- A+
【摘 要】地下室外墻設(shè)計與荷載取值、回填土厚度，地下水壓力和計算模型等有很大的關(guān)系。本文針對地下室外墻不同邊界條件及受荷情況通過靜力分析提供相應(yīng)的計算簡圖，并提出地下室外墻設(shè)計時應(yīng)注意的事項。
【關(guān)鍵詞】地下室外墻；土壓力；水壓力；計算模型簡圖；裂縫控制
?。ㄒ唬┣把?
地下室外墻是結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題，設(shè)計的是否合理，是否經(jīng)濟是我們需要思考的問題。擋土墻設(shè)計是屬于巖土工程問題還是結(jié)構(gòu)工程問題，目前無明確結(jié)論，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中也無法避免擋土墻的設(shè)計問題。本文就在結(jié)構(gòu)設(shè)計角度闡述擋土墻的設(shè)計要求。
（二）地下室外墻設(shè)計要求?
《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》要求地下室防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm，地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護層厚度要求不應(yīng)小于50mm。并應(yīng)進行裂縫寬度的計算，裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通。對于地下結(jié)構(gòu)進行裂縫寬度驗算時，可考慮基礎(chǔ)及地下室外墻建筑外防水的作用，按一類環(huán)境確定基礎(chǔ)及地下室外墻外表面的混凝土裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)，裂縫寬度可控制在0.3mm。
地下室外墻的混凝土標(biāo)號過高，易產(chǎn)生收縮裂縫，應(yīng)根據(jù)環(huán)境類別和計算確定混凝土標(biāo)號。地下室外墻當(dāng)有防水要求時其抗?jié)B等級由最大水頭和墻厚度之比確定，但任何情況下都不低于0.6Mpa。另外，地下室外墻屬于受彎構(gòu)件也應(yīng)滿足受彎構(gòu)件的相關(guān)要求。
?。ㄈ┑叵率彝鈮奢d取值?
3.1 地下室外墻荷載
計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。在計算支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)采用作用的基本組合。此時分項系數(shù)按規(guī)范要求。
地下室外墻所承受的荷載分為水平和豎向荷載。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，對于地下室外墻屬于有利作用，設(shè)計時可不考慮作為安全儲備；水平荷載有地面活載、側(cè)向土壓力、地下水壓力。風(fēng)荷載和水平地震作用對地下室外墻平面內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力較小一般不起控制作用可不考慮，所以墻體配筋主要由垂直墻面的水平荷載產(chǎn)生的彎矩確定，僅按墻板彎曲計算配筋即可。
3.2 側(cè)向土壓力
地下室的外墻可視為受靜止土壓力的作用，靜止土壓力系數(shù)宜由試驗確定，當(dāng)無試驗條件時，對砂土可取0.34～0.45，對粘性土可取0.5～0.7。參見北京市《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》當(dāng)?shù)叵率也捎么箝_挖方式，無護坡樁或連續(xù)墻支護時，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； 當(dāng)?shù)叵率沂┕げ捎米o坡樁或連續(xù)墻支護時，地下室外墻土壓力計算中可以考慮基坑支護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近似計算，Ka=0.5x0.66=0.33，相當(dāng)于主動土壓力。
3.3 水壓力
水壓力對地下室外墻是不利因素，不但影響其地下室外墻的承載力，而且對混凝土有一定的腐蝕作用。計算地下水位高度應(yīng)配合地質(zhì)報告。
3.4 地面活載
地面活載一般指地面的堆載，車輛荷載。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，按實際情況確定。
?。ㄋ模┑叵率彝鈮τ嬎隳Ｐ图俣?
地下室外墻的計算簡圖跟其周邊的支承條件有很大的關(guān)系，可能是單向板也可能是雙向板。 當(dāng)?shù)叵率覔跬翂ψ鳛樯喜考袅Φ难由鞎r，則地下室擋土墻具有雙層功能，應(yīng)分別計算，綜合配筋。作為上部剪力墻的延伸，其主要功能是對上部剪力墻邊緣構(gòu)件及墻體鋼筋的錨固。因此，地下室墻體與上部剪力墻對應(yīng)部位的配筋不應(yīng)小于上部剪力墻；當(dāng)作為地下室擋墻，承受土壓力及其他荷載。擋土墻可按純彎構(gòu)件進行簡化計算。所以，擋土墻的計算簡圖應(yīng)根據(jù)工程具體情況確定。
4.1 下端固接上端鉸接連續(xù)梁或單向板模型
擋土墻下端支座應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)情況確定，地下室無橫墻或橫墻間距大于層高2倍時，當(dāng)基礎(chǔ)底板厚度不小于擋土墻厚時，可按固接計算；當(dāng)基礎(chǔ)底板厚度小于擋土墻厚度時，可按鉸接計算。頂部的支座條件應(yīng)視主體結(jié)構(gòu)形式而定。地下室頂板若為無梁樓蓋且有覆土，一般板厚大于墻厚此時頂部按鉸接計算不是很合理，計算時應(yīng)考慮介于固接和鉸接的彈性嵌固支承處理。一般情況下首層板相對于外墻而言平面外剛度很小，對外墻的約束很弱。所以，外墻頂部應(yīng)按鉸接考慮。多層地下室中間層可按連續(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（見圖1）。
4.2 下端固接上端鉸接左右鉸接的雙向板模型
地下室內(nèi)混凝土橫墻較多且間距不大于層高2倍時，地下室外墻就如同下端嵌固、上端鉸支、左右鉸支的連續(xù)雙向板（見圖2）荷載同圖1。
地下室無橫墻但外墻上有附壁柱時，除非柱設(shè)計時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（圖1）考慮。
（五）地下室外墻配筋?
5.1 水平筋
外墻按連續(xù)梁或單向板計算時，水平筋按受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求確定。但當(dāng)外墻較長時，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，直徑宜小間距宜密，最大間距不宜大于200mm。當(dāng)?shù)叵率彝鈮w凈高度大于3.6m時，在墻體高度的水平中線上下共500mm高范圍內(nèi)，水平筋的間距不宜大于100mm。
外墻按雙向板計算時，水平筋應(yīng)置于外墻外側(cè)，按實際的受力及裂縫計算配筋量。
5.2 豎向筋
外墻按連續(xù)梁或單向板計算時，豎向筋應(yīng)置于外墻外側(cè)，此時為主要受力筋。當(dāng)根部為固接裂縫不滿足要求時，可考慮根部增設(shè)附加鋼筋。
外墻按雙向板計算時，豎向筋應(yīng)根據(jù)短跨受力的原則將鋼筋置于短跨外側(cè)，按實際的受力及裂縫計算配筋量。
5.3 拉筋
拉筋的主要目的是控制鋼筋混凝土外墻側(cè)向約束，當(dāng)上部有較高剪力墻時，拉筋的作用更為明顯。拉筋的間距不宜大于600mm，直徑不應(yīng)小于6mm.
（六）結(jié)束語
地下室外墻計算方法選擇的是否合理將直接影響工程造價和正常使用，設(shè)計時配合自然環(huán)境及整體以合理的設(shè)計為前提，進行全面考慮，使地下室外墻設(shè)計能夠接近真實受力狀態(tài)發(fā)揮其最大的經(jīng)濟作用。
參考文獻：?
[1]程懋堃，等，建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施，中國建筑工業(yè)出版社，2008.8
[2]朱炳寅，民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院，2005.3
[3]滕延京，等，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2011），中國建筑工業(yè)出版社，2012.3
大家都在看:
