【摘 要】地下室外墻設(shè)計(jì)與荷載取值、回填土厚度，地下水壓力和計(jì)算模型等有很大的關(guān)系。本文針對(duì)地下室外墻不同邊界條件及受荷情況通過(guò)靜力分析提供相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并提出地下室外墻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】地下室外墻；土壓力；水壓力；計(jì)算模型簡(jiǎn)圖；裂縫控制
（一）前言
地下室外墻是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的是否合理，是否經(jīng)濟(jì)是我們需要思考的問(wèn)題。擋土墻設(shè)計(jì)是屬于巖土工程問(wèn)題還是結(jié)構(gòu)工程問(wèn)題，目前無(wú)明確結(jié)論，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中也無(wú)法避免擋土墻的設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文就在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度闡述擋土墻的設(shè)計(jì)要求。
（二）地下室外墻設(shè)計(jì)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(hù)層厚度要求不應(yīng)小于50mm。并應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度的計(jì)算，裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通。對(duì)于地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)，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(hào)過(guò)高，易產(chǎn)生收縮裂縫，應(yīng)根據(jù)環(huán)境類別和計(jì)算確定混凝土標(biāo)號(hào)。地下室外墻當(dāng)有防水要求時(shí)其抗?jié)B等級(jí)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(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，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(xiàng)系數(shù)均為1.0。在計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)采用作用的基本組合。此時(shí)分項(xiàng)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(lái)的荷載和外墻自重，對(duì)于地下室外墻屬于有利作用，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮作為安全儲(chǔ)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(duì)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(jì)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(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)，對(duì)砂土可取0.34～0.45，對(duì)粘性土可取0.5～0.7。參見(jiàn)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_(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； 當(dāng)?shù)叵率沂┕げ捎米o(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。
3.3 水壓力
水壓力對(duì)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(duì)混凝土有一定的腐蝕作用。計(jì)算地下水位高度應(yīng)配合地質(zhì)報(bào)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(shí)，按實(shí)際情況確定。
（四）地下室外墻計(jì)算模型假定
地下室外墻的計(jì)算簡(jiǎn)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(shí)，則地下室擋土墻具有雙層功能，應(yīng)分別計(jì)算，綜合配筋。作為上部剪力墻的延伸，其主要功能是對(duì)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(duì)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(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。所以，擋土墻的計(jì)算簡(jiǎn)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(wú)橫墻或橫墻間距大于層高2倍時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)底板厚度不小于擋土墻厚時(shí)，可按固接計(jì)算；當(dāng)基礎(chǔ)底板厚度小于擋土墻厚度時(shí)，可按鉸接計(jì)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(wú)梁樓蓋且有覆土，一般板厚大于墻厚此時(shí)頂部按鉸接計(jì)算不是很合理，計(jì)算時(shí)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(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。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(jiàn)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(shí)，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(jiàn)圖2）荷載同圖1。
地下室無(wú)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(lái)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(jì)算時(shí)，水平筋按受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求確定。但當(dāng)外墻較長(zhǎng)時(shí)，考慮到混凝土硬化過(guò)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(shí)，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(jì)算時(shí)，水平筋應(yīng)置于外墻外側(cè)，按實(shí)際的受力及裂縫計(jì)算配筋量。
5.2 豎向筋
外墻按連續(xù)梁或單向板計(jì)算時(shí)，豎向筋應(yīng)置于外墻外側(cè)，此時(shí)為主要受力筋。當(dāng)根部為固接裂縫不滿足要求時(shí)，可考慮根部增設(shè)附加鋼筋。
外墻按雙向板計(jì)算時(shí)，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(shí)際的受力及裂縫計(jì)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(shí)，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.
�。┙Y(jié)束語(yǔ)
地下室外墻計(jì)算方法選擇的是否合理將直接影響工程造價(jià)和正常使用，設(shè)計(jì)時(shí)配合自然環(huán)境及整體以合理的設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，使地下室外墻設(shè)計(jì)能夠接近真實(shí)受力狀態(tài)發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用。
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