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。 我國(guó)現(xiàn)行的 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下 的伸縮縫間距為 55m,合理設(shè)置伸縮縫對(duì)大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效 的。3） 后澆帶它是施工期間保留的臨時(shí)性溫度收縮

22、變形縫， 是一種特殊的施工縫。 設(shè)計(jì)后 澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。 要求在澆搗后澆帶之前， 結(jié)構(gòu)混凝土 至少 30的收縮已完成。4）選用相應(yīng)的水泥混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫升 ,主要處決于水泥用量及水泥的品種。應(yīng)優(yōu)先選用 水化熱較低的水泥品種， 如礦渣硅酸鹽水泥。 在符合設(shè)計(jì)的情況下， 充分利用混 凝土的后期強(qiáng)度， 減少水泥的用量。 地下室外墻施工時(shí)， 考慮到礦渣水泥比普通 硅酸鹽水泥收縮量大 25，因此 墻板采用普通硅酸鹽水泥為好 。5）骨料目前泵送混凝土的碎石規(guī)格一般為 525mm。根據(jù)試驗(yàn)，采用540mm石 子比米用525mm石子，每立方米混凝土可減少用水量15kg左右，在相同水灰

23、 比情況下，水泥用量減少20kg左右，因此盡量選擇大粒徑粗骨料。6）砂采用中、粗砂，細(xì)度模數(shù)必須控制在 2.3 以上，含泥量控制在 2以下。因 為采用細(xì)度模數(shù)為2.8比2.3的中砂每立方砼可減少水泥用量約 30kg，減少水用 量2025kg，從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送砼時(shí)，砂率應(yīng)控 制在 38 45。7） 使用粉煤灰等礦物質(zhì)外摻料由于粉煤灰顆粒呈球狀，為中空結(jié)構(gòu)，主要成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO，因此在混凝土中摻入粉煤灰對(duì)改善混凝土的和易性，替代水泥用量 降低水化熱， 減少收縮， 提高抗裂性有著良好的效果。 但應(yīng)注意摻入粉煤灰后混 凝土的早期強(qiáng)度較低，

24、摻量應(yīng)根據(jù)水泥的品種、不同的工程對(duì)象、施工工藝，通 過試驗(yàn)確定。8） 外加劑為達(dá)到抗裂、防水的目的，在配制砼時(shí)，一般需要摻入減水劑、緩凝劑、微 膨脹劑等。 外加劑的質(zhì)量對(duì)混凝土的影響非常大， 有些微膨脹劑與其他外加劑一 起使用可能產(chǎn)生副作用， 因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。 目前工程中應(yīng)用的微膨劑 品種較多，質(zhì)量參差不齊，我們通過試驗(yàn)、比較，常用的微膨脹劑中UEAH效果較好，水中養(yǎng)護(hù)14d、空氣中養(yǎng)護(hù)28d的限制膨脹率分別為0.045%和0.011%, 符合建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC478 92）水中14d0.04%和空氣中28d 0.02%要求，轉(zhuǎn)入 空氣中的回落差，60dUEA H為0.018%。9）

25、控制混凝土澆筑溫度根據(jù)規(guī)范規(guī)定， 對(duì)大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進(jìn)行， 使混凝土溫度 均勻上升，澆前應(yīng)在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行，混凝土澆筑溫度不宜超過 28 T。夏 季施工時(shí)， 如果混凝土的入模溫度過高， 可用冷水作為攪拌用水， 也可將粗骨料 遮蓋，防止日曬以降低溫度。混凝土澆筑以后， 混凝土因水泥水化熱升溫而達(dá)到的最高溫度主要是混凝土 入模溫度與水化熱引起的。 規(guī)范規(guī)定： 溫度控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)， 當(dāng)設(shè)計(jì)無 具體要求時(shí)，溫度升幅不宜超過25C。建議限制 T302,根據(jù)我們的體會(huì) T282 不會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。對(duì)于澆筑厚度在 1.02.5m的底板，實(shí)際最高溫度一般發(fā)生 在砼成型后的第 3 天

26、。10） 注意混凝土施工的操作程序除在施工中應(yīng)切實(shí)按照 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 執(zhí)行外， 還應(yīng)做 好：a）、控制好坍落度，混凝土為便于泵送，一般要求有較大的坍落度，一般攪 拌站是通過外摻高效減水劑來解決。 施工單位在定貨時(shí)應(yīng)在合同中提出所需砼的 坍落度值。坍落度一般控制在120i20mm為宜。b）、泌水，商品混凝土在澆振過 程中會(huì)發(fā)生大量的泌水， 當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近盡端模板時(shí)， 可改變混凝土 澆搗方向，即從盡端往回，與原料坡相交成一個(gè)集水坑，用軟軸泵及時(shí)排除。 c） 商品混凝土的表面水泥漿較厚， 在澆搗后要進(jìn)行處理， 一般先初步按設(shè)計(jì)標(biāo)高用 長(zhǎng)刮尺刮平，然后在初凝前用滾筒碾壓數(shù)便，

27、 再進(jìn)行二次抹面， 提高砼表層密度， 消除收縮裂縫。11） 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)塑料薄膜覆蓋或澆水草袋覆蓋養(yǎng)護(hù)是高層建筑地下室底板防止產(chǎn)生裂縫的 一重要環(huán)節(jié)，目的是控制溫差， 防止產(chǎn)生表面裂縫， 可充分發(fā)揮混凝土早期強(qiáng)度， 使溫度產(chǎn)生的應(yīng)力（7max抗拉強(qiáng)度Rf，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。另一方面，潮濕的 環(huán)境可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫，澆水養(yǎng)護(hù)不少于14d。12）做好測(cè)溫工作底板混凝土測(cè)溫工作是為了掌握大體積混凝土水化熱的大小。 通過調(diào)節(jié)措施 來控制混凝土中心最高溫度和表面溫度之差不超過會(huì)產(chǎn)生裂縫的臨界溫度?？傊?地下室混凝土裂縫控制是一個(gè)綜合性的課題，要通過設(shè)計(jì)、施工、材 料優(yōu)選等環(huán)節(jié)進(jìn)行

28、全面控制， 才能減少裂縫的產(chǎn)生。 采用了上述方法， 經(jīng)過了試 驗(yàn)和工程實(shí)踐， 對(duì)底板大體積混凝土裂縫控制是行之有效的， 但對(duì)墻面混凝土的 開裂現(xiàn)象，還有待我們?nèi)ダ^續(xù)研究。四，高層建筑結(jié)構(gòu)嵌固端的選取及相關(guān)技術(shù)問題 轉(zhuǎn)1.引言高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算之前必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端的所在位置， 而 嵌固端的選取卻面臨著各種不同情況， 如不設(shè)地下室但基礎(chǔ)埋深較大； 設(shè)有地下 室但其層數(shù)或多或少， 且基礎(chǔ)形式不同等。 根據(jù)以上情況正確選取其結(jié)構(gòu)嵌固端， 是高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算模式中的一個(gè)重要假定， 它不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力 分配的準(zhǔn)確性， 而且還影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的真實(shí)性， 以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性， 因

29、此有必要對(duì)結(jié)構(gòu)嵌固端的選取作進(jìn)一步探討，并由此引伸出若干相關(guān)的技術(shù)問 題。2.結(jié)構(gòu)嵌固端的條件高層建筑的結(jié)構(gòu)嵌固端通常是選擇在地面標(biāo)高處， 但地面標(biāo)高處要真正成為 結(jié)構(gòu)嵌固端是有條件的，而且在輸入首層計(jì)算高度時(shí)還有許多講究。1.設(shè)有地下室時(shí)的條件 (1)地下室頂板標(biāo)高與室外地坪的高差不能太大， 極端 的情況如半地下室則首層樓面一般不能成為結(jié)構(gòu)嵌固端，除非其高差僅為13級(jí)臺(tái)階高度時(shí)才可能考慮； (2)地下室頂板結(jié)構(gòu)應(yīng)為梁板體系 (即不可設(shè)計(jì)成元梁 樓蓋)，且該層樓面不得留有大孔洞，樓面框架梁的抗彎剛度要足夠大，樓板也 要有相當(dāng)厚度； (3)地下室側(cè)壁要有良好的側(cè)限，即必須與 “地球 ”有良好的接

30、壤， 上述半地下室頂板不能成為結(jié)構(gòu)嵌固端的原因就是不滿足此條件。 對(duì)于上述條件 中對(duì)首層樓面框架梁的要求，假設(shè)滿足抗震規(guī)范第 6114 條“位于地下室 的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載 力之和 ”的要求，對(duì)于高層建筑來說，由于首層處的柱截面往往遠(yuǎn)大于框架梁截 面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗彎鋼筋用量， 上述要求仍很難滿足。 就 此要求而言，則只有多層或小高層建筑才有可能以首層頂板作為結(jié)構(gòu)的嵌固端， 而真正意義的高層建筑則完全排除了這種可能性。2.不設(shè)地下室時(shí)的條件高層建筑不設(shè)地下室通常是針對(duì)層數(shù)有限的小高層， 或其基礎(chǔ)持力層較淺的情況，但從抗震角度考慮

31、是不宜提倡的。(1)不管是采用天然地基基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，都是以基礎(chǔ)(承臺(tái) )面作為結(jié)構(gòu)嵌固端，且必須在該標(biāo)高處的縱橫方向設(shè)置剛度較大的基礎(chǔ)梁加以連結(jié)， 故首層層高 應(yīng)從基礎(chǔ)面算起；(2)若基礎(chǔ) (承臺(tái))面標(biāo)高與首層標(biāo)高有一定距離而不設(shè)基礎(chǔ)梁連結(jié)或其剛度 過小，則地面標(biāo)高處應(yīng)設(shè)有剛性地面來作為結(jié)構(gòu)嵌固端， 首層層高可從地面層算 起。若不設(shè)剛性地面，則上部結(jié)構(gòu)無從形成嵌固端，也即結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖不成立， 設(shè)計(jì)上顯然是不允許的。以上列舉的條件無非是說明要成為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端， 其下部結(jié)構(gòu)必須具有足夠的剛度以保證柱根之間不產(chǎn)生相對(duì)位移， 且能承受或平 衡柱根彎矩。規(guī)范中規(guī)定 “當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位

32、時(shí)，地下室結(jié)構(gòu) 的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的二倍 ”正是基于這一考3.與嵌固端相關(guān)的技術(shù)問題結(jié)構(gòu)嵌固端的形成或者說上部結(jié)構(gòu)對(duì)嵌固端的要求， 在工程設(shè)計(jì)中還可引伸 出若干相關(guān)的技術(shù)問題及其正確的設(shè)計(jì)方法，以下將分別探討。(1)單層地下室當(dāng)高層建筑僅設(shè)單層地下室且底板采用天然地基筏板基礎(chǔ)或 樁一筏基礎(chǔ)時(shí)， 通常選擇基礎(chǔ)底板而非首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端， 這有利于充分利用 其基礎(chǔ)的 “無限 ”剛度，為首層樓面的靈活結(jié)構(gòu)選型創(chuàng)造條件， 即使是首層樓面留 有大孔洞，或選用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，都不影響結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性。此外，規(guī)范規(guī)定 地下室負(fù)一層的抗震等級(jí)與上部結(jié)構(gòu)必須一致， 以基礎(chǔ)底板作為嵌固端

33、不會(huì)造成 地下室結(jié)構(gòu)造價(jià)的提高， 反而可能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 即使單層地下室底板是 以樁為基礎(chǔ)的普通梁板結(jié)構(gòu)， 一般情況下仍然取底板處為結(jié)構(gòu)嵌固端， 唯一例外 的是地下室作為抗爆級(jí)別較高的防空地下室時(shí)， 其頂板通常具有作為結(jié)構(gòu)嵌固端 的剛度，因此可取其作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。（2）投影面積比例高層塔樓在地下室頂板上的投影面積比例大小對(duì)首層作為 嵌固端的結(jié)構(gòu)有著不同的影響。當(dāng)該比例 *1 時(shí)，若首層樓面符合作為嵌固端的 其它條件，則該首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端就毫無疑問了， 但當(dāng)上述投影面積比例VV 1 時(shí)，說明地下室側(cè)限遠(yuǎn)離塔樓，塔樓發(fā)生的側(cè)向位移將波及首層樓面并使其發(fā) 生變形，即使變形量很小， 但嚴(yán)

34、格說來首層作為嵌固端的剛度必然小于前一種情 況，且變形又增大了上部結(jié)構(gòu)側(cè)移的計(jì)算值， 同時(shí)首層骨架構(gòu)件也會(huì)由于自身的 變形而產(chǎn)生附加內(nèi)力。 作為有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師， 在實(shí)際設(shè)計(jì)中都會(huì)根據(jù)工程實(shí) 際情況予以鑒別并作出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)處理。（3）大底盤多塔樓大底盤多塔樓大多為商住樓，而且由于商用及居住性質(zhì)不 同，對(duì)柱網(wǎng)的要求也不同， 故通常需設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。 當(dāng)大底盤的商用部分層數(shù) 不多（如僅 12 層），且結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)于大底盤的屋頂標(biāo)高處時(shí)，塔樓的嵌固端 就可考慮取在大底盤的屋頂處，至少在塔樓初算時(shí)可以如此假定，如圖 3 所示。 這一考慮基于以下兩點(diǎn)：既然屬大底盤，其樓層面積肯定大于塔樓的投影面積，

35、加上大底盤屋頂設(shè)置轉(zhuǎn)換層，故大底盤的樓層平面剛度遠(yuǎn)大于塔樓的樓層剛度； 轉(zhuǎn)換層之上通常為剪力墻、 部分短肢剪力墻或異形柱一短肢剪力墻結(jié)構(gòu)， 為使 轉(zhuǎn)換層上下部的側(cè)向剛度相近， 大底盤部分肯定要將原位剪力墻增厚或增加新的 剪力墻，從而使塔樓下的大底盤部分具有足夠的側(cè)向剛度。 目前高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì) 算軟件的功能已較為完善， 因此大底盤多塔樓建筑均以整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算， 其嵌 固端也不像結(jié)構(gòu)初算階段選擇在大底盤屋頂標(biāo)高處。（4）高層建筑的基礎(chǔ)埋深在研究探討高層建筑的結(jié)構(gòu)嵌固端時(shí)，必然牽涉到 其基礎(chǔ)埋深問題， 高層建筑基礎(chǔ)要具有一定的埋置深度， 首先是為了保證結(jié)構(gòu)的 整體穩(wěn)定 （包括抗滑 ），其次有利于減

36、弱地震反應(yīng)。規(guī)范對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)埋深有 一量化規(guī)定，即 “天然地基或復(fù)合地基基礎(chǔ)，可取階 15，樁基礎(chǔ)可取階 18”，但 這一規(guī)定僅與建筑物的總高月有關(guān)， 而與其它因素?zé)o關(guān)。 但我們?cè)谡J(rèn)真思考后發(fā) 現(xiàn)基礎(chǔ)埋深除了與建筑物總高月有關(guān)外， 還應(yīng)與控制高層建筑體型重要指標(biāo)的高 寬比風(fēng)心有關(guān)。如兩棟建筑物的高度量相同，但其高寬比階 B 分別為 5， 0和 2， 5,顯然風(fēng)/ B值較小者整體穩(wěn)定性更高，若采用相同的基礎(chǔ)形式，則階 B值較 大者其基礎(chǔ)埋深應(yīng)更大。換言之，基礎(chǔ)埋深對(duì)月 B 較大者應(yīng)偏于嚴(yán)格，而對(duì)月 /B 較小者則可略為放松， 不宜作相同處理甚至反其道而行之， 否則就違背了基 礎(chǔ)需一定埋深的原

37、則。除了高寬比風(fēng)/ 6 外，基礎(chǔ)埋深還應(yīng)與高層建筑的裙房底 座寬度、地下室底盤寬度等因素有關(guān)， 對(duì)地下室面積僅為塔樓投影面積者應(yīng)偏于 嚴(yán)格，相反對(duì)沒有裙房或地下室面積大于塔樓投影面積者則可略為放松。（5）首層樓面的活載作為結(jié)構(gòu)嵌固端的首層樓面 （地下室頂板 ），其正常使用時(shí) 的活載一般不太大，即使作為商業(yè)用途，其活載也僅為 3. 5kN/m2，但設(shè)計(jì)中 要考慮施工過程中可能產(chǎn)生的施工荷載， 對(duì)于首層梁板構(gòu)件取活載 80100kN /m2則往往是必要的。當(dāng)高層建筑主體結(jié)構(gòu)建至 2層樓面時(shí)，首層地面自然而 然就成為理想的施工場(chǎng)所， 或用于堆放材料 （袋裝水泥、 砌塊、搭架鋼腳手架等 ）， 或用于鋼

38、筋加工， 甚至作為載重汽車的行駛停放場(chǎng)等， 即使是臨時(shí)荷載， 其樓面 活載也就有必要取較高值 （該活載值僅作用于該層梁板，并不需傳給豎向構(gòu)件的墻柱）。此外，該層樓板配置通長(zhǎng)面筋，不僅是出于增大剛度的考慮，而且是抵 抗混凝土收縮和溫度應(yīng)力的需要， 特別是由于開發(fā)商的原因可能導(dǎo)致地下室頂板 完成后要裸露一段時(shí)間 （從幾個(gè)月到幾年不等 ），為了防止或減少由于暴曬或暴露 時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生的裂縫， 配置足夠的樓板面筋尤為必要。 首層樓面考慮較大的施 工荷載，其梁板截面就需較大， 有利于滿足首層樓面作為結(jié)構(gòu)嵌固端剛度要較大 的要求。4.結(jié)束語在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 無論選擇哪個(gè)部位作為結(jié)構(gòu)嵌固端， 都可以通

39、過結(jié) 構(gòu)計(jì)算程序獲得準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果， 但我們期望的是計(jì)算結(jié)果較真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)的 實(shí)際情況。為了達(dá)到這一目的，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)輸入正確的參數(shù)和數(shù)據(jù)固然相當(dāng)重要， 但結(jié)構(gòu)嵌固端的確定對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的影響也相當(dāng)大， 因此重視結(jié)構(gòu)嵌固端的確 定并非微不足道， 且在嵌固端確定后設(shè)計(jì)中如何保證其成為真正的嵌固端， 還有 許多細(xì)節(jié)有待研究和完善，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不能忽視的重要環(huán)節(jié)。五，地下室混凝土的澆注問題 轉(zhuǎn)墻板混凝土澆注一般采用趕漿法， 混凝土的流向是不可控制的， 可能在這里 施工時(shí)，混凝土已經(jīng)流到十幾米之遠(yuǎn)， 特別是頂板和墻板同時(shí)澆注， 此現(xiàn)象更為 嚴(yán)重，等澆注到那兒，可能已經(jīng)初凝已過；還有頂板和墻板一起澆

40、注， 必須先澆注墻板， 等墻板混凝土全部完成后， 再 進(jìn)行頂板澆注，應(yīng)該沒有多大的問題！澆筑混凝土應(yīng)合理安排施工計(jì)劃及工序， 合理留置施工縫， 澆搗混凝土應(yīng)連 續(xù)進(jìn)行，當(dāng)必須間隙時(shí)應(yīng)縮短時(shí)間， 并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將上層混凝土澆搗 完畢?；炷吝\(yùn)輸、澆筑和間歇允許時(shí)間如下：混凝土強(qiáng)度等級(jí)v C30時(shí)，若氣溫不高于25度，間歇時(shí)間不超過210min, 氣溫高于25度時(shí)不超過180min；混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于 C30時(shí)，若氣溫不高于 25度，間歇時(shí)間不超過180min，氣溫高于25度時(shí)，間歇時(shí)間不超過150min。另外，混凝土一次下料不能過厚、不均勻、不對(duì)稱?；炷料铝喜痪鶆?、不 對(duì)稱，影響混凝土

41、的振搗順序， 尤其是混凝土墻板的門洞口處， 如果下料不對(duì)稱， 混凝土的側(cè)壓力不均勻， 容易將內(nèi)模擠壓偏位， 同時(shí)混凝土一次下料過多， 澆筑 層過厚，振搗作用長(zhǎng)度、 半徑不夠， 混凝土容易漏振、 不密實(shí)， 產(chǎn)生蜂窩、 孔洞。地下室底板大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因是溫度和干縮變形， 其次是砼 的水灰比等，其預(yù)防措施如下：1 、嚴(yán)格控制水化熱。在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求和征得設(shè)計(jì)同意的前提下，混凝 土配合比設(shè)計(jì)可考慮采用 60 天強(qiáng)度， 以減少水泥用量， 同時(shí)，應(yīng)選擇低熱水泥， 減少水泥水化熱。2、通過“雙摻 ”技術(shù)（摻加緩凝高效減水劑及粉煤灰） ，以減少水泥用量，并 改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵

42、性。3、澆筑順序采用 “分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法，一次整體連續(xù)澆筑結(jié)束。4、大體積混凝土澆搗完畢后，初凝前用長(zhǎng)刮尺刮平，經(jīng)6 小時(shí)先用鐵滾筒滾壓數(shù)遍， 再用木抹子在混凝土表面拍實(shí)并搓毛兩遍以上， 以閉合收水裂縫， 防 止產(chǎn)生表面收縮裂縫，約 1214小時(shí)后，覆蓋塑料薄膜和草包進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。 并按規(guī)定時(shí)間測(cè)量混凝土各部位的溫度，確保混凝土內(nèi)外溫度差不超過25C。六，地下室基坑圍護(hù)施工實(shí)例 轉(zhuǎn)1工程概況上海鐵路西站乘務(wù)員公寓，位于車站西站臺(tái)南側(cè)，地下 1層，地上 7 層，框 架結(jié)構(gòu)，二層?xùn)|南角有連廊與三層辦公樓相接， 建筑面積5247m 2。公寓樓地下 室基坑平

43、面尺寸33.10mX21.70 m?；娱_挖深度：平板底為4.15m，反梁底為 5.00m。場(chǎng)地地面標(biāo)高）.000m。樓的周圍環(huán)境是，西面有一道磚圍墻，距基坑邊 3m，東面多層住宅外墻距 基坑邊4m,北面相距2.30m就是火車站西站臺(tái)，且站臺(tái)高出基坑邊地面 1.10m， 南面場(chǎng)地寬闊 （圖 1）。施工期間，必須保證臨近建筑物的安全，特別要保證北面 鐵路站臺(tái)的安全、不影響鐵路的正常運(yùn)行。場(chǎng)地地質(zhì)狀況，自上而下土層分布：雜填土厚1.30m；粉質(zhì)粘土厚2.50m； 砂質(zhì)粉土厚2.70m；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚1.50m；淤泥質(zhì)粘土厚7.00m。地 下水位在地面以下0.50m。北面站臺(tái)邊3.50m左右寬的東

44、西向地帶，地下 3m深 處有塊石等地下障礙物，東北角區(qū)域有一暗浜，浜底深 3.40m。2基坑圍護(hù)方案（1）基坑圍護(hù)的必要性?；A(chǔ)位于砂質(zhì)粉土之上，地下水豐富，基土滲透 系數(shù)大，按基坑挖掘深度及周邊環(huán)境，不具備大開挖 （結(jié)合井點(diǎn)降水 ）條件，必須 采取相應(yīng)的基坑圍護(hù)措施。（2）圍護(hù)方案選擇。鋼板樁：打入時(shí)會(huì)發(fā)生震動(dòng)，拔出過程中周邊地面會(huì) 發(fā)生開裂，本工程緊靠鐵路站臺(tái)，環(huán)境險(xiǎn)要，不能采用鋼板樁圍護(hù)方案。鉆孔 灌注樁擋土加外側(cè)深層水泥攪拌樁防水： 因造價(jià)高， 建設(shè)單位不同意采用。 深 層水泥攪拌樁墻：在基坑開挖深度達(dá) 4.155.00m的情況下，按重力壩的設(shè)計(jì)及 構(gòu)造要求， 基坑西、北兩側(cè)場(chǎng)地寬度不

45、夠， 不能完全采用常規(guī)的深層水泥攪拌樁 墻方案。 深層水泥攪拌樁高低截面圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案： 在基坑邊場(chǎng)地寬度不夠的情 況下，設(shè)想采用高低樁截面的深層水泥攪拌樁墻，高樁即為基坑外側(cè)的擋土墻， 低樁位于坑內(nèi)基底以下， 是近似于坑底加固的攪拌樁， 施工時(shí)將高樁和低樁兩者 交接在一起， 形成整體的高低截面擋土墻， 能解決場(chǎng)地寬度不夠的問題， 征得設(shè) 計(jì)方同意后采用此方案 （圖 2）。3深層水泥攪拌樁高低截面圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)樁墻截面尺寸：盡量利用場(chǎng)地有限的寬度，同時(shí)考慮鉆機(jī)施工的可能性， 確定高樁樁墻的寬度，西面定為2.20m,北面站臺(tái)邊定為2.00m,東面定為2.70m, 南西場(chǎng)地寬闊，按常規(guī)樁墻寬定為

46、 2.70 m。西、北兩面已定高樁的寬度肯定不能 滿足安全要求，東面因地下有暗浜，經(jīng)計(jì)算2.70m的寬度也不能滿足安全要求，必須加設(shè)低樁。低樁長(zhǎng)度即為高樁在坑底以下的入土深度,一般為基坑深度的 0.81.2倍，本工程取5.00m；低樁樁墻寬度應(yīng)滿足高低樁墻整體的抗傾覆、抗 滑移及整體穩(wěn)定性要求， 計(jì)算中將樁墻向坑內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的原點(diǎn)定為低樁底部的內(nèi)角點(diǎn) (圖2中的A點(diǎn))。經(jīng)計(jì)算，北面低樁寬度為2.50m,西面低樁寬度為1.50m，東 西低樁寬度為 1.00m。(2)加強(qiáng)高樁懸臂部分的抗彎、抗剪能力：高樁與低樁的截面分界處，因樁 墻截面削弱，特別是站臺(tái)方向，采用插毛竹予以加強(qiáng)。在北面及東、西兩轉(zhuǎn)角處5m

47、范圍內(nèi)，在里外排樁中每隔1m插1根5m長(zhǎng)的毛竹，以增強(qiáng)高樁的抗彎、抗 剪能力。(3)攪拌樁布置：東、西、南三面攪拌樁采用格柵式布置，北面回填土中難 以格柵成樁而采用滿布。(4)攪拌樁采用 425普通水泥，摻量 13%。攪拌樁施工順序應(yīng)從低樁到高樁， 若反向施工， 在低樁施工時(shí)， 因低樁在坑底以上段不噴漿， 攪拌樁相互交接會(huì)削 弱高樁截面。4方案實(shí)施(1)發(fā)生問題及處理：北面攪拌樁外側(cè)離站臺(tái)邊凈空只有30cm，按鉆機(jī)可能的行走方向， 只能先施工高樁， 后施工低樁。 基坑北面地下障礙物排除后回填土 不密實(shí)，高樁施工時(shí)，因站臺(tái)方向土體堅(jiān)實(shí)，基坑一側(cè)土體松軟，高樁成樁后發(fā)生樁身向基坑方向傾斜，特別在東

48、側(cè)有暗浜的區(qū)域樁身傾斜達(dá)20cm左右。低樁成樁后， 在基坑底能否保證高低樁正常交接是個(gè)疑問。 若高低樁不交接， 低樁不 能與高樁共同作為整墻工作而成為一般的坑底土體加固，樁墻的穩(wěn)定性將削弱， 向坑內(nèi)的位移將增加。 為確保鐵路站臺(tái)的安全， 在站臺(tái)方向圍護(hù)墻的東、 西兩角 上，采用增設(shè)鋼筋混凝土角撐予以加強(qiáng)的措施，角撐長(zhǎng)度7.00 m,截面寬60cmX25cm。角撐加設(shè)后，北面及其轉(zhuǎn)角部位的樁頂壓梁由10cm加厚到20cm,北面壓梁寬度增加到2.30m,即與站臺(tái)石岸邊相接。(2)實(shí)施結(jié)果：基坑土方采用機(jī)械挖掘，坑內(nèi)集水井排水。土方開挖后，檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)高低樁交接情況， 東、西兩面正常， 北面發(fā)現(xiàn)高低

49、樁之間局部有間隙， 原先的預(yù)測(cè)基本正確。 從基坑土方開挖到地下室底板澆筑完畢， 對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行 水平位移觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果：北面圍護(hù)結(jié)構(gòu)跨中向坑內(nèi)的最大位移為25m m,站臺(tái)面沒有出現(xiàn)裂縫，確保了鐵路站臺(tái)的安全。5結(jié)語（1）在施工場(chǎng)地較小的情況下，一般的深基坑采用水泥攪拌樁高低截面圍護(hù) 結(jié)構(gòu)是可行的。（2）當(dāng)以水泥攪拌樁墻作為深基坑圍護(hù)，坑底土體又采取攪拌樁加固方案時(shí)， 若采用 “高低樁整體作用 ”思路，因增加了原擋土樁墻的抗傾覆力臂， 則在安全度 不變的情況下， 能降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)； 而在造價(jià)不變的情況下， 能提高圍護(hù)結(jié)構(gòu) 安全度。（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)中三側(cè)的低樁伸入基礎(chǔ)底板下面，連同高樁一起提高了地

50、基承 載能力。本工程沒有樁基，預(yù)計(jì)本工程最終沉降量為 200mm 左右，工程竣工時(shí) 最大沉降量為28mm,最大沉降差7mm,這可能與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用有關(guān)。七，深圳市某工程人防地下室設(shè)計(jì)若干問題探討 轉(zhuǎn)1.工程簡(jiǎn)介深圳市泰然實(shí)業(yè)有限公司 306 高層工業(yè)廠房是 1 棟 18 層（地下 1 層）的框架 一剪力墻結(jié)構(gòu)的高層工業(yè)建筑。建筑面積 31200m2,建筑高度79.8m，地震烈度 為7度，框架等級(jí)為3級(jí)，剪力墻等級(jí)為2級(jí)。地下室面積3908m2,其中含人 防面積1390m2，分兩個(gè)人防單元，層高4.4m,樁基采用預(yù)應(yīng)力砼管樁。地下室的設(shè)計(jì)中考慮人防的問題， 有一個(gè)平戰(zhàn)結(jié)合的問題， 即既要考慮平常

51、 使用時(shí)荷載較小，需滿足建筑使用上大空間的問題，又要考慮人防時(shí)荷載較大， 結(jié)構(gòu)上很難滿足大空間的問題， 如何協(xié)調(diào)兩種狀態(tài)下不同的使用要求， 以下講幾 點(diǎn)筆者在人防設(shè)計(jì)方面的一些體會(huì)，以資借鑒。2.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)人防即人民防空， 人民防空的任務(wù)是根據(jù)國(guó)防的需要， 動(dòng)員和組織群眾采取 防護(hù)措施， 防范和減輕空襲危害。 除采取人員疏散的措施之外， 也是戰(zhàn)時(shí)防空的 最重要的措施之一。 防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包含兩方面： 一是主體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，包括頂板、外側(cè)墻、底板等其它構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，二是孔口防護(hù)設(shè)計(jì)，包 括出入口的防護(hù)和消波系統(tǒng) （防護(hù)設(shè)備 ），其中出入口的防護(hù)包含防護(hù)密閉門的選 用、門框墻

52、、臨空墻的計(jì)算、出入口通道 （包括風(fēng)井 ）的計(jì)算等幾個(gè)方面，而消波 系統(tǒng)則包含防爆破活門的選用和擴(kuò)散室 （箱）的設(shè)計(jì)，那么，這些內(nèi)容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 與一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有何不同呢 ?第一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性可以降低，一般建筑結(jié)構(gòu)pf10而人防結(jié)構(gòu)pf6% 第二，考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，第三，結(jié)構(gòu)構(gòu)件可考慮進(jìn)入塑性工作狀態(tài)，第四、 材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可以提高， 實(shí)驗(yàn)表明， 在快速加載的情況下， 這時(shí)材料力學(xué)性能發(fā) 生比較明顯的變化，主要表現(xiàn)為強(qiáng)度提高， 但變形性能包括塑性性能等基本不變，這對(duì)結(jié)構(gòu)工作起到有利作用，例如鋼材強(qiáng)度可提高1.151.5倍，對(duì)砼強(qiáng)度可提高 1 . 5倍，這是在設(shè)計(jì)中考慮材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)來

53、完成的，第五，重視構(gòu)造 要求，人防設(shè)計(jì)的許多構(gòu)造要求是與一般的建筑設(shè)計(jì)不同的， 要求更為嚴(yán)格， 故 僅僅只考慮受力計(jì)算，不考慮構(gòu)造措施是不合理的。根據(jù)以上所述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)， 我們可以確定防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般 原則，平戰(zhàn)結(jié)合，取控制條件，在民用建筑的人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般 只涉及 5 級(jí)或 6 級(jí)人防設(shè)計(jì)， 結(jié)構(gòu)的頂板基本上都由戰(zhàn)時(shí)控制， 而側(cè)墻和底板則 因地下室的結(jié)構(gòu)型式的不同而由實(shí)際情況確定； 只進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算， 由于在核 爆動(dòng)荷載作用下， 結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形極限已用允許延性比的控制， 且在確定各種構(gòu)件 允許延性比時(shí)， 已考慮了對(duì)變形的限制， 因而在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 不必再 單

54、獨(dú)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形與裂縫開展進(jìn)行驗(yàn)算； 只考慮一次核襲擊； 注意各部 件的協(xié)調(diào)， 以免因設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部先行破壞， 失去整個(gè)防 護(hù)建筑的作用； 地面與地下承重結(jié)構(gòu)體系要協(xié)調(diào)， 不能出現(xiàn)兩者強(qiáng)弱相差較大 的情況。了解了結(jié)構(gòu)人防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及原則之后， 我們首先就必須確定計(jì)算所需的荷 載值。3.人防荷載的確定如前所述，人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮抵抗空氣沖擊波。 當(dāng)核武器在空中 爆炸時(shí)， 當(dāng)沖擊波傳播到地表時(shí)， 形成反射沖擊波， 因反射波是在被入射波壓密 和加熱過的空氣中傳播， 且壓力又高， 所以反射波的傳播速度要比入射波快， 當(dāng) 反射波波陣面終于趕上入射波波陣面后， 則匯合成為一單

55、一的沖擊波， 即合成波， 合成波波陣面靠近地面部分是垂直于地面的， 即合成波是水平方向傳播的， 對(duì)抗 力等級(jí)較低的防空地下室來說，所受的沖擊波即為這種合成波（即地面沖擊波 ）。防空地下室的頂板一般就直接承受地面沖擊波的超壓和 負(fù)壓作用，而對(duì)于側(cè)壁和底板， 因空氣沖作用于地表， 壓迫土體并使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)， 上層土體受壓后連續(xù)向下傳遞壓力， 這種土體的壓縮狀態(tài)由上向下逐層傳播過程 稱為土中壓縮波的傳播， 當(dāng)遇到側(cè)壁或底板的阻擋后， 則會(huì)產(chǎn)生超壓、 動(dòng)壓和負(fù) 壓作用，這就是側(cè)壁和底板需考慮的問題。本工程人防地下室防護(hù)等級(jí)為 6 級(jí)（級(jí)別的確定是根據(jù)國(guó)家制訂的人民防 空工程戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求確定的，是由人防部

56、門確定后發(fā)文予設(shè)計(jì)單位 ），采用全 埋式現(xiàn)澆鋼筋混凝土人防地下室，各部位等效靜荷載取值分別為：3.1頂板：首層外墻為 180mm 實(shí)心磚填充墻，且墻面開孔面積大于 50%， 故不計(jì)上部建筑物對(duì)地面空氣沖擊波超壓作用的影響，等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q=60KN/m2。3.2側(cè)墻：上部建筑物為抗震設(shè)防的框架 剪力墻結(jié)構(gòu)，故應(yīng)放入上部建筑 物對(duì)地面空氣沖擊波超壓值的影響， 根據(jù)本工程地質(zhì)條件， 人防地下室側(cè)壁范圍 內(nèi)分別有非飽和土和飽和土， 取其加權(quán)平均值， 并考慮周圍基坑支護(hù)的阻隔作用， 故地下室側(cè)壁等效靜載荷標(biāo)準(zhǔn)值 q=40KN/m23.3底板：本工程采用樁基礎(chǔ)，當(dāng)核爆荷載 q 作用于頂板時(shí)，荷載隨板

57、、梁、 柱傳至樁上，因人防設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地基承載力和地基變形， 由q產(chǎn)生的q由樁與 底板共同承受，故小于規(guī)范中按箱形地下室底板的等效靜荷載值40 50KN/m2。，與平時(shí)荷載作用下因樁不均勻沉降而產(chǎn)生的底板受力相比，不起控 制作用，故不予考慮。3.4門框墻：所受荷載由兩部分組成， 一是直接作用在墻上的荷載 qe=200KN/m2 。；二是由門扇傳來的等效靜載標(biāo)準(zhǔn)值，分別按門扇的型號(hào)、大小計(jì)算確定。3.5臨空墻：依工程實(shí)際情況和規(guī)范表 4.5.7 取其等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 130KN/m2。3.6隔墻：隔墻分兩種，一是相鄰防護(hù)單元間隔墻的設(shè)計(jì)壓力值為 50KN/m2 。； 二是 6 級(jí)人防地下室與普

58、通地下室相鄰間的隔墻， 其普通地下室一側(cè)的設(shè)計(jì) 壓力選用值為 90KN/m2。其它各種防護(hù)密閉門、 防爆波活門、擴(kuò)散室的設(shè)計(jì)壓力均由規(guī)范中有關(guān)規(guī)定 選用，當(dāng)所有構(gòu)件的等效靜荷載值確定后，即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。4.荷載和內(nèi)力組合荷載組合和內(nèi)力分析作用在防空地下室結(jié)構(gòu)上的荷載，應(yīng)包括核爆動(dòng)荷載、 上部建筑物自重、 土壓力、水壓力及防空地下室的自重等， 規(guī)范中對(duì)防空地下室 不同部位應(yīng)考慮的荷載組合給出了一個(gè)表格， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)各工程的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)結(jié)合表格確定所需進(jìn)行荷載組合的項(xiàng)目， 本工程各個(gè)部位參與組合的荷載分別 為：4.1頂板：頂板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，頂板靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。4.2側(cè)墻：豎向：頂板傳來的核

59、爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，上部建筑 物自重標(biāo)準(zhǔn)值 （僅有局部剪力墻部位 ），外墻自重標(biāo)準(zhǔn)值。橫向：核爆動(dòng)荷載產(chǎn)生 的水平動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、土壓力、水壓力。4.3內(nèi)承重墻 （柱）：在本工程中，將平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的荷載值進(jìn)行對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)， 戰(zhàn)時(shí)所增加的頂板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于平時(shí)各樓層的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和， 故此 部位構(gòu)件不由戰(zhàn)時(shí)條件控制。在進(jìn)行荷載組合時(shí)， 需要明確兩個(gè)問題： 一是上部建筑物質(zhì)自重標(biāo)準(zhǔn)值的確 定，規(guī)范的條文說明中第 4.3.14條已詳細(xì)說明了各種不同的上部結(jié)構(gòu)型式， 在進(jìn) 行荷載組合時(shí)可氛圍全部考慮、 考慮一半和不考慮三種情況， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析 確定。二是頂板的組合中是否考慮上部建筑物的倒塌荷載值， 因?yàn)榈顾奢d的作 用