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關(guān)鍵詞:地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗浮抗震荷載
Abstract: with the development of the high-rise building and the improvement of people's living standard, the more important function in the basement. This article mainly from the anti-uplift design and seismic design, seismic design of the static elastic-plastic analysis, the load calculation, basic forms of selection and calculation method several aspects the basement structure design of the key points.
Key words: the basement structure design anti-uplift seismic load
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
隨著人們對(duì)地下空間需求的不斷增長(zhǎng),地下工程在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中所占的比重還會(huì)越來(lái)越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長(zhǎng)、施工難度大,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期、施工工期以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。所以,每個(gè)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)重視地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題,力求為項(xiàng)目取得最大經(jīng)濟(jì)利益。以下就地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開(kāi)討論。
二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、抗浮設(shè)計(jì)
對(duì)于具有大底盤(pán)地下室的高層建筑群體而言,塔樓部分一般在使用階段不會(huì)存在抗浮問(wèn)題,但裙房及純地下室部分經(jīng)常會(huì)有抗浮不滿足要求。所以,地下室抗浮設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)方案中不可少的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)地下室的抗浮前,要先確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位,才能根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)抗浮。而地下室抗浮設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法:
(1)在建筑允許的情況下,盡可能提高基坑坑底的設(shè)計(jì)標(biāo)高,間接降低抗浮設(shè)防水位。
① 采用平板式筏板基礎(chǔ)。平板式筏板基礎(chǔ)的重量與“低板位”梁板式筏板基礎(chǔ)上填覆土的重量基本相當(dāng),但后者的基礎(chǔ)高度一般要比前者高。
② 樓蓋提倡使用寬扁梁或無(wú)梁樓蓋。一般寬扁梁的截面高度為跨度的1/16~1/22 ,寬扁梁的使用將有效地降低地下結(jié)構(gòu)的層高,從而相對(duì)降低了抗浮設(shè)防水位。
(2)增加地下室的重量
增加地下室本身的重量有以下的優(yōu)點(diǎn):① 增加地下室的重量是解決地下室抗浮問(wèn)題的一個(gè)直接有效的方法,但這種方法還應(yīng)該結(jié)合地基土的承載力而定;② 在對(duì)主體結(jié)構(gòu)的地基承載力進(jìn)行深度修正時(shí),增加地下室的重量可以提高主體結(jié)構(gòu)的有效埋置深度,從而提高了主體結(jié)構(gòu)修正后的地基承載力特征值。
而采取增加地下室重量的方法來(lái)解決抗浮問(wèn)題的方法有:
① 增加基礎(chǔ)配重。這方法大致有以下幾種情況:a.增加基礎(chǔ)底板的厚度;b.增加基礎(chǔ)頂面覆土厚度;c.基礎(chǔ)頂面采用重度大且價(jià)格低廉的填料。這三種方法的共同特點(diǎn)是:在增加基礎(chǔ)配重用以解決抗浮問(wèn)題的同時(shí)又不可避免的增加了基礎(chǔ)的埋置深度,從而相對(duì)地提高了地下室抗浮設(shè)防水位的高度。
② 增加地下室頂板的厚度。在不增加基坑坑底標(biāo)高的前提下,增加了地下室的重量,而且使用厚板后,地下室頂板的大板塊之間可以不再設(shè)置次梁,既有利于其他專業(yè)的使用,又簡(jiǎn)化了施工工序;但此種方法會(huì)略增加地下室頂板框架梁的負(fù)荷,而且由于板厚有限,這種方法解決抗浮問(wèn)題的效果也有限。
(3)設(shè)置抗浮樁
但這種抗浮方法有一定的弊端?!翱垢丁遍L(zhǎng)期起著“抗壓樁”的作用,這種“反作用”將阻礙有抗浮要求的地下室的合理沉降,而這種變化將會(huì)使不設(shè)縫的大底盤(pán)地下室在主體結(jié)構(gòu)和裙房之間產(chǎn)生更大的不均勻沉降差;同時(shí)設(shè)置抗浮樁后,計(jì)算基礎(chǔ)底板內(nèi)力及配筋時(shí)應(yīng)考慮地下水壓力,這樣也會(huì)增加基礎(chǔ)底板的荷載。
2、抗震設(shè)計(jì)
在地下室設(shè)計(jì)中,若設(shè)計(jì)不當(dāng),將對(duì)其整體的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。而一般的抗震等級(jí)要求有:(1)地下一層的抗震等級(jí)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下室一層以下樓層或地下室沒(méi)有上部結(jié)構(gòu)的部分,抗震等級(jí)可以采用三級(jí)或更低;對(duì)超出上部主體部分地下室,可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí);(2)地下室有一側(cè)或二側(cè)開(kāi)敞:在滿足規(guī)范剛度及構(gòu)造要求時(shí),仍可按嵌固考慮,但由于土的約束作用減小,所以地下各層抗震等級(jí)均取與上部結(jié)構(gòu)相同。
(3)半地下室:半地下室指覆土深度在地下一層層高一半的位置。在頂板滿足嵌固條件時(shí), 地下一層抗震等級(jí)同上部結(jié)構(gòu),地下二層可比地下一層減一級(jí)考慮。半地下室的埋深地下室外地面以上的高度時(shí),不計(jì)其層數(shù),即可仍然當(dāng)做地下室處理;(4)地下一層以下樓層抗震等級(jí),7度不宜低于四級(jí)、8度不宜低于三級(jí)、9度不宜低于二級(jí);對(duì)于乙類建筑,6度不宜低于四級(jí)、7度不宜低于三級(jí)、8度不宜低于二級(jí)。
同時(shí),在進(jìn)行地下室的抗震設(shè)計(jì)時(shí),要考慮其與建筑物嵌固方式:
(1)頂板嵌固時(shí),先采用底部剪力法計(jì)算地下室結(jié)構(gòu)水平地震作用及結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:① 抗震墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)位于地下室內(nèi)的框支層不計(jì)入規(guī)范允許框支層數(shù)之內(nèi);② 與地上一層相連的地下室各層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于地上一層對(duì)應(yīng)的抗震墻;若地下一層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率大于地上一層對(duì)應(yīng)的抗震墻時(shí),地下二層及以下各層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于地下一層對(duì)應(yīng)的抗震墻。
(2)基礎(chǔ)頂部嵌固時(shí):① 不考慮地下室結(jié)構(gòu)水平地震作用降低系數(shù);② 地下室結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)宜按地上結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)取,地下室內(nèi)的墻柱截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)及配筋構(gòu)造不宜低于上部結(jié)構(gòu)相應(yīng)構(gòu)件的要求。③ 抗震墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從基礎(chǔ)頂部算起,對(duì)框架― 抗震墻結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)尚宜高出地下室頂板不少于2層,對(duì)部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)尚宜高出框支層不少于2層(如圖1所示);主體結(jié)構(gòu)周邊有相連裙房且裙房為抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí),宜高出裙房一層。
圖1基礎(chǔ)頂部嵌固時(shí)抗震墻底部加強(qiáng)部分的高度
3、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的靜力彈塑性分析
地下結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析方法的實(shí)施步驟如下:
(1)建立自由場(chǎng)模型, 給定土體材料參數(shù), 進(jìn)行輸入地震波作用下的一維土層地震反應(yīng)分析。
(2)在完成一維土層地震反應(yīng)分析后, 采用水平等效慣性加速度求解法來(lái)得到自由場(chǎng)土體沿深度分布的水平等效慣性加速度。其中,水平等效慣性加速度的求解法有:① 采用在輸入地震波作用下, 自由場(chǎng)每層土體加速度峰值的絕對(duì)值;② 考慮土體處于最大變形的情況, 此時(shí)土體處于最大應(yīng)變狀態(tài), 因而每層土均處于最大剪應(yīng)力狀態(tài)。首先利用一維土層地震反應(yīng)分析軟件計(jì)算各土層(土單元)的剪應(yīng)力幅值, 然后根據(jù)圖1確定土單元的水平慣性加速度。圖1中τi-1 與τi分別表示第i層土單元頂部與底部的最大剪應(yīng)力, 虛線表示側(cè)向剪應(yīng)力;ρi、hi 與αi 分別表示該土單元的密度、厚度與水平等效慣性加速度;當(dāng)i=1時(shí),τ0=0, 表示自由地面。根據(jù)圖1, 第i層土的水平等效慣性加速度可以表示為:
a1=τi-τi-1/ρihi
圖1水平等效慣性加速度求解法二
(3)建立土-結(jié)構(gòu)體系有限元模型, 在模型底部采用固定邊界, 兩側(cè)邊界節(jié)點(diǎn)在豎直向約束, 水平向自由;按照土層所在位置逐步施加上述計(jì)算得出的沿深度分布的水平慣性加速度, 模型中結(jié)構(gòu)部分也按照所在土層深度位置作用水平等效慣性加速度, 然后按照靜力有限元方法進(jìn)行求解。
而在實(shí)際工程中,地震動(dòng)的方向是不確定的, 在正反方向都有可能發(fā)生, 因此從理論上講,對(duì)于任何結(jié)構(gòu)都應(yīng)該分別進(jìn)行正反雙向地震波單獨(dú)作用下的地震反應(yīng)分析。但對(duì)于對(duì)稱結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō), 在正反雙向地震波單獨(dú)作用時(shí)其受力也是對(duì)稱的, 因此只需要進(jìn)行單向地震動(dòng)作用下的計(jì)算。對(duì)于非對(duì)稱地下結(jié)構(gòu), 同一構(gòu)件在兩種情況下的峰值內(nèi)力是不同的;并且對(duì)于尺度較大、單元數(shù)較多的土-結(jié)構(gòu)相互作用分析模型,無(wú)法確定哪一方向的輸入地震波更不利。因此對(duì)于非對(duì)稱地下結(jié)構(gòu), 采用靜力彈塑性分析方法進(jìn)行抗震分析時(shí)應(yīng)該考慮分別在正反兩個(gè)方向上施加水平等效慣性加速度, 取兩種情況中較大者作為分析結(jié)果。
4、荷載計(jì)算
(1)豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來(lái)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。
(2)室外地坪活荷載:一般民用建筑的室外地面,活荷載可取5kN/m2。有特殊較重荷載時(shí),按實(shí)際情況確定。
(3)水壓力:水位高度可按最近3~5年的最高水位確定,不包括上層滯水。
(4)土壓力:a. 當(dāng)?shù)叵率也捎么箝_(kāi)挖方式,無(wú)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-sinφ(φ為土的有效內(nèi)摩擦角),一般情況可取0.5。 地下水位以下土的容重,可近似取11kN/m2。
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(guò)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。
(5)風(fēng)荷載:地下室在底面以下,不受風(fēng)荷載的影響;如果地下室層數(shù)不填0,表示有地下室,程序自動(dòng)取地下室部分的基本風(fēng)壓為0,并從上部結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載中自動(dòng)扣除地下室部分的高度。
5、基礎(chǔ)形式的選取及計(jì)算分析方法
現(xiàn)代高層建筑大都為大底盤(pán)多塔樓式建筑群,由于上部結(jié)構(gòu)荷載差異巨大,導(dǎo)致基底反力相差很大,因此,對(duì)基礎(chǔ)而言,有必要根據(jù)不同的上部結(jié)構(gòu)形式、上部結(jié)構(gòu)荷載大小、地基的承載力及壓縮模量等問(wèn)題,因地制宜地采用不同的基礎(chǔ)形式。而一般常用的基礎(chǔ)形式有:筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)、樁筏和樁箱基礎(chǔ)等。
(1)平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)的適用范圍
相鄰柱間距及柱荷載差別較小時(shí)適用平板式筏板基礎(chǔ),反之則宜采用梁板式筏板基礎(chǔ)。通常,在材料用量相當(dāng)?shù)那闆r下,梁板式筏板基礎(chǔ)的剛度較平板式筏板基礎(chǔ)大,底板標(biāo)高變化較多時(shí)宜采用平板式筏板基礎(chǔ)。
(2)梁高、板厚的選取及計(jì)算方法
目前計(jì)算筏板基礎(chǔ)時(shí),常用的方法有“倒樓蓋”方法、彈性地基梁板方法和有限元分析方法,其中“倒樓蓋”方法是一種傳統(tǒng)方法,按該法進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),基礎(chǔ)內(nèi)力按基底反力直線分布進(jìn)行計(jì)算?;A(chǔ)內(nèi)力按基底反力直線分布進(jìn)行計(jì)算時(shí),要求地基土比較均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度較好、荷載分布比較均勻、梁板式筏板基礎(chǔ)梁的高跨比或平板式筏板基礎(chǔ)的厚跨比不小于1/6 ,當(dāng)不滿足上述要求時(shí)應(yīng)按彈性地基梁板計(jì)算。
(3)基礎(chǔ)底板抗沖切驗(yàn)算及抗剪切計(jì)算
梁板式筏基底板應(yīng)滿足受沖切承載力和受剪切承載力的要求,通過(guò)對(duì)跨度從6~10m、長(zhǎng)寬比從1~3、板厚從400~1000mm 變化的梁板式筏基底板的計(jì)算來(lái)看,梁板式筏基底板都是受沖切承載力起控制作用,因此一般的梁板式筏基底板可以不進(jìn)行底板受剪切承載力的驗(yàn)算。對(duì)于平板式筏基而言,底板的柱下及核心筒邊的抗沖切驗(yàn)算則必不可少,且應(yīng)考慮不平衡彎矩的作用,尤其是邊柱和角柱。
(4)采用平板式筏板基礎(chǔ)時(shí),宜設(shè)置平面尺寸較大的柱帽。當(dāng)有條件時(shí)設(shè)置上翻式柱帽,沒(méi)條件時(shí)設(shè)置下翻式柱帽。設(shè)置柱帽有以下優(yōu)點(diǎn):a.解決底板抗沖切問(wèn)題;b.減小底板的計(jì)算跨度;c.減小支座負(fù)筋。
四、結(jié)束語(yǔ)
地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)問(wèn)題,涉及到的內(nèi)容繁多而復(fù)雜。在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮各個(gè)方面的平面結(jié)構(gòu)配置效果,并根據(jù)有關(guān)規(guī)范和實(shí)際情況,把握設(shè)計(jì)要點(diǎn),進(jìn)一步提高地下室空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平,為項(xiàng)目及企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1] 王立新.地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[J].廣東科技,2009(8).
[2] 李享,譚素群.地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題[J].山西建筑,2007,33(11).
[3] 區(qū)曉波.地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].城市建設(shè),2010(28).
[4] 傅昱.中小高層建筑地下室設(shè)計(jì)淺談[J].四川建材.2008,6.
關(guān)鍵詞:地下室;防火分區(qū);優(yōu)化設(shè)計(jì)
Abstract: With the deepening of our country city urbanization, land resources in some central city shortage, more and more buildings and city traffic to underground development trend. Coupled with the volume of private cars has increased year by year, whether as a garage or basement of commercial, catering use is a good feature space. Therefore, for the basement space how to design and partition, is a worthy of discussion, not only can improve the utilization rate of the land, but also to fully tap the potential of underground space.
Key words: basement; fire zoning; optimization design;
中圖分類號(hào):TU92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1地下室設(shè)計(jì)的重要意義
城市是現(xiàn)代文明和社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志,是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的主要載體。伴隨著我國(guó)城市化的加快,城市建設(shè)快速發(fā)展,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,我國(guó)城市中心地帶的土地供需矛盾越來(lái)越嚴(yán)峻,迫使著建筑事業(yè)及交通事業(yè)朝著新方向發(fā)展,以高空建筑和地下空間為主的施工越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
建筑工程的地下室成為城市地下空間的重要組成部分。地下室的設(shè)計(jì)要做到與地面規(guī)劃的協(xié)調(diào)性與系統(tǒng)性,形成一個(gè)完整的體系,地上地下協(xié)同發(fā)展。在高層建筑地下室的開(kāi)發(fā)利用當(dāng)中,要重點(diǎn)突破、協(xié)調(diào)發(fā)展,以大型骨干建筑為紐帶帶動(dòng)地下室建設(shè)的發(fā)展。目前,做好地下建筑設(shè)計(jì)研究已成為設(shè)計(jì)領(lǐng)域人士研究的熱點(diǎn),但是由于地下施工環(huán)境的特殊性、工種的復(fù)雜性以及質(zhì)量的多變性要求,其在設(shè)計(jì)和施工中也存在著特殊要求。地下室的開(kāi)發(fā)不能只搞單一的某一項(xiàng)工程,而是要綜合考慮各方面的需要,豎向分層開(kāi)發(fā)與地面建筑相呼應(yīng)、相銜接。
2地下室建筑設(shè)計(jì)的難點(diǎn)
隨著城市的飛速發(fā)展,城市住房供應(yīng)不斷緊張,加之受到城市私家車輛增多的影響,開(kāi)發(fā)和建設(shè)地下建筑物深受著人們的重視,已成為解決城市土地供應(yīng)矛盾的主要手段,也是緩解住房壓力的首要因素。
在目前的建筑工程項(xiàng)目中,地下室建筑工程極為復(fù)雜,涉及到的專業(yè)性較強(qiáng),這就需要在設(shè)計(jì)工作中綜合考慮防火、防水、防震、通風(fēng)、人防等多個(gè)方面的要求。但是因?yàn)楹芏嗟叵率以诮ㄖO(shè)計(jì)的時(shí)候都只是考慮到正常使用極限設(shè)計(jì)情況,對(duì)于施工過(guò)程和洪水期沒(méi)有給予應(yīng)有的重視,使得工程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生滲漏、沉降等質(zhì)量隱患。地下室作為建筑工程結(jié)構(gòu)中一個(gè)系統(tǒng)化工程,其涉及到工程設(shè)計(jì)、工程施工、材料選擇等多方面因素,因此導(dǎo)致的工程施工難點(diǎn)也偏多。但是概括分析來(lái)說(shuō),在地下工程設(shè)計(jì)中主要的難點(diǎn)在于平面設(shè)計(jì)、防火設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)等方面。
3建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)
對(duì)于地下建筑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)工作而言,其在設(shè)計(jì)工作中主要的工作重點(diǎn)在于平面設(shè)計(jì)、防火分區(qū)設(shè)計(jì)、防煙分區(qū)劃分等方面。下面就這些方面的設(shè)計(jì)重點(diǎn)進(jìn)行探討。
3.1平面設(shè)計(jì)
在地下室建筑的平面設(shè)計(jì)工作中,各種流線型的組織規(guī)劃非常重要。可以說(shuō)流線型組織的布局好壞直接影響到地下空間的使用質(zhì)量,也關(guān)系到地下空間的使用安全。在流線形設(shè)計(jì)的作用在于發(fā)生各種災(zāi)害的時(shí)候可以及時(shí)的疏散地下人群,以減少因?yàn)槿巳菏枭⒗щy而引起的人員傷亡。由于地下室使用功能的不同,在地下結(jié)構(gòu)流線形的布置中也存在著顯著的差異性和特殊性,在設(shè)計(jì)中有的比較分散而有些又較為集中,因此就需要設(shè)計(jì)工作人員在工作中按照具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的地下建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析,其最為常見(jiàn)的地下結(jié)構(gòu)包含有地下車庫(kù)、地下商場(chǎng)等,這些結(jié)構(gòu)本身具備著功能多樣、人流量大、線性復(fù)雜的特點(diǎn),因此在布置的過(guò)程中除了設(shè)置好通往上層建筑的樓梯之外,下沉式庭院也不失為一個(gè)重要的疏散方式,這樣能夠大大的減弱核芯筒的負(fù)擔(dān),提高地下結(jié)構(gòu)的安全性。
3.2地下空間優(yōu)化設(shè)計(jì)
(1)防火區(qū)劃分
正確劃分防火分區(qū),對(duì)于火災(zāi)時(shí)防止煙氣擴(kuò)散、阻止火勢(shì)蔓延、保證人員疏散、贏得撲救時(shí)間和減少火災(zāi)損失都具有重要意義。而防火分區(qū)設(shè)計(jì)不合理、防火分隔措施不嚴(yán)密是造成火災(zāi)蔓延的主要原因。為了真正使防火分區(qū)劃分得合理有效,我們認(rèn)為必須做到以下兩個(gè)方面:
首先、根據(jù)建筑工程的性質(zhì),按照國(guó)家的消防技術(shù)規(guī)范確定防火分區(qū)的允許最大面積。在劃分防火分區(qū)時(shí),人防工程的防火分區(qū)按使用面積計(jì)算,其它建筑按建筑面積計(jì)算。設(shè)有自動(dòng)滅火系統(tǒng)的防火分區(qū),其允許最大面積可按規(guī)定增加一倍;局部增設(shè)時(shí),增加面積應(yīng)按該局部面積的一倍計(jì)算,而不能機(jī)械地全部面積增加一倍。
其次、建筑地下部分的防火分區(qū)劃分,應(yīng)嚴(yán)格按照消防技術(shù)規(guī)范的面積限制,利用功能分區(qū)來(lái)劃分防火分區(qū)。根據(jù)地下工程的特點(diǎn),設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理確定防火分區(qū)允許最大面積,按不同的性質(zhì)劃分防火分區(qū)。方法有:①大型建筑的地下部分劃分防火分區(qū)時(shí)可按功能分片再分區(qū)。如分成人防工程、設(shè)備用房、公共場(chǎng)所、停車庫(kù)等片,各片同樣要用防火墻分 隔。②水泵房、空調(diào)機(jī)房、配電室等不同用途的房間均可單獨(dú)作為一個(gè)防火分區(qū)。③設(shè)置固定滅火設(shè)施即能迅速有效撲滅火災(zāi),又是擴(kuò)大防火分區(qū)面積的有效方法。
(2)防煙分區(qū)劃分
在地下室防煙工程設(shè)計(jì)中,防煙分區(qū)的劃分條件:①不設(shè)排煙設(shè)施的包括地下室,不劃分防煙分區(qū);② 防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū);③ 對(duì)于那些特殊用途的地下室在設(shè)計(jì)中不應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)置防煙分區(qū),對(duì)有特殊用途的場(chǎng)所如地下室、防煙樓梯間、消防電梯、避難房間等,應(yīng)單獨(dú)劃分防煙分區(qū)。在目前的地下室工程設(shè)計(jì)中,做好防煙分區(qū)工作能夠有效的保證在一時(shí)間內(nèi)將高溫?zé)煔饪刂圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)并及時(shí)的加以排除,從而有效控制煙氣擴(kuò)散,減少火災(zāi)蔓延。
4地下室設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)
4.1排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在目前的地下室工程設(shè)計(jì)中,做好排水設(shè)計(jì)至關(guān)重要,比較理想的方法是在地上建筑物與地下室建筑物頂板之間增加一個(gè)夾層,將上部的建筑物排水管全部敷設(shè)其中,然后利用這些管道將上部建筑物所產(chǎn)生的水流排除建筑之外。這種設(shè)計(jì)方法的選用要求地下室所有的結(jié)構(gòu)都必須要埋設(shè)在地面之下,否則的話很難達(dá)到這一點(diǎn)的工作要求。而且還可以通過(guò)在地下室內(nèi)設(shè)置管道井的方式來(lái)達(dá)到排水目的。近年來(lái),伴隨著地下室空間功能的不斷強(qiáng)大和使用要求的不斷提升,地下室排水設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越嚴(yán)謹(jǐn),這也為設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提出了新要求。一般在設(shè)計(jì)工作中我們不僅要各負(fù)其責(zé),其與功能之間的布置均要以緊湊、全面的方式進(jìn)行。
4.2防水設(shè)計(jì)
地下室防水工程是地下工程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),但是又因?yàn)樗且粋€(gè)隱蔽工程,且地下條件復(fù)雜多變的特點(diǎn),使得其在整個(gè)地下室設(shè)計(jì)中是最難解決的問(wèn)題。在目前的工程施工建設(shè)中,常見(jiàn)的地下室防水方法主要有鋼筋混凝土自防水技術(shù)和防水材料自防水技術(shù)兩種。其中目前工程建設(shè)中常用的防水材料主要包含有瀝青以及相關(guān)制品。在設(shè)計(jì)工作中,對(duì)于材料的選用必須要從材料的性能、抗拉強(qiáng)度、斷裂延伸率、耐溫性、透水性、老化指標(biāo)等環(huán)節(jié)進(jìn)行研究,從而選擇科學(xué)、合理的材料。
4.3防火設(shè)計(jì)
為了充分利用建筑空間,大部分停車庫(kù)均設(shè)置在地下。發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的濃煙不易排出,大大增加了人員疏散的難度,因此控制防火分區(qū)的面積,增加汽車庫(kù)的自救能力尤為重要??刂苹馂?zāi)規(guī)模,防止火災(zāi)大面積蔓延,使火災(zāi)的損失降到最低值,最有效的方法就是根據(jù)建筑面積或?qū)哟螌⒌叵率覄澐譃槿舾蓚€(gè)防火分區(qū)。
5結(jié)語(yǔ)
地下室建筑的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要綜合考慮使用功能、防水、防火、抗?jié)B、通風(fēng)以及采光等多個(gè)因素;應(yīng)在合理的功能布局的前提下,各工種綜合考慮,才能使設(shè)計(jì)的地下室滿足個(gè)方面的要求,順利投入使用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:地下室 防水設(shè)計(jì) 方式要求
建筑防水在建筑工程中占有重要的地位,在工程項(xiàng)目中如果防水工程做的不好,不僅影響著工程施工質(zhì)量,而且增加了工程造價(jià),給國(guó)家和住戶造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。地下室作為現(xiàn)階段城市建筑工程的主要項(xiàng)目之一,在施工設(shè)計(jì)中防水問(wèn)題更是不容忽視,其嚴(yán)重影響著地下建筑的發(fā)展。實(shí)施地下室防水設(shè)計(jì)的主要目的在于能夠在工程施工中隔離地下水和確保滯留水不能夠滲入地下室,為營(yíng)造一個(gè)正常的室內(nèi)環(huán)境提供基礎(chǔ)。同時(shí)在地下室防水設(shè)計(jì)中主要是利用防水層來(lái)保護(hù)地下建筑結(jié)構(gòu),確保建筑物的使用壽命和安全。
一、設(shè)計(jì)的基本要求
1、地下室防水工程在設(shè)計(jì)中要遵循以防為主,以排為輔的設(shè)計(jì)原則,因地制宜的選擇具有先進(jìn)性的技術(shù)依據(jù),并且要做到經(jīng)濟(jì)合理、防水可靠的設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)的時(shí)候按照地下室防水設(shè)計(jì)表進(jìn)行分項(xiàng)操作。
2、一般的地下室防水工程設(shè)計(jì)中都是通過(guò)外墻來(lái)作為主要的抗水壓和自然防水作用,再通過(guò)卷材作為防水的迎水面和擋水處理依據(jù),遵照國(guó)家有關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行合理施工。
3、由于在地下防水施工中工序較為復(fù)雜,因此在設(shè)計(jì)之前必須要了解周圍的入職和水質(zhì)情況,制定出合理的分布圖,以便于在設(shè)計(jì)中能夠及時(shí)有效的針對(duì)土質(zhì)中存在的各種問(wèn)題來(lái)及時(shí)的糾正,確保防水質(zhì)量。
4、在設(shè)計(jì)中要定位好地下室的地面防水水位,使得地下室設(shè)計(jì)中需要考慮的整體性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠起到有效的防水作用,并且對(duì)防水標(biāo)高的控制按照勘察資料中最高水位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置,使得其在防水要求的同時(shí)能夠起到防潮作用。
5、在地下室防水設(shè)計(jì)中需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇防水方法,一般在目前的防水工作中多數(shù)工程采用柔性防水、剛性防水和剛?cè)峤Y(jié)合的防水措施來(lái)進(jìn)行控制,在特殊的要求之下甚至可以采用架空和加設(shè)壁墻的方式來(lái)控制防水。
二、地下室防水方法概述
一般說(shuō)來(lái),地下防水方法可分為,排水減壓、有效利用防水混凝土、剛性抹面、涂膜、金屬層、注漿等方法來(lái)進(jìn)行防水規(guī)劃與實(shí)施。排水減壓法是在建筑物底下做出盲溝,創(chuàng)造自流排水的條件,當(dāng)無(wú)自流條件時(shí),可通過(guò)盲溝將水引入集水井中,再用水泵抽排引走,減小水對(duì)地下工程的滲壓,起到防水作用。防水混凝土結(jié)構(gòu)防水是采用提高混凝土密實(shí)性的辦法,提高結(jié)構(gòu)混凝土的抗?jié)B性,還可滿足一定的耐凍融和耐侵蝕的要求。剛性抹面防水,是采用防水水泥砂漿或摻外加劑的防水水泥砂漿對(duì)建筑物進(jìn)行抹面而達(dá)到抗?jié)B目的的一種方法。涂膜防水,這種方式價(jià)格低廉、施工方便,防水涂料可分為瀝青類、改性瀝青類和高分子涂料類。改性瀝青防水涂料主要有乳膠瀝青防水涂料、SBS改性瀝青防水涂料、水乳再生膠瀝青防水涂料、水性PVC煤焦油防水涂料等。需要施工防水涂膜的基層表面必須干凈干燥,基層表面必須平整光滑,不得有疏松、砂眼或孔洞存在。此外,還有穿墻高分子涂料類又有聚氨酯防水涂料、丙烯酸乳液防水涂料和硅橡膠防水涂料。金屬層防水,是在防水建筑的內(nèi)部,焊貼一層金屬板以達(dá)到抗?jié)B防漏目的的一種方法。這種方法適用于防水要求較高的工程。注漿防水,這是在地下工程周圍巖石地層內(nèi)注入水泥漿、水泥水玻璃漿或化學(xué)漿液以提高巖石的抗?jié)B防漏能力的一種方法。
三、地下室綠化頂板防水設(shè)計(jì)
地下室頂板綠化,植被需要不斷有水源供應(yīng),于是地下室頂板防水成為難點(diǎn)和要點(diǎn)。此時(shí),防水設(shè)防應(yīng)該增強(qiáng),應(yīng)該多道設(shè)防。在進(jìn)行設(shè)防時(shí),從外到內(nèi)依次為:合成高分子防水涂膜兩道(柔性防水)、自防水混凝土結(jié)構(gòu)頂板(剛性防水)。具體做法如下(從上到下):回填土(種植土);土工布一層;厚塑料疏水板,外伸出地下室外墻300外;砼保護(hù)層,內(nèi)配雙向鋼筋網(wǎng),外伸地下室側(cè)墻300,并以i=0.3%坡向排水點(diǎn);厚合成高分子防水涂膜兩道,下伸至地下室側(cè)墻施工縫300以下,用密封膏封嚴(yán);自防水混凝土結(jié)構(gòu)頂板(表面要求平整);室內(nèi)頂板裝飾層。
四、防水板防水設(shè)計(jì)
在大型地下建筑中,地下室底板高低錯(cuò)落變化較大,且有樁頭、基坑、埋管等錯(cuò)綜復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)。底板防水采用多道設(shè)防,從外到內(nèi)依次為:膨潤(rùn)土防水毯(柔性防水)、自防水鋼筋混凝土底板(剛性防水)、聚合物防水水泥砂漿(柔性防水)。底板防水做法構(gòu)造如下(從上至下):室內(nèi)裝飾面層;20厚聚合物防水水泥砂漿;結(jié)構(gòu)表面基層清理;自防水鋼筋混凝土底板;20厚1:2水泥砂漿保護(hù)層;膨潤(rùn)土防水毯;100厚素砼墊層,隨搗平;素土夯實(shí)。
五、側(cè)墻防水設(shè)計(jì)
地下室側(cè)墻的防水是地下建筑防水的要點(diǎn)。對(duì)于大型超深地下建筑更是如此,如果地下空間為大型劇場(chǎng),大型藝術(shù)場(chǎng)所,任何程度的墻面滲水將帶來(lái)不可估量的藝術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的損失。地下室側(cè)墻有三種類型,具體防水措施示例分述如下:類型一:地下連續(xù)墻+內(nèi)襯磚墻側(cè)墻防水采用兩道設(shè)防,從外到內(nèi)分別為:自防水鋼筋混凝土地下連續(xù)墻(剛性防水)、聚合物防水水泥砂漿(柔性防水),具體做法如下(從外到內(nèi)):厚自防水鋼砼連續(xù)墻;水泥砂漿粉平;聚合物防水水泥砂漿;寬空腔,內(nèi)設(shè)排水溝;厚離壁磚墻;內(nèi)墻裝飾面層,連續(xù)墻頂施工縫留設(shè)于頂板梁底標(biāo)高處,設(shè)膨潤(rùn)土止水條,后在其上澆筑防水混凝土,頂板防水材料下伸到施工縫下用密封膏封牢。類型二:鉆孔灌注樁+剪力墻+內(nèi)襯墻側(cè)墻防水采用三道設(shè)防,從外到內(nèi)分別為,膨潤(rùn)土防水毯(柔性防水)、自防水鋼筋混凝土剪力墻(剛性防水)、聚合物防水水泥砂漿(柔性防水)。依鉆孔灌注樁與剪力墻距離不同,又分兩種類型,具體做法如下:鉆孔灌注樁;水泥砂漿基層粉平;膨潤(rùn)土防水毯;水泥砂漿保護(hù)層;寬間隙在砌保護(hù)墻時(shí)用砂漿填縫;厚混凝土砌塊保護(hù)墻;自防水鋼筋混凝土剪力墻;水泥砂漿基層粉平;聚合物防水砂漿;寬空腔;厚離壁襯套磚;混合砂漿打底;混合砂漿粉面;膩?zhàn)忧镀胶?,做防霉涂料二度?/p>
六、結(jié)束語(yǔ)
地下建筑是解決城市用地緊張,拓展城市空間的主要方法,在現(xiàn)階段城市化發(fā)展中有著重要的意義。地下建筑工程具有節(jié)能、節(jié)地的的優(yōu)勢(shì),是未來(lái)城市建設(shè)的一種可倡導(dǎo)的發(fā)展方向。如果解決防水問(wèn)題,發(fā)展大型超深地下公共建筑工程,將對(duì)社會(huì)和建筑發(fā)展思路有利。防水設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,但不管地下建筑體系如何,多道設(shè)防、堵疏結(jié)合、強(qiáng)化細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)方法必定能在很大程度上解決建筑工程的防水設(shè)計(jì)問(wèn)題,從而為地下建筑取得具有地面建筑一樣的空間優(yōu)勢(shì),促進(jìn)地下建筑空間的利用。
參考文獻(xiàn)
[1]陳金輝;淺談地下室防水設(shè)計(jì)與措施[J];建材與裝飾(下旬刊);2008年07期
Abstract: Combined with many years experience in structural design in Wenzhou,a large number of basements are designed and the design experience in the region is introduced briefly.
關(guān)鍵詞:地下室;水位;樁基;地板;側(cè)壁;頂板
Key words: basement;water level;pile foundation;floor;side wall;roof
中圖分類號(hào):TU23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)12-0081-01
溫州地區(qū)屬軟土地基,并且臨海臨江,水位較高,地下室的安全設(shè)計(jì)變得尤為重要,本人對(duì)自己已設(shè)計(jì)及審核過(guò)的地下室作了如下總結(jié),謹(jǐn)作參考:
(1)地下室抗拔樁、底板、側(cè)壁承載力計(jì)算時(shí),最大水浮力一般按地下水位同地下室室外地坪取值,抗拔樁承載力計(jì)算時(shí)水浮力分項(xiàng)系數(shù)一般取1.0;底板、側(cè)壁承載力計(jì)算時(shí)水浮力分項(xiàng)系數(shù)一般取1.2??紤]人防荷載時(shí),水浮力一般按地下水坪以下0.8~1.5米取值(最高水位與平均水位的平均值或勘察單位提供的常規(guī)水位荷載取值,具體工程具體定),水浮力分項(xiàng)系數(shù)均取1.0。
(2)地下室抗拔樁、底板、側(cè)壁抗裂計(jì)算時(shí),水浮力一般按地下水位在地下室室外地坪以下0.8~1.5米取值(地下水最高水位與平均水位的平均值,具體工程具體定)。
(3)地下室樁基礎(chǔ)抗壓設(shè)計(jì),當(dāng)按軸心受壓驗(yàn)算群樁中的單樁承載力時(shí),荷載標(biāo)準(zhǔn)組合不考慮風(fēng)荷載作用;當(dāng)按偏心受壓驗(yàn)算群樁中的單樁承載力時(shí),荷載標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)考慮風(fēng)荷載作用。
(4)樁基礎(chǔ)抗壓設(shè)計(jì)時(shí),不考慮地面消防車荷載,地面活荷載一般按5.0~10kN/m2,覆土較厚、種植大型樹(shù)木以及地面水池等應(yīng)按實(shí)際情況考慮;另應(yīng)考慮消防車荷載驗(yàn)算樁基承載力,此時(shí)樁基承載力按1.2Ra計(jì)算。
(5)樁基礎(chǔ)抗壓設(shè)計(jì)時(shí)宜適當(dāng)考慮水浮力的有利作用,水浮力一般按地下水位在地下室室外地坪以下約3.0米取值(具體按當(dāng)?shù)刈畹退豢紤]且適當(dāng)偏安全)。對(duì)于地下水位變化較大或周邊有可能建造較深地下室的工程,樁基礎(chǔ)抗壓設(shè)計(jì)時(shí)則不應(yīng)考慮水浮力作用。
(6)樁身混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)考慮風(fēng)荷載作用。當(dāng)樁頂5倍樁徑范圍箍筋加密為100,樁身混凝土強(qiáng)度可計(jì)入樁縱向鋼筋的強(qiáng)度。
(7)地下室底板結(jié)構(gòu)在水浮力和人防荷載作用下按倒樓蓋進(jìn)行計(jì)算,不考慮底板活荷載。對(duì)于地下水位變化較大或周邊有可能建造較深地下室的工程,應(yīng)對(duì)底板脫空時(shí)的正向受力進(jìn)行驗(yàn)算,此時(shí)應(yīng)考慮底板活荷載。當(dāng)柱下為二樁及以上承臺(tái)時(shí),基礎(chǔ)梁計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮承臺(tái)中的樁對(duì)基礎(chǔ)梁計(jì)算長(zhǎng)度的有利影響。實(shí)際計(jì)算時(shí)柱寬取樁中心間距離,并且可按剛域考慮。
消防電梯集水坑宜盡量移至電梯承臺(tái)邊的非人防區(qū),應(yīng)要求建筑專業(yè)盡量提高地下室層電梯廳的地面建筑標(biāo)高,降低基坑局部開(kāi)挖深度。
(8)地下室側(cè)壁確定計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí),底板處一般按固端考慮,頂板處宜參考連續(xù)雙向板的計(jì)算方法,根據(jù)荷載的分布對(duì)支座分別按固端、鉸支進(jìn)行考慮。實(shí)際計(jì)算時(shí)除非頂板厚度較側(cè)墻厚50以上,否則均按下固端,上鉸支,考慮調(diào)幅取值,具體為:考慮頂板對(duì)側(cè)壁的約束作用,側(cè)壁頂部應(yīng)為半固端,存在彎距,計(jì)算時(shí)按一端固支一端簡(jiǎn)支計(jì)算后底部彎距按考慮調(diào)幅,調(diào)幅系數(shù)取0.9,頂部彎距按調(diào)幅后底部彎距一半取值,內(nèi)側(cè)彎距按一端固支一端簡(jiǎn)支計(jì)算取值配筋。內(nèi)力計(jì)算取三種工況:①平時(shí)承載力計(jì)算;②人防內(nèi)力計(jì)算;③裂縫驗(yàn)算。
(9)確定地下室防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)時(shí),地下室最大水頭一般按地下最大設(shè)計(jì)取值。
(10)地下室抗拔樁抗裂計(jì)算時(shí),環(huán)境類別一般為二a類,裂縫控制等級(jí)為三級(jí),Wlim=0.30mm,混凝土保護(hù)層厚度取50mm。同時(shí),鋼筋應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%(考慮樁基規(guī)范5.8.7條)。對(duì)于樁身有可能處于水位變化處應(yīng)提高裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)抗拔樁鋼筋應(yīng)按鋼筋極限抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算抗拔樁主筋。并且抗拔試驗(yàn)值為T(mén)uk(基樁抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值)+樁身浮重。
(11)地下室底板抗裂計(jì)算時(shí)(常規(guī)水位),迎水面的環(huán)境類別一般為二a類,裂縫控制等級(jí)為三級(jí),Wlim=0.20mm。
(12)地下室側(cè)壁迎水面混凝土保護(hù)層厚度取40mm。
(13)地下室側(cè)壁抗裂計(jì)算時(shí)(常規(guī)水位),迎水面的環(huán)境類別一般為二a類,裂縫控制等級(jí)為三級(jí),Wlim=0.20mm。
(14)地下室頂板板計(jì)算原則:
a.非人防計(jì)算
工況1、恒+正常使用活載(取5.0kN/m2)[考慮裂縫,按彈性計(jì)算];
工況2、恒+消防車荷載(取20kN/m2)[不考慮裂縫,按彈性計(jì)算];
非人防板取1、2之中的大值。
非人防梁計(jì)算按1、2的荷載條件計(jì)算。
經(jīng)計(jì)算,一般消防車位置為工況2最不利,為控制工況。
非消防車處按工況1控制。
b.人防計(jì)算
人防板計(jì)算:
工況1、考慮人防荷載作用,按塑性計(jì)算[不考慮裂縫];
工況2、不考慮人防荷載作用,按非人防計(jì)算方法1、2計(jì)算;
――取大值
經(jīng)計(jì)算,一般工況1最不利,為控制工況。
人防頂板梁計(jì)算:
工況1、程序考慮人防荷載自動(dòng)計(jì)算,不考慮裂縫,梁負(fù)筋調(diào)幅0.85;
工況2、不考慮人防荷載,按非人防計(jì)算方法1、2計(jì)算;
――取大值
一般由程序自動(dòng)計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】防潮與防水設(shè)計(jì) 防水材料防潮材料
Abstract: In this paper, from the design, material selection is introduced building basement, half basement and the first floor ground moisture-proof, waterproof design
Key words: moisture-proof and waterproof design, waterproof material waterproof material
中圖分類號(hào):TU761.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
近年來(lái),由于大量的高層建筑及山地建筑的興建由地下室、半地下室的防潮與防水而引起的問(wèn)題很多,有些問(wèn)題還很嚴(yán)重,直接影響到了開(kāi)發(fā)商的交房時(shí)間并增加了建設(shè)的成本,而且由此帶來(lái)的整改難度也很大。這些問(wèn)題的出現(xiàn),有多種多樣的原因,其一為設(shè)計(jì)不合理,設(shè)計(jì)概念不清楚,其二是建設(shè)方片面的追求低成本,選材不合理,其三是施工單位不嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙與施工規(guī)范施工。無(wú)論什么原因引起的問(wèn)題,都給建設(shè)單位及將來(lái)的用戶帶來(lái)了很多麻煩。為了從根本上解決這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)方應(yīng)首先在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇合理的設(shè)計(jì)方案和合適的防水此阿里,合理完善的防水、防潮設(shè)計(jì),是解決防水、防潮問(wèn)題最根本的措施。在施工過(guò)程中建設(shè)單位及施工單位也應(yīng)嚴(yán)格按施工圖選材和施工。只有多方共同努力才能安全可靠的做好地下室的防水、防潮。
設(shè)計(jì)方如何合理完善可靠的設(shè)計(jì)好地下室的防潮、防水,這就要首選理清防潮、防水設(shè)計(jì)的概念,只有概念清晰,才能找的合理的設(shè)計(jì)方案,下面本文從以下幾個(gè)方面論述一下建筑的防潮、防水的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
防潮、防水的區(qū)別:
防潮:
當(dāng)建筑物的地下室或半地下室地面一下0.5米范圍內(nèi)處于常年地下水位以上,理論上此類建筑物的地下室、半地下室的外墻與底板均可按防潮設(shè)計(jì)。
防水:
當(dāng)建筑物的地下室或半地下室外墻、地面全部或部分處于常年地下水位以下,理論上此類建筑物的地下室、半地下室全部或處于地下水位以上0.5米范圍內(nèi)均應(yīng)按防水處理。
防潮與防水設(shè)計(jì)的區(qū)別:
防潮:
防潮設(shè)計(jì)只考慮地下室周邊土壤的潮氣或淺表水的影響,潮氣或淺表水是一種無(wú)壓力水,此類防潮設(shè)計(jì)只要采取措施隔絕水汽侵入室內(nèi)即可。一般情況下只做一道防潮層即可。
防水設(shè)計(jì)時(shí),首先要考慮的是地下室地面與長(zhǎng)年地下水位的高差,高差的大小直接影響到防水設(shè)計(jì)方案的選擇,其次還要考慮地下室的使用性質(zhì),使用性質(zhì)的不同,防水設(shè)計(jì)的發(fā)難也不同。防水設(shè)計(jì)方案的選擇應(yīng)根據(jù)地下室的性質(zhì)而定。防水等級(jí)劃分為三級(jí),每個(gè)等級(jí)有對(duì)應(yīng)的防水方案,防水層數(shù)可分為1~3道,每道防水層有不同的材料要求。具體的標(biāo)準(zhǔn)及要求見(jiàn)《地下工程防水技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)要求。
防潮、防水設(shè)計(jì)
防潮:
防潮層的材料:
可以做為防潮的材料有許多種類,SBS類,高分子類、PPP、TS,防水砂漿、防水混凝土等。
防潮設(shè)計(jì):
從理論上講,以上每一種材料都可以單獨(dú)的做為防潮此材料只需要一道防潮層即可,但是從實(shí)際工程中看卻不然。在以上的幾種材料中,防水砂漿、防水混凝土獨(dú)立的承擔(dān)防潮存在一定的問(wèn)題。原因有二,一是防水砂漿、防水混凝土要有良好的級(jí)配,只靠防水劑很難達(dá)到防滲要求。二級(jí)配在施工過(guò)程中很難靠在,如果級(jí)配不好,防潮性能將大大降低。二是在施工過(guò)程中,防水砂漿的抹面層數(shù)及防水混凝土的振搗均存在人為的因素,控制不好將給防潮帶來(lái)很大的隱患。因此在防潮設(shè)計(jì)中應(yīng)該不要用以上兩種材料單獨(dú)的做為防潮層。
防潮層應(yīng)該設(shè)置在迎水面,而且連續(xù)不間斷。在實(shí)際中有些工程的防潮層做好以后又出現(xiàn)漏水或地面起鼓現(xiàn)象。原因有多種,一種是防潮層沒(méi)有連續(xù),第二種是處于坡地的山地建筑。解決的方法有幾種,一是地下室按全包防水設(shè)計(jì),地面也應(yīng)該設(shè)置封水板,二是山地建筑地下室按全包防水設(shè)計(jì),在沿山勢(shì)高的一側(cè)設(shè)置截水溝進(jìn)行導(dǎo)水,截水溝的深度要低于地下室地面0.5米左右。無(wú)論以上那種情況,在設(shè)計(jì)山地建筑的防潮、防水時(shí)均應(yīng)細(xì)致,慎重,并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
防水:
防水材料:
防水材料與防潮材料基本相同,現(xiàn)在市場(chǎng)上所銷售的防水材料均能滿足要求。
防水設(shè)計(jì)
建筑的防水設(shè)計(jì)首先應(yīng)確定的有二個(gè)方面。以上地下室的使用性,根據(jù)地下室的使用性質(zhì),地下室防水可分為三個(gè)等級(jí),每個(gè)防水等級(jí)分別對(duì)應(yīng)的防水層道數(shù)不一樣。等級(jí)的劃分及防水層道數(shù)的確定見(jiàn)《地下工程防水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。二是要確定常年地下水位與地下室地面的關(guān)系,既要計(jì)算地下水頭壓力,不同的水頭壓力,會(huì)影響到每一層防水的材料厚度和做法。計(jì)算方法見(jiàn)《地下工程防水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。防水設(shè)計(jì)要采用我們常說(shuō)的全包防水,主防水層應(yīng)設(shè)置在迎水面,主防水層應(yīng)采用防水卷材。防水混凝土只能作為第二道防水層。
山地建筑的防潮設(shè)計(jì):
近年來(lái)山地建筑的防潮出現(xiàn)的問(wèn)題也比較普遍,原因是多種多樣的,歸納起來(lái)有幾種;
山地建筑的地下室為開(kāi)山劈石而成的,地下室處在開(kāi)完的石坑內(nèi),雖然地下水位處于地下室地面以下很多,但由于地下室周邊的回填土具有一定的滲水,在石坑內(nèi)形成了一個(gè)積滿水的水池。此時(shí)建筑物如果只按一般防潮做法處理,很容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。此種情況的正確設(shè)計(jì)方法是按地下室防水設(shè)計(jì),既要全包防水,如果有條件的話,可在建筑的來(lái)水一側(cè)設(shè)置導(dǎo)水溝、將坑中的水排泄出去,減少防水的壓力。
山地建筑的地下室雖然沒(méi)有完全處于地面以下,既一面埋入土中,另一面露在地面以上的情況。此時(shí)建筑也會(huì)遇到幾種防水情況,一種是周邊的雨水均能很好的排放,沒(méi)有其他的水流對(duì)建筑的地下部分造成影響,此時(shí)的地下室可只考慮防潮,另外一種情況是周邊的雨水來(lái)源復(fù)雜,而且有時(shí)此處會(huì)有延時(shí)的裂縫水貨山泉水,由于山勢(shì)的高差原因此類水會(huì)有很大的壓力,此時(shí)只考慮一般防水或防潮,由于水壓很大會(huì)把地面頂起,并破壞防水層引起滲漏。如果在施工中發(fā)現(xiàn)存在這種情況,應(yīng)及時(shí)采取措施解決。主要的措施是要在地面上做一個(gè)導(dǎo)流槽,將水引出室內(nèi)。地面墊層內(nèi)還應(yīng)配置鋼筋,以加強(qiáng)地面的抗水壓的強(qiáng)度。
山地建筑的地下室無(wú)論是防水還是防潮,主防水層一定要設(shè)置在迎水面,而且要連續(xù)可靠,不能有斷點(diǎn)。地下室的防水混凝土墻、底板均不能用做主防水層,原因是防水混凝土的級(jí)配與施工難度比較大,施工時(shí)認(rèn)為控制的因素太多,從現(xiàn)在的實(shí)際施工情況看,很難達(dá)到理論上的要求,因此建議不要將其作為主防水層。在其迎水面處應(yīng)設(shè)置主防水層,防水材料應(yīng)以卷材為主。
普通半地下室或地上建筑的地面防潮
半地下室地面距地下水位距離很大,而且埋置深度也不大且地質(zhì)條件也很好,周邊為滲透性很好土壤,此種情況半地下室采用防潮處理即可。防潮層主要設(shè)置在半地下室的外墻,并應(yīng)從基礎(chǔ)底延伸到室外地面以上0.5米即可。地面的防潮層應(yīng)滿鋪地面并沿墻上翻至室內(nèi)地面0.5米以上。具體做法可參照建筑做法中防潮地面做法。
普通的建筑物底層地面的防潮
一般建筑物的底層地面與土壤直接接觸,土壤中的潮氣會(huì)侵入室內(nèi),因此此類地面應(yīng)做防潮處理,防潮層應(yīng)沿墻上翻300.
防潮層的材料
此類防潮的此阿里一般采用防水涂料,防水卷材,目前市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品均能滿足要求,應(yīng)主要的是這類防潮是不能采用防水砂漿,防水混凝土作為防潮材料。
防水、防潮材料的優(yōu)劣及選用標(biāo)準(zhǔn)
目前市場(chǎng)上的防水材料種類有多種,但歸納起來(lái)無(wú)非就是三大類,一種為瀝青油氈類,如SBS改性瀝青油氈,SBS改性瀝青涂料。第二種為高分子類的,如硅橡膠類、聚氨酯類。第三種為丙綸類的,如PPP、TS等。從它們的性能和價(jià)格來(lái)看,丙綸類的價(jià)格最便宜,而且施工方便,它的粘貼劑與混凝土結(jié)合很好,可以濕施工,所以在很多工廠都在采用,特別是地下工程使用率很高。但是此類材料也有很大的缺點(diǎn),即材料的延展率很小,如遇到變形就會(huì)產(chǎn)生破壞,因此在使用時(shí)應(yīng)考慮其特性,盡量在結(jié)構(gòu)不易產(chǎn)生變形的地方,如地下室。
SBS類:此類材料價(jià)格適中,應(yīng)用也比較廣泛,施工經(jīng)驗(yàn)也較為成熟,是當(dāng)前常用的防水材料。缺點(diǎn)是在施工時(shí),幾層一定要干燥,對(duì)施工環(huán)境要求較高。
高分子類:此類材料價(jià)格較高,但是它的性能較好,特別是它的延展率河大,對(duì)可能有變形的結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的補(bǔ)強(qiáng)作用。
結(jié)語(yǔ)
建筑房產(chǎn)、防水對(duì)一個(gè)建筑物來(lái)講很重要的,解決的好壞直接會(huì)影響到建筑物的使用,因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)引起高度的重視,合理的選則設(shè)計(jì)方案及防水材料,做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:普通地下室 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、抗震等級(jí)的選取
眾所周知,對(duì)于任何一個(gè)建筑工程,抗震設(shè)計(jì)是必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容??拐鸬燃?jí)的選取對(duì)整個(gè)建筑物的抗震性能和經(jīng)濟(jì)上的投資都有至關(guān)重要的影響。地下室的設(shè)計(jì)也不例外。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.1.3.3條與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第3.9.5條指出了地下室設(shè)計(jì)抗震等級(jí)的選取。
當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí):地下一層相關(guān)抗震等級(jí)按上部結(jié)構(gòu)采用,地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí),但不應(yīng)低于四級(jí);純地下室部分,其抗震等級(jí)可視具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。當(dāng)?shù)叵率翼敯宀蛔鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),地下室的抗震等級(jí)根據(jù)主體上部結(jié)構(gòu)確定,筆者建議地下二層的以下的抗震等級(jí)可適當(dāng)提高一級(jí)。
2、基礎(chǔ)和底板的設(shè)計(jì)
地下室的基礎(chǔ)形式有多種多樣,常用的比如獨(dú)立樁承臺(tái)基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等。獨(dú)立樁承臺(tái)這種情況底板不參與承擔(dān)上部建筑荷載,上部荷載通過(guò)柱直接傳遞給樁基礎(chǔ)。底板僅需作正截面受彎承載力和抗浮驗(yàn)算。筏形基礎(chǔ)是底板即為基礎(chǔ)的一種形式。它從結(jié)構(gòu)上可分為梁板式和平板式兩種類型;從基礎(chǔ)形式上又可分為筏形天然基礎(chǔ)和筏形樁基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)的選形應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)體系、柱距、荷載大小及施工等因素確定。筏形基礎(chǔ)的平面尺寸應(yīng)根據(jù)地基土的承載力、上部結(jié)構(gòu)的布置及其荷載的分布的因素確定。
地下室的基礎(chǔ)和底板設(shè)計(jì)筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于對(duì)地下水抗浮穩(wěn)定的計(jì)算??垢∮惺┕r(shí)的臨時(shí)抗浮與永久抗浮,實(shí)際上在建有多棟高層或多層建筑的大面積同一整體的地下室, 抗浮一般是滿足要求的,往往是那些沒(méi)有上部主體建筑的純地下室分抗浮計(jì)算不夠。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(guò)程和洪水期重視不足,因而會(huì)造成施工過(guò)程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。常見(jiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)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,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。
地下室底板的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)(水位較高,總豎向荷載往上)(樁基時(shí)不同),板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2,這是不對(duì)的,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009―2012第3.2.5條荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取為1.0。抗漂浮計(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。
3、外墻的設(shè)計(jì)
地下室外墻設(shè)計(jì)中,首先要考慮的是荷載。土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)。當(dāng)可變荷載效應(yīng)控制時(shí),土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;當(dāng)永久荷載效應(yīng)控制時(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)壓系數(shù)。地下室外墻的土壓力應(yīng)為靜止土壓力,根據(jù)土性不同分別采用不同的計(jì)算方法:粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分離。
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)較小的外墻扶壁柱,其內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)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(wèn)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(wèn)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(kāi)洞位置(如樓梯間)外墻頂部無(wú)樓板支撐,計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。
4、頂板的設(shè)計(jì)
地下室頂板的設(shè)計(jì),需要考慮各種工況的組合。首先在正常使用狀態(tài)下,應(yīng)進(jìn)行恒載、活載共同作用下的強(qiáng)度、裂縫和撓度的驗(yàn)算。除此之外,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)考慮施工過(guò)程中引起的施工荷載以及正常使用狀態(tài)下可能會(huì)出現(xiàn)的消防車、載重車荷載。對(duì)于以上兩種情況,不作同時(shí)考慮處理,而且只需對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,不需要做正常使用狀態(tài)下的裂縫、撓度驗(yàn)算。
其它需要注意的是在計(jì)算配筋時(shí)地下室頂板板厚的選取要求(作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的要求,人防上的要求),混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求,配筋方式的要求(采用雙層雙向配筋),最小配筋率的要求,等等。
5、汽車坡道的設(shè)計(jì)
汽車坡道設(shè)計(jì),是地下室設(shè)計(jì)中必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容。坡道的設(shè)計(jì)相當(dāng)靈活,而且形式多樣,例如:坡道可與主體完全分離,設(shè)置沉降縫進(jìn)行處理;坡道可利用三角形斜撐,與主體連成一個(gè)整體;坡道也可看作是變標(biāo)高的地下室底板,車道側(cè)壁可視為地下室外墻,而將車道與主體視為一個(gè)整體;等等。需要注意的是,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,計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。
6、地下室的裂縫及控制
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)地下室等與土體直接接觸的混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度允許值為0.2mm。我們?cè)O(shè)計(jì)人員在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)各構(gòu)件的配筋量往往由裂縫寬度驗(yàn)算控制,即便如此,在實(shí)際工程中仍有許多地下室會(huì)碰到產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。地下室的裂縫大多屬于因溫差、收縮徐變、不均勻沉降等因素引起的。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中可采取以下幾點(diǎn)措施來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生:(1)在混凝土中滲入U(xiǎn)EA、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(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(wú)縫施工而設(shè)置補(bǔ)償收縮混凝土帶,一般超過(guò)60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。膨脹帶一般設(shè)置在板和側(cè)墻長(zhǎng)度方向的中間位置,保留時(shí)間一般為15天。(3)后澆帶,是混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施,一般設(shè)置在梁墻內(nèi)力較小位置,間距為30~40m,保留時(shí)間為60天左右。(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(duì)于側(cè)壁,增加水平溫度筋,在混凝土面層起強(qiáng)化作用。
7、結(jié)束語(yǔ)
地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的問(wèn)題,以上筆者所談到的一些內(nèi)容只是地下室設(shè)計(jì)中的比較常規(guī)的部分?,F(xiàn)代高層建筑由于地下工程龐大,建設(shè)工程在地下的投資已經(jīng)接近甚至超過(guò)了地上,因此無(wú)論是從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)的角度講都需要我們更深入地研究地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題,提高設(shè)計(jì)水平,真正做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)同步、安全與適用協(xié)調(diào)。
參考文獻(xiàn)
1.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)
2.《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)
3.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2011)
關(guān)鍵詞:地下室底板;無(wú)梁樓蓋;肋梁式筏板;抗浮設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU93+1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1008-0422(2008)03-0122-02
1工程概況
衡陽(yáng)某花園小區(qū)項(xiàng)目總占地面積45000m2,分三期開(kāi)發(fā),本工程為小區(qū)的二三期工程,二期工程用地7200 m2,地上建筑為16層,建筑面積為24500 m2;三期工程用地9230 m2,地上建筑為二棟13層,建筑面積為28500m2;建筑結(jié)構(gòu)均采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)。其地下室橫跨二三期高層和小高層建筑物及中間位置,地下二層,面積為23000 m2,作車庫(kù)和設(shè)備用。
2地下室底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案確定
本工程地下室底板板面相對(duì)標(biāo)高為-9.250m,由于基礎(chǔ)較深,地下室底板承受水浮力作用,現(xiàn)就無(wú)梁樓蓋及肋梁式筏板兩種結(jié)構(gòu)形式方案分別作如下計(jì)算分析比較。
2.1無(wú)梁樓蓋式底板
該方案的內(nèi)力分析和配筋計(jì)算應(yīng)按柱上板帶和跨中板帶進(jìn)行。為了使各截面的彎矩設(shè)計(jì)值適應(yīng)各種活荷載的不利組合,在應(yīng)用該法時(shí),要求無(wú)梁樓蓋的布置必須滿足下列條件:
(1)每個(gè)方向至少應(yīng)有三連續(xù)跨;
(2)同方向相鄰跨度的差值不超過(guò)較長(zhǎng)跨度的1.3;
(3)任一區(qū)格板的長(zhǎng)板與短板的比值不應(yīng)超過(guò)2;
用該方法計(jì)算時(shí),只考慮全部均布荷載,不考慮活荷載的不利布置。彎矩系數(shù)法的計(jì)算步驟如下:
(1)分別按下式計(jì)算每個(gè)區(qū)格兩個(gè)方向的總彎矩設(shè)計(jì)值:
g、q――板單位面積上作用的永久荷載和可變荷載設(shè)計(jì)值:
c――柱帽在計(jì)算彎矩方向的有效寬度。
(2)將每一方向的總彎矩,分別分配給柱上板帶跟跨中板帶的支座載面和跨中載面,即將總彎矩乘以相應(yīng)的系數(shù)。
假設(shè)本工程地下室底板板厚750mm,則底板板底承受著9.85m(9.25+0.75-0.15=9.85m,由于地下水比較豐富,故計(jì)算設(shè)防水壓取到自然地坪)高水壓作用。因此計(jì)算得到此時(shí)水浮力標(biāo)準(zhǔn)值為42.75KN/m2(扣除板自重及覆土重);而底板自重加面層及其上使用荷載,其標(biāo)準(zhǔn)值為23.75KN/m2,因此,該地下室底板處于向上作用的水浮力控制狀態(tài),現(xiàn)在按照經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算結(jié)果如表1:
故此,柱上板帶支座截面彎矩作用下需要配置φ22@150(As=2534mm2)跨中板帶跨中截面彎矩作用下需要配置φ18@150(As=1696mm2),才能滿足計(jì)算要求。
2.2肋梁式筏板結(jié)構(gòu)
為了減少板厚,常在單向或雙向設(shè)置肋梁,肋梁可以往上也可以往下設(shè)置。當(dāng)?shù)装?、墻板和頂板連成整體時(shí),便形成剛度很大的箱形基礎(chǔ)。將地下室底板設(shè)計(jì)成肋梁式的筏板時(shí),梁既是柱間的連梁又是板的支座,特別是梁上凸型肋梁筏板,既便于底板上坑、溝的設(shè)置,又可避免基礎(chǔ)邊緣的應(yīng)力集中造成裂縫,且梁板結(jié)構(gòu)受力明確,剛度大。由于連續(xù)基礎(chǔ)高度方向的尺寸遠(yuǎn)小于其它兩個(gè)方向的尺寸,可以把它們看成地基上的梁板結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的受力特征是:
(1)剪力墻與柱下梁頂壓應(yīng)力和梁底拉應(yīng)力較大,跨中梁頂受拉,內(nèi)縱梁跨中頂受拉,梁底受壓,支座處梁底受拉、梁頂受壓;縱向邊梁與橫向主梁相交處梁頂受拉,與次梁相交處梁頂受杖,特征明顯;柱角處處梁底存在著應(yīng)力集中現(xiàn)象。
(2)內(nèi)柱周邊板頂拉應(yīng)力和板底壓應(yīng)力較大,應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯。
(3)基礎(chǔ)梁的豎向位移中間較大,兩端較小,邊界元壓力分布與基礎(chǔ)位移分布相對(duì)應(yīng),基本符合文克勒假定。
按《規(guī)范》第8.4.5條規(guī)定,梁板式筏基底板應(yīng)滿足受沖切承載力和受剪切承載力的要求,通過(guò)對(duì)跨度從6~10m、長(zhǎng)寬比從1~3、板厚從400~1000mm變化的梁板式筏基底板的計(jì)算來(lái)看,梁板式筏基底板都是受沖切承載力起控制作用,因此一般的梁板式筏基底板可以不進(jìn)行底板受剪切承載力的驗(yàn)算。對(duì)于平板式筏基而言,底板的柱下及核心筒邊的抗沖切驗(yàn)算則必不可少,且應(yīng)考慮不平衡彎矩的作用,尤其是邊柱和角柱。與平板筏基相比,梁板式筏基對(duì)于減小不均勻沉降、改善筏板內(nèi)力分布、降低工程造價(jià)方面都有比較明顯的優(yōu)點(diǎn)。
因此,經(jīng)過(guò)兩個(gè)方案的反復(fù)比較,本工程最后選定的是肋梁式筏板結(jié)構(gòu)。
3地下室肋梁式結(jié)構(gòu)底板的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)處理
地下室底板基礎(chǔ)主梁截面為600×1200,次梁為450×1000,底板板厚500mm,雙層雙向φ16@150。具體布置詳見(jiàn)圖1所示。與無(wú)梁樓蓋式底板相比,板厚比其折算厚度減小將近15 mm,底板配筋也相應(yīng)減少。
地下室底板采用肋梁結(jié)構(gòu)時(shí),為了加強(qiáng)筏基梁與板的共同作用,設(shè)計(jì)時(shí)采用了適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。圖2為筏基梁基槽施工圖,用素混凝土將梁側(cè)充墊,擴(kuò)大板與土體的有效接觸面積,在發(fā)揮板作用的同時(shí),可改善梁的受力狀況。圖3為梁縱筋與板筋位置關(guān)系示意圖,板①筋位于梁②號(hào)筋以下較為合理,因?yàn)榇藭r(shí)的板作用沒(méi)有完全發(fā)揮,更有必要加強(qiáng)二者的整體性,只是板的有效高度比設(shè)計(jì)值小,但并不影響板的抗沖切能力,設(shè)計(jì)時(shí)須注意該位置關(guān)系。
4地下室底板抗浮設(shè)計(jì)處理
地下室上浮是因?yàn)榈叵率医Y(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的荷載重量不足以克服地下水的浮力,當(dāng)筏板基礎(chǔ)底板上的結(jié)構(gòu)重量大于實(shí)際上浮力后,整個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)就能穩(wěn)定。本工程地下室底板承受9.6m(9.25+0.5-0.15=9.6m)水浮力作用,但是由地下室底板、地下一層板,地下室頂板及覆同產(chǎn)生的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為49.5KN/m2,由計(jì)算可知,建筑物自身重量不能來(lái)平衡水浮力的作用,因此本工程需要對(duì)地下室進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。但是由于錨桿在施工過(guò)程中,需要的施工工藝比較高,施工周期長(zhǎng),且費(fèi)用較大。因此,本工程采用灌注樁作為抗拔樁,利用側(cè)摩阻力和自身重度來(lái)抵抗浮力,由于地下水豐富,故此選用φ800灌注樁來(lái)實(shí)現(xiàn)地下室的抗浮設(shè)計(jì)。樁長(zhǎng)26m,配筋12φ25,12фs15.2。考慮經(jīng)濟(jì)合理原則,采用后張法無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù),減少鋼筋用量。
根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94的規(guī)定,承受抗拔力的樁基需驗(yàn)算以下幾部分:
(1)樁側(cè)阻力和自重:樁側(cè)阻力和自重滿足抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值要求:
采用樁側(cè)兩道后注漿,樁側(cè)阻力提高1.7倍。
經(jīng)計(jì)算,滿足要求。
(2)樁身主筋和預(yù)應(yīng)力:依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002,樁身主筋和預(yù)應(yīng)力筋滿足抗拔承載力要求。
經(jīng)計(jì)算,滿足要求。
(3)樁身混凝土依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002,樁身混凝土滿足抗裂要求:
最大裂縫寬度:
將以上結(jié)果代入式(3),得最大裂縫寬度ωmax=0.057mm
以上分析驗(yàn)算表明,本工程的抗浮處理措施是合理有效的。
5結(jié)語(yǔ)
地下室底板結(jié)構(gòu)除了作好抗浮處理外,還應(yīng)對(duì)其做好防水處理措施,以防止其局部滲漏造成結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象的發(fā)生。地下室超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),單靠后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問(wèn)題,可以考慮采用補(bǔ)償收縮混凝土,在適當(dāng)位置設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對(duì)地下室,各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。
參考文獻(xiàn):
[1] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50007-2002.
[2] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.JGJ 94-94.
關(guān)鍵字:地下車庫(kù);無(wú)梁底板;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、無(wú)梁底板的幾種形式
地下室無(wú)梁底板根據(jù)基礎(chǔ)形式和受力特點(diǎn)一般可以分為以下幾種情況:
1、設(shè)置柱墩的平板式筏基(圖一)
圖一
設(shè)置柱墩的平板式筏基的傳力模式是頂板將荷載(包括自重及外荷載)傳給柱,然后由柱傳給底板,底板將荷載傳至地基,不管是柱底附近還是跨中的底板都參與傳遞上部荷載。
底板的地基反力往往是不均勻的,柱底附近比較大,越往跨中越小。地基反力的均勻性和底板的厚度(或者說(shuō)底板的平面外剛度)、地基的基床系數(shù)都是有關(guān)系的。底板越厚、地基基床系數(shù)越小,地基反力越均勻,即柱底附近和跨中的地基反力越接近;反之,地基反力越不均勻。當(dāng)?shù)鼗蚕禂?shù)無(wú)限大時(shí),柱底地基沒(méi)有沉降,上部荷載只能傳給柱剛性角范圍內(nèi)的地基,該范圍外的地基只承受底板的自重及底板上的外荷載;當(dāng)?shù)鼗恋男再|(zhì)無(wú)限接近于水的特性時(shí),底板的地基反力則是完全均勻的。
按平板式筏基設(shè)計(jì)時(shí),可以控制筏板平均地基反力小于地基承載力特征值fa,柱底附近地基反力小于1.2fa。平板式筏基由于柱底附近的彎曲和沖切應(yīng)力都很大,可以在柱底設(shè)置柱墩,即將底板局部加厚,避免整體加厚底板造成浪費(fèi)。柱墩又分為上柱墩和下柱墩,工程中實(shí)際采用比較多的是下柱墩(如圖一所示),因?yàn)樵诘叵率医ㄖ?biāo)高一定的情況下,采用下柱墩可以減少基坑的開(kāi)挖量,也可以較小底板的水浮力。當(dāng)在地下室底板上采用配重抗浮時(shí),也可以采用上柱墩的方案,優(yōu)點(diǎn)是底板底面是平齊的,施工比較方便。
2、獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板(圖二)
圖二
獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板的傳力模式是頂板將荷載(包括自重及外荷載)傳給柱,然后由柱傳給獨(dú)立基礎(chǔ),獨(dú)立基礎(chǔ)再將荷載傳至地基,防水板下的地基只承防水板的自重及其上的外荷載,不參與傳遞上部荷載。
由于獨(dú)立基礎(chǔ)下的地基被壓縮,獨(dú)立基礎(chǔ)會(huì)帶動(dòng)防水板一起下沉,為了保證防水板不受到地基的反作用力,與計(jì)算假定相符,需要在防水板下設(shè)置軟墊層。軟墊層應(yīng)具有一定的承載能力,能夠承擔(dān)防水板自重、建筑做法的重量及汽車庫(kù)活荷載,這樣獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)可以不必考慮防水板向下的荷載;同時(shí)軟墊層又必須具有一定的變形能力,保證防水板在獨(dú)立基礎(chǔ)下沉?xí)r不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的地基反力。因此,軟墊層的設(shè)計(jì)和構(gòu)造是獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),目前尚無(wú)明確的規(guī)范依據(jù),朱炳寅先生的《對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)》【1】一文中提出了一些建議可以供大家參考。
在進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板設(shè)計(jì)時(shí),需要注意的是防水板下的水浮力較大超出防水板的自重及外荷載時(shí),防水板對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)周邊會(huì)產(chǎn)生向上的剪力和附加彎矩,這使得獨(dú)立基礎(chǔ)的荷載效應(yīng)會(huì)大于僅按獨(dú)立基礎(chǔ)范圍地基反力計(jì)算時(shí)的荷載效應(yīng),尤其是地下水位比較高時(shí),這個(gè)效應(yīng)更是不能忽略??梢赃@樣簡(jiǎn)單的理解(暫時(shí)忽略獨(dú)立基礎(chǔ)下的水浮力作用):無(wú)地下水或地下室水位較低(水浮力小于底板自重)時(shí),上部荷載全部由獨(dú)立基礎(chǔ)下的地基土承擔(dān),地下室水位較高(水浮力大于底板自重)時(shí),上部荷載由獨(dú)立基礎(chǔ)下的地基反力和防水板下的水浮力共同來(lái)平衡,由于上部荷載是一定的,這就相當(dāng)于底板的反力向跨中(防水板范圍)轉(zhuǎn)移了,獨(dú)立基礎(chǔ)的荷載效應(yīng)肯定也就增大了。
3、樁基承臺(tái)加防水板(圖三)
圖三
樁基承臺(tái)加防水板的傳力模式是頂板將荷載(包括自重及外荷載)傳給柱,然后由柱傳給承臺(tái),承臺(tái)再傳給樁,樁最后傳給地基,防水板下的地基只承防水板的自重及其上的外荷載,不參與傳遞上部荷載。
與獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板相比,荷載傳導(dǎo)機(jī)制差不多,區(qū)別就是上部荷載是由天然地基承擔(dān)還是樁基承擔(dān)。在工程實(shí)踐中,樁端持力層較好時(shí),樁基沉降比較小,樁基承臺(tái)加防水板的防水板下的軟墊層往往略去不做。同理,樁承臺(tái)也要考慮防水板傳來(lái)的向上的水浮力的作用。當(dāng)?shù)叵滤×Υ笥诘装搴蜕喜拷Y(jié)構(gòu)總重時(shí),樁會(huì)受拉變成抗拔樁,對(duì)于承臺(tái)而言,抗拔樁有減小承矩的作用,多樁時(shí),樁抗拔力較小,力臂也較小,相對(duì)于防水板傳過(guò)來(lái)的反向彎矩,這個(gè)有利作用有限,基本可以忽略。
二、無(wú)梁底板的計(jì)算方法
圖四
1、設(shè)置柱墩的平板式筏基的計(jì)算方法:
1)進(jìn)行沖切驗(yàn)算確定柱墩和筏板的最小厚度,對(duì)圖四中的沖切破壞面1進(jìn)行沖切驗(yàn)算確定柱墩的最小厚度和最小尺寸,對(duì)圖四中的沖切破壞面2進(jìn)行沖切驗(yàn)算確定筏板的最小厚度;
2)在“PKPM\JCCAD\基礎(chǔ)人機(jī)交互輸入”模塊中進(jìn)行柱墩和筏板的布置、荷載輸入、初步參數(shù)的填寫(xiě);
3)在“PKPM\JCCAD\樁筏、筏板有限元計(jì)算”模塊中進(jìn)行精細(xì)參數(shù)的輸入、單元?jiǎng)澐趾陀?jì)算;
4)在“PKPM\JCCAD\樁筏、筏板有限元計(jì)算”模塊中對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,柱墩和筏板截面需要調(diào)整時(shí),返回第2)步重新設(shè)計(jì)以尋求經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)果。
2、獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板、樁基承臺(tái)加防水板的計(jì)算方法與設(shè)置柱墩的平板式筏基大致一致,采用“PKPM\JCCAD\樁筏、筏板有限元計(jì)算”模塊進(jìn)行計(jì)算時(shí),防水板范圍的地基基床系數(shù)要取為0,當(dāng)然也可以采用“PKPM\JCCAD\防水板抗浮等計(jì)算”模塊,更為簡(jiǎn)便快捷。
三、無(wú)梁底板截面選擇與經(jīng)濟(jì)性分析
對(duì)于設(shè)置柱墩的平板式筏基來(lái)說(shuō),柱墩做得大些,底板就可以薄些,柱墩和底板做得厚些,配筋就會(huì)小些,下面通過(guò)一個(gè)具體算例,來(lái)看看截面的選擇和綜合經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。
某地下車庫(kù),柱網(wǎng)8000x8000,柱截面500x500,層高3800,頂板覆土1.5m,抗浮設(shè)計(jì)水位取地面下0.5m,地基的基床系數(shù)取20000kPa,剖面詳見(jiàn)圖五。
圖五
下表給出了柱墩厚度不變(均為800mm),四種柱墩平面尺寸和底板厚度情況下,考慮砼和鋼筋用量的綜合造價(jià)對(duì)比結(jié)果。可以看出,適當(dāng)加大柱墩尺寸,減小底板厚度,可以取得更好的經(jīng)濟(jì)效果。
柱墩底面尺寸m 2.1x2.1 2.6x2.6 3.0x3.0 3.5x3.5
底板厚度mm 450 400 350 300
柱墩凈體積m3 2.115 3.621 5.386 8.042
底板通長(zhǎng)筋 12@160 12@180 12@200 10@170
柱墩配筋 20@120 20@130 20@140 20@120
板底墩周附加短筋 8@320 8@360 8@400 無(wú)
8mx8m砼用量m3/m2 0.483 0.456 0.434 0.425
8mx8m鋼筋用量kg/m2 30.4 30.7 30.0 27.3
綜合單價(jià) 元/m2 345 336 323 306
附注:鋼筋5元/kg,砼400元/ m3
下表給出了底板厚度不變(均為300mm)和柱墩上沿尺寸不變(均為3900x3900),柱墩斜角均為45度,而柱墩厚度分別為1.2m、1.0m和0.8m的情況下,考慮砼和鋼筋用量的綜合造價(jià)對(duì)比結(jié)果??梢钥闯?,加厚柱墩對(duì)結(jié)構(gòu)本身造價(jià)的影響不明顯,但會(huì)增加土方開(kāi)挖量,所以柱墩滿足沖切驗(yàn)算要求即可,并不是加厚截面、配筋率越小越經(jīng)濟(jì)。
柱墩尺寸m 2.7x2.7 3.1x3.1 3.5x3.5
柱墩厚度m 1.2 1.0 0.8
柱墩凈體積m3 11.907 10.222 8.042
底板通長(zhǎng)筋 10@170 10@170 10@170
柱墩配筋 20@170 20@140 20@120
板底墩周附加短筋 無(wú) 無(wú) 無(wú)
8mx8m砼用量m3/m2 0.486 0.460 0.425
8mx8m鋼筋用量kg/m2 22.6 25.4 27.3
綜合單價(jià) 元/m2 307 311 306
對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板和樁基承臺(tái)加防水板這兩種形式,當(dāng)水浮力比較大時(shí),從受力上來(lái)講和設(shè)置柱墩的平板式筏基是一致的,經(jīng)濟(jì)性的規(guī)律也應(yīng)一致。
關(guān)鍵詞:地下室;抗浮設(shè)計(jì);抗浮措施;復(fù)位;
1、地下室抗浮失效問(wèn)題分類及其破壞特征
地下室抗浮失效問(wèn)題分為整體抗浮失效和局部抗浮失效兩大類。
整體抗浮失效是指當(dāng)建筑物的自重不能夠克服地下水浮力,建筑物發(fā)生整體上浮位移或傾斜。其失效形式與地下室結(jié)構(gòu)剛度關(guān)系密切,若地下室結(jié)構(gòu)剛度小,可能會(huì)出現(xiàn)局部上浮或傾斜,剛度大則可能整體向上浮移。局部抗浮失效是指水浮力不超過(guò)建筑物的總重量,但
局部自重小于水浮力,造成抗浮承載力不均衡。其失效形式使得地下室產(chǎn)生裂縫,部分結(jié)構(gòu)上浮。由于受周邊墻體以及內(nèi)部框架柱、墻的制約,裂縫一般分布于底板或地梁跨中,且其分布范圍廣并具有一定規(guī)律性。
2、地下室抗浮計(jì)算理論依據(jù)
2.1 浮力的計(jì)算方法
地下室抗浮驗(yàn)算的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)算地下室結(jié)構(gòu)所承受的水浮力。該問(wèn)題可采用阿基米德定律來(lái)計(jì)算。該定律簡(jiǎn)要表述如下:
F浮=ρw V w g (1)
式(1)中,ρw 為水的密度,一般取 10 KN/m?;V w為建筑物浸入地下水部分的體積;g 為重力加速度。在實(shí)際抗浮計(jì)算中,V w按式(2)計(jì)算:
V w=A j h w (2)
式(2)中,h w 為抗浮設(shè)計(jì)水位高度,A j 為建筑物底板面積。
由浮力計(jì)算公式可以看出,確定抗浮設(shè)計(jì)水頭高度是抗浮設(shè)計(jì)至關(guān)重要的一步。
2.2 地下室結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)水位的合理取值
地下室抗浮設(shè)計(jì)水位的確定按照現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的要求,需由巖土工程勘察單位在地質(zhì)勘察報(bào)告中提供。規(guī)范明確規(guī)定:
1)當(dāng)有長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料時(shí),場(chǎng)地抗浮設(shè)防水位可采用實(shí)測(cè)最高水位; 無(wú)長(zhǎng)期水位觀測(cè)資料時(shí)按勘察期間實(shí)測(cè)最高水位并結(jié)合場(chǎng)地地形地貌及地下水補(bǔ)給條件確定;
2)場(chǎng)地有承壓水且與潛水有水力聯(lián)系時(shí)應(yīng)實(shí)測(cè)水位并考慮對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響。
3)只考慮施工期間的抗浮設(shè)防時(shí)水位可按一個(gè)水文年的最高水位確定。
勘察資料未提供抗浮設(shè)計(jì)水位時(shí), 應(yīng)取建筑物設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能產(chǎn)生的最高水位。 當(dāng)?shù)叵滤x存條件復(fù)雜變化幅度較大, 區(qū)域性補(bǔ)給和排泄條件可能有較大變化或者工程需要時(shí)應(yīng)進(jìn)行專門(mén)論證提供抗浮設(shè)防水位的咨詢報(bào)告。
2.3 地下室抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算
建筑物基礎(chǔ)應(yīng)滿足抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算如式(3)所示:
(3)
式中:Gk為建筑物自重及壓重之和;N w,k為浮力作用值,Kw為抗浮穩(wěn)定安全系數(shù),一般情況下可取 1.05。
3、地下室抗浮措施
3.1 無(wú)抗浮構(gòu)件作用下的抗浮措施
3.1.1 壓重抗浮
當(dāng)不滿足抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí),對(duì)于不采用抗浮構(gòu)件作用的地下結(jié)構(gòu),可采用增加自重的方式來(lái)滿足抗浮要求。
1)增加地下室結(jié)構(gòu)自重,如適當(dāng)增加頂板或底板的厚度。
2)增加結(jié)構(gòu)層數(shù),如增加設(shè)備層,非使用空間等。
3)用大容重材料對(duì)地下室地面進(jìn)行回填。
4)在地下室頂板增加覆土厚度。
3.1.2 降低抗浮設(shè)計(jì)水位
由浮力計(jì)算公式可以看出,降低抗浮設(shè)計(jì)水頭高度可減小水浮力。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在確保地下室使用凈高的前提下減小地下室的埋置深度可實(shí)現(xiàn)降低抗浮設(shè)計(jì)水位的要求。 具體可采取如下措施:
1)采用平板式筏板基礎(chǔ),較梁板式筏板基礎(chǔ)梁底標(biāo)高略有抬高,水浮力相應(yīng)減小。
2)頂板采用寬扁梁或無(wú)梁樓蓋 ,厚頂板不僅增加了結(jié)構(gòu)自重,而且在保證使用凈高的情況下,底板標(biāo)高可相應(yīng)抬高,有效降低了抗浮設(shè)計(jì)水位。
3.2 設(shè)置抗浮構(gòu)件作用下的抗浮措施
3.2.1 設(shè)置抗拔樁
通過(guò)抗拔樁本身自重和與周邊土的摩擦力實(shí)現(xiàn)與水浮力相抗衡的抗拔力,可均勻布置于筏板下,也可較集中地布置于柱、墻下。
設(shè)置抗拔樁時(shí)的抗浮計(jì)算
(4)
式中:Gk為建筑物自重及壓重之和,N w,k為浮力作用值,Kw為抗浮穩(wěn)定安全系數(shù), 一般情況下可取 1.05,n 為抗拔樁的根數(shù),N k為按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的基樁拔力。
基樁抗拔力 N k應(yīng)按照規(guī)范第 5.4.5 條同時(shí)進(jìn)行群樁基礎(chǔ)呈整體破壞和呈非整體破壞時(shí)的抗拔承載力驗(yàn)算。
3.2.2 設(shè)置抗浮錨桿
1)抗浮錨桿的計(jì)算
抗浮錨桿通過(guò)在底板與其下堅(jiān)硬土層或巖土體之間設(shè)置錨桿和砂漿組成的錨固體建立抗浮力,因其布置靈活、受力合理、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。
抗浮錨桿可根據(jù)規(guī)范第 6.8.6 條進(jìn)行計(jì)算:
Rt= ξf u r h r(5)
式中:Rt為錨桿抗拔承載力特征值,ξ 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),對(duì)于永久性錨桿取 0.8,f 為砂漿與巖石間的粘結(jié)強(qiáng)度特征值,ur為錨桿周長(zhǎng),hr為錨桿錨固段嵌入巖層中的長(zhǎng)度,當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò) 13 倍錨桿直徑時(shí),按 13 倍錨桿直徑計(jì)算。
2)抗浮錨桿的布置
抗浮錨桿可采用面式、線式或點(diǎn)式等 3 種形式布置,其各自優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 1 所示。
3.2.3 永久性降低地下水水位
通過(guò)設(shè)置永久性降水井或者其他措施根據(jù)設(shè)計(jì)要求動(dòng)態(tài)抽水防止地下水水位上升也可降低地下水浮力。該方法用于常規(guī)方法無(wú)法滿足抗浮要求的情況,如無(wú)錫崇安寺一期工程地下室抗浮設(shè)計(jì)即采用人為控制地下水水位的方法,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
優(yōu)點(diǎn):(1)上部結(jié)構(gòu)通過(guò)柱、墻向下傳遞荷載,錨桿在這些點(diǎn)下布置可充分抵抗浮力作用;(2)因錨桿布置具有局部密度大的特點(diǎn),故錨桿荷載可相互協(xié)調(diào),對(duì)個(gè)別錨桿承載力不足的情況具有一定的相互補(bǔ)償性。
缺點(diǎn):(1)側(cè)壁摩阻力較小地層如軟巖或土體等不適用;(2)地下室底板鋼筋用量大。
4、地下室整體復(fù)位技術(shù)簡(jiǎn)介
地下結(jié)構(gòu)上浮后須采取相應(yīng)措施使其復(fù)位, 目前常用措施有以下幾種。
4.1 結(jié)構(gòu)加壓
增加結(jié)構(gòu)自重可以快速有效地使已上浮的結(jié)構(gòu)沉回原位, 即可通過(guò)在地下室底板或上部結(jié)構(gòu)上放置密度較大的重物,此時(shí)應(yīng)注意校核結(jié)構(gòu)承載力,防止加壓過(guò)程中引起結(jié)構(gòu)破壞。
4.2 降低地下水水位
采用抽水的方法降低地下水位以減少浮力,從而防止地下室進(jìn)一步上浮。抽水過(guò)程中需加強(qiáng)水位監(jiān)測(cè),根據(jù)出水情況及結(jié)構(gòu)下沉情況及時(shí)調(diào)整設(shè)備的出水量。但是僅通過(guò)降低地下水水位的方法不能使結(jié)構(gòu)完全復(fù)位,必要時(shí)需配合其他措施綜合處理。
4.3 釋放地下水壓力
地下室上浮后地下水一般在底板下形成較大浮托力,通過(guò)在底板適當(dāng)位置布置壓力釋放孔,有組織地引導(dǎo)地下水排出并及時(shí)抽排到場(chǎng)地以外,也可使地下室復(fù)位。
5、結(jié)語(yǔ)
1)地下室的抗浮設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題,須予以重視。
2)地下室抗浮設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于選擇合理的抗浮設(shè)防水位,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分結(jié)合場(chǎng)地特點(diǎn)和區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及周邊環(huán)境選擇合理的抗浮設(shè)計(jì)水位。
3)不滿足抗浮要求的建筑物務(wù)必采取抗浮措施 ,抗浮措施應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際在保證工程安全的情況下,盡量做到科學(xué)經(jīng)濟(jì)、合理可行。
4)若因設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)上浮后,應(yīng)盡早采取有效措施,使上浮結(jié)構(gòu)復(fù)位。并加固處理已變形或損傷的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,使其達(dá)到承載能力的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]GB 50007-2011 建筑 地 基基礎(chǔ) 設(shè)計(jì) 規(guī)范[S].北 京 :中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.
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