淺談地下室外墻設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)
關(guān)鍵詞:地下室外墻;收縮裂縫;人防
前言
在土地資源日益緊張的今天，集約化使用土地已經(jīng)成為各地建筑工程項(xiàng)目遵循的基本原則之一。地下室工程成為了各類(lèi)建筑物的設(shè)計(jì)與施工中的一個(gè)重要組成部分。但是，隨之而來(lái)的許多地下室工程質(zhì)量問(wèn)題也接踵而來(lái)．本文將從設(shè)計(jì)的角度對(duì)地下室外墻常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行探討。
1地下室外墻常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題
1.1問(wèn)題的表現(xiàn)與判斷地下室外墻混凝土在施工階段常常會(huì)出現(xiàn)不同程度、不同數(shù)量的開(kāi)裂。
絕大多數(shù)裂縫為豎向裂縫，多數(shù)縫長(zhǎng)接近墻高，兩端逐漸變細(xì)而消失。裂縫數(shù)量較多，寬度一般不大，超過(guò)0．3mm寬的裂縫很少見(jiàn)，大多數(shù)縫寬度≤0．2mm。其位置主要分布在墻長(zhǎng)中部附近。而沿地下室墻長(zhǎng)兩端附近裂縫較少。裂縫出現(xiàn)時(shí)間多在拆模后不久，有的還與氣溫驟降有關(guān)。隨著時(shí)間發(fā)展，數(shù)量增多，但縫寬加大不多，發(fā)展情況與混凝土是否暴露在大氣中和暴露時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。當(dāng)?shù)叵率一靥钔镣瓿珊�，常可�?jiàn)裂縫處滲漏水，但一般水量不大。從以上特征可以判斷出，這些裂縫屬于外墻混凝土收縮裂縫。
1．2問(wèn)題產(chǎn)生的原因
混凝土收縮分為凝縮和干縮�；炷聊虝r(shí)，一些與水泥顆粒結(jié)合使體積減少，稱(chēng)為凝縮。另一些蒸發(fā)使體積減小，稱(chēng)為干縮�；炷恋母稍镞^(guò)程是從表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi)呈含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮．致使表面混凝土承受拉力，內(nèi)部承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)影響混凝土干燥的因素還有：水灰比、水化程度、養(yǎng)護(hù)溫度、含水量、水泥含量、構(gòu)件厚度、體積和表面積之比、相對(duì)溫度、干燥速率、干燥時(shí)間等。地下室外墻混凝土拆模后，雖然進(jìn)行了澆水養(yǎng)護(hù)，但由于受到現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，不可能做到恒溫濕養(yǎng)護(hù)．而只能采用澆水養(yǎng)護(hù)，因此必然導(dǎo)致外墻混凝土的干燥及收縮。
2地下室外墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2．1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。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意。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)。
2．2地下車(chē)道荷載設(shè)計(jì)
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(chē)道中最為典型，車(chē)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(lèi)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(mǎn)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。車(chē)道緊靠地下室外墻時(shí)，車(chē)道底板位于外墻中部，應(yīng)注意外墻承受車(chē)道底板傳來(lái)的水平集中力作用．該荷載經(jīng)常遺漏。
2．3針對(duì)收縮裂縫控制的設(shè)計(jì)
(1)一般墻長(zhǎng)3040m設(shè)置施工后澆帶，墻身水平筋配筋率不宜小于0．5％．鋼筋間距不宜大于150，墻身混凝土強(qiáng)度不宜過(guò)高．宜控制在C35及C35以下，并可摻入一定量的微膨脹劑減少混凝土自身收縮等。當(dāng)?shù)叵率艺w超長(zhǎng)時(shí)，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)置的補(bǔ)償收縮混凝土帶。根據(jù)一些工程實(shí)踐，一般超過(guò)60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。同時(shí)為了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。
(2)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，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)縫或留置后澆帶或后澆帶的位置設(shè)置不當(dāng)，外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代，室外出人口與主體結(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。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵照按設(shè)計(jì)規(guī)范，嚴(yán)禁錯(cuò)項(xiàng)、漏項(xiàng)，從設(shè)計(jì)角度最大限度地降低收縮裂縫產(chǎn)生的可能性。
3人防地下室外墻的設(shè)計(jì)
(1)作用于地下室外墻的荷載及材料強(qiáng)度人防地下室外墻荷載主要包括地下室外側(cè)土壓力、地下水壓力、等效荷載。地下室外側(cè)土壓力、地下水壓力確定同1．2條，等效荷載應(yīng)根據(jù)防空地下室級(jí)別確定，當(dāng)防空地下室為甲級(jí)時(shí)，地下室外墻的等效靜荷載按《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《人防規(guī)范》)第4．7．3款規(guī)定確定常規(guī)武器爆炸作用在地下室外墻的等效荷載和第4．8．3款、第4．8．4款規(guī)定確定核武器爆炸作用在地下室外墻等效荷載兩者的較大值；當(dāng)防空地下室為乙級(jí)時(shí)，地下室外墻的等效靜荷載取《人防規(guī)范》第4．7．3款規(guī)定確定的常規(guī)武器爆炸作用在地下室外墻的等效荷載值。作用在防空地下室外墻的荷載組合應(yīng)按照《人防規(guī)范第4．10．2款規(guī)定取地下室外側(cè)土壓力和地下水壓力荷載分項(xiàng)系數(shù)為1．2，等效靜荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)為1．0�？紤]到結(jié)構(gòu)材料在動(dòng)荷載和靜荷載同時(shí)作用或動(dòng)荷載單獨(dú)作用下，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值會(huì)提高，《人防規(guī)范》第4．2．3款規(guī)定人防地下室結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按下式確定：fd=rdxf，式中f為靜荷載作用下材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；rd為動(dòng)荷載作用下材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)，對(duì)C55及以下混土，rd=1.50，對(duì)HPB235級(jí)鋼筋rd=1.50，對(duì)HRB335級(jí)鋼筋rd=l.35，對(duì)HRB400級(jí)鋼筋rd=1．20。
(2)人防地下室外墻的配筋人防地下室外墻的豎向鋼筋除滿(mǎn)足計(jì)算要求外，也應(yīng)滿(mǎn)足最小配筋率要求，其最小配筋率按《人防規(guī)范》第4.11.3款規(guī)定，當(dāng)采用HRB335級(jí)及以上的鋼筋時(shí)，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25～C35，受彎構(gòu)件的最小配筋率為0．25％；對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40一C55，受彎構(gòu)件的最小配筋率為0．30％。《人防規(guī)范》第4．11.3款規(guī)定，人防地下室外墻內(nèi)外側(cè)鋼筋之間應(yīng)設(shè)置直徑不小于6mm、間距不大于500mm梅花形布置的拉結(jié)筋。人防地下室外墻的配筋其他原則與普通混凝土外墻配筋相同;人防地下室外墻的最終配筋取人防地下室外墻的配筋和普通地下室外墻的配筋兩者中較大的一方。
