地下建筑结构论文（共12篇）
地下建筑结构论文 篇1
地下水浮力对地下建筑物的钢筋混凝土结构的影响体现在多个方面, 例如混凝土构件开裂、结构隆起变形等。本文将结合对某地一典型地下水浮力造成工程事故的调查结果, 对地下水浮力所造成的建筑结构损伤, 以及变形和刚度变化等进行科学研究, 从而分析地下水浮力对地下建筑结构安全性能的具体影响。
一、工程概况
(一) 工程简介
该大型车库为地下一层建筑, 于2007年开工修建, 屋面混凝土浇筑完之后, 由于冬季气候寒冷, 于同年11月下旬暂停施工。停工时, 将尚未浇筑混凝土的后浇带和车库大门封闭以保温。2008年4月准备复工时, 发现在该地下室轴线的2分区屋面中部有明显的隆起, 中部与周边的高度相差近500mm, 并有不断增加的趋势。通过进一步的检查发现, 该区地下室的柱、梁、墙大部分存在严重开裂现象, 造成结构构件损伤。
(二) 场地条件及相关荷载取值
场地的标准冻深为1.730m, 设计地下水位标高为-1.200m。地下车库屋面使用活荷载3.5k N/㎡, 屋面的覆土厚度0.9m。
二、现场调查
(一) 裂缝
梁:屋盖框架梁和次梁沿梁长均出现了竖向走势的裂缝, 局部也出现了一些斜裂缝。在端部靠近周边墙体的梁端裂缝宽度相对较大。
板:大量不规则裂缝出现在屋面板上, 绝大部分的此类裂缝并未贯穿至板底面;底板的局部区域出现少量裂缝, 并且渗出了少量地下水。通过现场勘查可以发现, 在车库底板上的厚回填层、车库的顶板上的厚绿化土层和地面均未完全施工。
柱:框架柱上的裂缝主要位于柱脚和柱顶两个部位, 而框架柱的中段却是基本完好的, 裂缝宽度总体来说较梁裂缝大。在靠近车库中部的框架柱裂缝数量较少, 宽度较窄;在靠近车库的周边区域, 裂缝宽度较大。
墙:E轴线上3—8轴段防火墙墙体东西两端出现大量裂缝, 从中段开始裂缝数量逐渐减少, 裂缝宽度也渐渐减小至无。此处的裂缝均为斜向走势, 靠近3轴线处裂缝为西高东低, 8轴线处裂缝为东高西低。3×E柱顶严重开裂, 柱纵筋弯曲, 已完全破坏。
在1—10轴与A—M轴所围矩形范围内, 屋面结构中部隆起变形是所有变形中最大的, 周边梁柱较中部的开裂明显严重, 裂缝分布和破坏程度都是呈现中心对称分布。
(二) 屋盖变形
采用全站仪测量投影到顶板板面上的地下车库的柱中心线的高程。结果表明:地下室屋面板中部高程最高、周边高程最低。由此可知, 其高程变化规律与屋面板相同。
三、原因分析
针对该工程场地进行分析可知, 由于地理环境的原因, 该地区冬夏温差大、位于冻融地区, 地下水位较高;另外, 该车库结构的平面尺寸比较大, 因此十分容易受到温度和混凝土收缩等因素的影响。根据检查人员的初步分析可得出, 场地温度变化、土冻涨、地下水浮力、混凝土收缩的影响等均可能是引发事故的罪魁祸首。
(一) 排除冻涨、温度及混凝土收缩的影响
首先, 可以排除场地土冻涨的影响。虽然该建筑场地位于冻土地带, 并且地下水位较高, 具备了建筑基础冻胀的条件, 但是该建筑物的基础位于地面以下7m, 并且在之前暂停施工时已经对建筑物做了较好的保温措施, 而且现场勘查的过程中也未曾发现车库地面存在明显的冻融破坏迹象, 与其相邻的其他周边建筑也未发现冻融灾害现象。因此可以将场地土冻胀的影响排除。
其次, 排除温度变化、混凝土收缩的影响。轴线2分区平面尺寸较大, 因此存在着温度变化、混凝土收缩引发结构变形的可能, 通过现场对柱裂缝的分布规律的勘察来看, 其裂缝的分布规律与温度变化、混凝土收缩所产生的裂缝分布有着类似之处。但是, 与其进行同步施工的轴线1分区的纵向尺寸长达158m, 这两个区域均是在同样的工程条件下施工的, 轴线1分区却未发现明显的结构变形和损伤。同时, 当施工人员发现屋盖变形最大时, 当时的气温与结束施工时的温度基本无变化。
(二) 地下水浮力的影响
1. 场地条件
场地的地下水位较高, 自然地下水位在-1.20m处。该地下车库底板垫层底部标高远远低于地下水位的标高, 其标高为-6.10m。如果设计或施工中忽略了对地下水浮力所产生的作用的估计, 或者估计不足导致处理不当, 就十分有可能会对车库结构造成影响。
2. 设计和施工组织
该地下车库主要采用的柱下独立基础, 其车库底板采用了刚性防水底板, 经测量, 该车库底板包括垫层在内总厚度达到500mm, 这种情况类似于形成一筏板基础, 地下水的作用对这一结构形式的影响十分大。因此施工过程中, 在场地周边需设排水沟和集水井。集水井抽水至12月下旬, 地下水结冰之后, 停止排水。
3. 屋面结构变形原因分析
分析到这里, 引发该起事故产生的原因也逐渐明朗, 就是地下水浮力的作用。
首先, 经过调查人员的计算分析, 在自然地下水位标高状态下, 如果没有对车库底板上的厚回填土层和车库顶板上的厚绿化土层进行施工, 那么该地下室的自重是根本无法抵抗地下水的浮力的。之前设计人员并没有足够重视这一点, 所以没有明确施工阶段具体应该采取的抗浮措施。
该工程在停工前, 通过基坑开挖排水, 直接有效地降低了地下水位的标高, 无意中避免了地下水浮力作用对建筑结构的各种不利影响, 因此尚未产生开裂和隆起现象。2008年12月由于地下水结冰而停止施工和排水, 但到来年春天冰雪融化, 地下水位也再次回升, 然而此时尚未复工, 也没有及时安排重新排水。伴随着地下水位的不断升高, 车库底板所承受的地下水浮力已经大大超过了车库结构自重, 因此导致该车库底板上升, 从而带动车库屋面发生隆起和变形。与此同时, 由于车库周边的挡土墙也受到很大的土体约束力, 导致其向上的变形受到了很大的约束, 因此屋面的变形不是整体的向上平移, 而是中部隆起, 周边挡墙几乎变形。
由于轴线1分区为一矩形布置, 短边尺寸还不到轴线2分区的一半, 仅为29.7m。而对于1分区这种情况, 在浮力的作用下, 其隆起变形的幅度主要是由短向尺寸控制的, 因此轴线1分区与轴线2分区相比, 没有出现明显的结构损伤和隆起变形。
4. 构件裂缝原因
通过计算分析表明各柱的竖向变形不一致, 该情况使得框架梁的两端出现相对竖向位移, 导致柱、梁内产生内力, 并最终导致框架梁、柱开裂。与此同时, 观察竖向变形的平面分布可知, 越靠近周边地区, 竖向变形的梯度就越来越大, 换言之就是相邻柱的相对竖向位移越来越大, 这就导致周边梁柱开裂明显。除此之外, 结构构件的开裂大大降低了构件的刚度, 刚度的降低就会导致结构抵抗变形能力的降低, 两者彼此促进, 从而致使结构出现严重的开裂、变形, 甚至破坏。
综上所述, 地下水浮力的作用是造成车库屋面结构变形的主要原因, 而导致粱、柱、墙等建筑结构构件出现严重开裂的原因主要是在浮力的作用下, 周边挡墙在上移的过程中受到土体等的约束, 因此造成各柱 (墙) 向上的变形各不相同。
明确事故原因之后, 施工人员立即展开了排水措施。6月15日, 当实际地下水位降至-2.50—3.50m左右时, 效果非常明显, 端部竖向位移基本不变, 中部最大相对位移降至350mm。
四、调查结论
(一) 当地下建筑的自重无法承受地下水浮力时, 在浮力作用下地下建筑会产生向上隆起变形或者是整体移动的趋势, 而周边挡墙在上移的趋势中受到土体约束, 会导致各柱、墙竖向变形出现差别, 产生相对的竖向位移, 由此导致结构构件在弯矩、剪力作用下开裂。
(二) 在计算分析建筑模型的时候要充分考虑到周边挡墙所受到的实际约束, 不能简单地认为结构只是整体上移, 否则将无法准确预见到建筑结构可能遭受的结构损伤。如果是四边约束的矩形平面结构, 其整体结构损伤主要受短边长度控制。同时, 如果周边相对竖向变形较大, 那么周边结构构件的损伤会更为严重。
(三) 如果受到较大地下水浮力的作用, 那么当结构接近其设计极限承载能力时, 其刚度就会发生非常大的折减, 仅相当于其未折减弹性刚度的几分之一甚至十几分之一, 这对确定浮力引起的结构变形将产生极大影响。
五、对减小地下水浮力对工程结构影响的建议
首先, 地下水位相应的水浮力、修正后的地基承载力特征值时应当严格参照场地的勘察报告所提供的“常年水位”。倘若经过减负后此时的基础地面压力值比修正后的基础地面压力值以及修正后的地基承载力特征值都小, 那么就可认为地基持力层可以满足地基承载力的要求。
第二, 如果地下水位在基础地面标高与当地常年最高水位之间变动, 那么就可认为建筑所要求的常年稳定的地下水位已经达到满足。此时会产生为常数的一定的沉降附加应力, 地下水位的下降不会影响到地基变形。
第三, 如果要计算基础底板强度, 那么地基反力加上地下水浮力然后减去基础自重即是基层净反力。
第四, 当验算地基变形时, 荷载效应应采用准永久组合;当进行地基承载力的计算时, 荷载效应应采用标准组合;进行基础承载力计算时, 荷载效应应采用基本组合。
六、结语
由于地下水浮力对建筑结构的安全性能存在着很大的影响, 在建筑施工中我们要加强认识, 尽量避免由于地下水浮力所引起的工程质量问题, 坚决杜绝由此引发的重大经济损失。
地下建筑结构论文 篇2
地下建筑工程在我国的应用与发展
金涛涛
土木090
3内容摘要
随着现代经济的发展和城市水平的提高，在20世纪，生态失衡，资源耗竭，环境污染等问题相伴产生，特别是城市化的快速粗放发展，使许多城市产生“城市综合症”，如交通阻塞，环境污染，生态恶化等。因此在现代化的都市中，地下城市正在崛起，地下已不再是阴冷潮湿的场所，而成为人类生态空间的又一延伸。城市化的快速粗放发展的一大恶果是正在中国城市中心形成的“城市综合征”。交通阻塞、环境污染、生态恶化是其集中表现。地下空间开发和利用环节城市交通矛盾，改善城市生态环境，提高城市综合防灾能力，更具解决“城市综合征”，的有效途径。城市地下空间利用成为实现城市可持续发展的重要途径。有序地开发利用地下空间，修建地下商业街、停车场、地下铁道、交通隧道及大型地下综合体，并结合城市广场，修建绿地、下沉式广场等都应当又规划，有序地开发利用显得合理并具有操作性。
关键词：城市发展、地下空间、开发利用
1、引言
中国是全球第一人口大国，改革开放以来，其经济发展速度和城市化速度目前位居世界之首。随着经济的发展，我国城市化水平进入了加速发展阶段，城镇人口近5亿„。城市化水平从1990年的18.96%提高到1998年底的30.4%，预计到2010年及21世纪中叶将达到45%和65%，我国的城市将由现在的600多个增加到1000多个，接近世界发达国家的城市化水平。因此，国际上的专家曾预言，21世纪世界上最具影响的事件是美国的高科技和中国的城市化。但经济的快速增长和城市化进程的加快却引起了一系列问题，诸如：人口爆炸、破坏性建设、环境污染、资源短缺、以及越来越严重的交通问题等。为解决上述问题，从集约化和可持续的经济发展战略以及国防战备需要出发，大城市向地下空间的开拓已成为21世纪的一个重要的发展方向，包括我国在内的世界各国都日益重视地下空间的开发利用。因此，国际上一种普遍流行的观点就是：“19世纪是桥梁的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪则是地下空间的世纪”。城市地下空间的开发利用主要是依托地下工程建设进行的，主要解决的应当是交通系统、市政公用设施技术、方法、措施等相关问题，特别是针对我国特有的复杂多样的地质条件，进行系统的总结、分析和评价，就具有重要的理论和现实意义。
2、开发利用地下空间的目的与动因
城市化的快速粗放发展的一大恶果是正在中国城市中心形成的“城市综合征”。交通阻塞、环境污染、生态恶化是其集中表现。地下空间开发和利用环节城市交通矛盾，改善城市生态环境，提高城市综合防灾能力，更具解决“城市综合征”，的有效途径。城市地下空间利用成为实现城市可持续发展的重要途径。
有序地开发利用地下空间，修建地下商业街、停车场、地下铁道、交通隧道及大型地下综合体，并结合城市广场，修建绿地、下沉式广场等都应当又规划，有序地开发利用显得合理并具有操作性。
开发利用地下空间是提高环境质量的重要途径。
开发地下空间，除了战时城市防空这一驱动力之外，还与提高城市环境质量有极大关系。在经济发展、人口增多的情况下，城市生态环境质量问题已经为越来越多的国家所重视。
芬兰的很多公路（赫尔辛基、坦普尔等地），宁可以高工程成本修建暗挖隧道，而不以低工程经费开挖地面、修建边坡，目的就是给国民，也给动物和植物以绿色的地面环境。
荷兰提出在其“绿色心脏地带”（阿姆斯特丹、鹿特丹、海牙、乌特列希等城市组成的具有重要观光和自然景观的大都市区），只准建设地下工程，以确保其现有景观不被破坏，同时在一定程度上满足增加生活和工作空间的要求。
波士顿拆除穿过市中心的六车道高架路，建设8~10车道的地下高速路，原有地面变成林荫路和街心公园。这样做的结果：市中心栽植了2400棵香木树、7000 多棵灌木；增加了260英亩新的公园和开敞空间；市区空气的一氧化碳浓度降低了 12％。这个工程被誉为20世纪与巴拿马运河等量齐观的伟大工程。
3、地下工程的应用
隧道及地下工程一般分为勘测设计和施工两大阶段。
①勘测设计。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素，隧道位置在选线方案中是经济技术比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。
②施工。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法。此外，修筑水底隧道时，可用沉管法；穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可用顶管法；修建地下的池槽、厂房、仓库和地下井时，还可使用沉井法。
工程特点
①线路在穿越天然高程或平面障碍时修建地下通道，是克服障碍的有效方法。
②能够分担地面交通和人流的负荷，节约城市用地。
③承受爆炸荷载和地震荷载的能力比地面结构强，许多国防、民防工程及抗震和各类防护工程都可采用。
④地下建筑物内部的气温和湿度比较稳定，节能，可作为各类贮库和冷藏库。
⑤造价昂贵，只有在论证它有充分的战术、技术和经济效益时才宜兴建。
⑥施工期限长，施工作业面较窄，可容纳的劳力和机械都受限制。但由于工业化施工和机械性能的提高，这种情况正在改善。
⑦穿越地层的地质条件复杂多变，遇到的意外情况比较多，工程的定位、设计和施工方法都必须随时作相应的调整，要求有关规划、勘测、设计、施工和使用管理部门密切配合。
4、对地下工程未来发展的展望
目前，城市地下工程施工技术发展迅速，各种方法和技术屡有创新和突破。结合已有资料和我们对该问题的认识，从我国的实际情况出发，主要的发展趋势是：①重视ＴＢＭ和盾构机的引进、消化、应用和开发。开发的方向应当是降低成本、提高质量、施工速度快、使用寿命长等。此外，要使盾构技术产品化、系列化，盾构管片设计和施工符合自动化、省力化、高速化以及经济化的方向。②ＴＢＭ隧道掘进机和混合型盾构掘进机的研制和应用。通过研发，使其更好地适应于复杂地质条件，使掘进机向着机械、电气、液压和自动控制一体化、智能化设备方向发展。③异形断面盾构掘进机的研究，如双圆盾构、自由断面盾构、局部扩大盾构、ＭＭＳＦ盾构等，推广应用ＥＣＬ施工技术。④大力发展浅埋暗挖技术、沉管技术、沉井技术、非开挖技术，促进中小口径顶管掘进机的标准化、系列化和推广应用。⑤开发多媒体监控和仿真系统、三维仿真计算机管理系统，实现管理信息化和智能化。⑥深入研究和充分利用信息技术，重视隧道动态设计与动态施工，提高施工技术水平。充分利用先进的监测技术和方法，特别是三“Ｓ”技术等，建立对地表及地下产生形变、位移的数据库，并开发有关自动评判分析系统；进行有关地表荷载及地下空间开拓的仿真模拟试验，以探索自然及人工开拓的复合因素作用下，地下工程施工一地质一生态环境的相互作用机理与耦合效应，为地下工程安全评价提供依据。通过不断积累和总结，及时修订相关规范和技术标准。⑦制定相应的有关城市地下工程规划、勘察、设计、施工等技术和经济方面的法规、标准等，以保证有法可依，有章可循；引进、消化、吸收国外先进管理方法和经验，进行本土化改造和自主创新研发，从制度上给予科学合理的保证。⑧牢固树立和坚持技术可行、安全可靠、经济合理、环境优好的理念和原则，综合、灵活地运用各种可能技术手段，适应于城市地下工程未来的大型化、深层化、综合化、复杂化等发展趋势。努力实现城市地下工程施工新技术（新材料、新机械、新工艺）与规划勘察技术、设计计算技术、环境保护技术、安全防灾与管理技术等的配套化、系列化、规范化和国际化。
参考文献：
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地下建筑结构论文 篇3
关键词：地下建筑结构；多媒体；引导式教学
作者简介：邓祥辉（1976-），男，四川德阳人，西安工业大学建筑工程学院，讲师。（陕西?西安?710032）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0074-02
一、开设地下建筑结构课程的必要性
21世纪是地下空间快速发展的时代，各国对地下空间利用和开发的规模和速度前所未有。近些年，我国在高速公路、水利水电工程、城市地铁、铁路工程、矿山工程、城市地下空间利用等方面发展很快，各种大型的地下建筑结构越来越多。这些地下工程的建设，使地下建筑结构的设计和施工水平取得了很大的提高。“地下建筑结构”是岩土工程、地下工程、隧道工程、道路与桥梁等专业的主干课程之一，普遍来讲，很多院校开设“地下建筑结构”课程的时间都比较短，不可避免的存在一些问题。因此，该课程应该在教学模式上，教学方法上适应地下工程快速发展的形势需要，进行必要的教学改革和探索。
二、“地下建筑结构”课程特点
“地下建筑结构”课程一般在大四上学期或者大三下学期开设。虽然在之前已经开设了“土力学”、“ 结构力学”、“ 水力学”、“ 工程地质”等课程，但由于“地下建筑结构”课程的特点与很多课程相差较大，学生学习常常不知所措，感到困难。概括地讲，地下建筑结构有三个显著特点：第一，地下建筑是在地层中修建的，结构和岩土体会相互作用和制约对方的变形；第二，地下建筑的介质——岩土体，是非均质、非线性的，其本身的物理、力学性质会因时而变，因空间不同而各异，这种不确定性给地下建筑结构的设计和施工带来了很大的困扰；第三，降雨、地下水位的变化，对地下建筑结构的安全性影响也很大，考虑水荷载的变化是一个重要问题。因此，相对于地上建筑，地下建筑结构的这些特点会给设计和施工带来很大的困难，在讲授本课程时，必须强调地下建筑结构和周围介质的相互作用的特点和环境的不确定性，对学生掌握地下工程的基本概念、计算方法和设计程序是非常重要的。[1]
三、目前教学中存在的问题
1.教材的问题
选择一本好的教材可以使教学达到事半功倍的效果，然而在实践过程中，地下建筑结构的教材只有寥寥几本，使用较多的一本是同济大学朱合华教授主编的《地下建筑结构》，另外一本是中国地质大学陈建平教授等编写的《地下建筑结构》。[2]相对来说，前者是在老教材《岩石地下建筑结构》和《土层地下建筑结构》基础上编写而成的，体系完整、内容很全面。[3，4]而后者主要侧重于岩石地下建筑结构，内容范围比较狭窄。教材的种类相对于全国188个土木工程专业，几十个学校开设地下建筑结构课程来说，明显偏少。而且由于开设本课程的学校学生水平参差不齐，所以教材是否合适不同层次和水平的高等院校也是一个大的问题。
2.课程内容较难，学生不容易掌握
地下建筑结构研究内容涉及土力学、岩石力学、结构力学、工程数学、水力学、水文地质、工程地质、工程实验学等多门学科，需要学生具有扎实的基础和专业知识。根据地下建筑结构所处的介质不同，可以分为土层地下建筑结构和岩石地下建筑结构。而不管是土层还是岩石地下建筑结构，对于荷载、计算模型、计算方法、可靠度理论等则属于共同的理论和方法，涉及很多具体形式的地下结构，如土层的沉井、地下连续墙、盾构隧道、基坑支护、沉管等。岩石地下建筑结构则主要是隧道、地下洞室、斜井、竖井等结构形式。每种结构形式的计算、设计方法不尽相同，这对学生理解和掌握有一定的难度。但对学生而言这不是最难和最重要的，最难和最重要的是教师如何把这些不同结构形式中带有共性的理论深入浅出的讲透彻，便于学生理解和掌握。
（1）确定地下建筑结构的荷载比较复杂。对土体这种孔隙介质而言，经常由于地下水的存在，要明确什么情况下采用水土合算还是水土分算的问题。如果是岩体，在地下水的影响下，水荷载的确定还跟岩体本身是孔隙介质还是裂隙介质有关系，这就很复杂了。另外，对于地下洞室还会涉及深埋与浅埋的问题，由于深埋结构和浅埋结构对应的荷载差别很大，所以讲透深埋隧道和浅埋隧道的判断标准，可能比简单讲计算公式和应用公式更为重要。
（2）计算方法的选择。地下建筑结构的计算方法主要两种，一是荷载-结构法，二是地层-结构法。荷载-结构法与一般地上结构计算方法相同，学生比较容易理解。而地层-结构法要考虑地下结构与周围介质的相互作用和共同变形，采用的方法很多比如有限元法、有限差分法等，这些方法学生不容易理解和掌握。
（3）地下结构可靠度理论分析是结构计算与数学结合的一种结构可靠度分析理论。由于理论本身以及涉及的验算点法、JC法以及蒙特卡洛法等非常抽象、学生理解难度较大。加上现有的本科相关教学内容中，这部分基本上是大篇幅的理论介绍和理论推导，学生很难理解，更不要说应用了。
（4）对于具体的结构形式如隧道、盾构隧道、地下连续墙等结构的计算，结合工程实例讲解太少，有些则过程过于简略，不利于本科学生学习。
3.课程学时较少，内容太多
地下建筑结构既包括土层地下建筑结构，也包括岩石地下建筑结构，以同济大学的《地下建筑结构》为例，课程总共有16章内容，内容几乎涵盖了地下建筑结构的绝大部分内容。这么难的一门课程，如此多的内容，在各院校的实际教学中不可能全部讲授。西安工业大学（以下简称“我校”）开设课时只有40学时，教学工作时间紧，任务重，难度大。因此，对很多章节就只能粗略地介绍。有些经典力学问题的推导过程只能点到为止，仅要求学生掌握其假设条件和使用条件，能正确使用其公式即可。
四、课程教学实践中的几点思考
1.优选教学内容
针对教材较少，而且教材主要是根据同济大学和中国地质大学的学生实际情况编写的，与很多院校学生情况差异很大的情况，我校在实际教学中主要是根据本科教学大纲和课时安排，科学地编辑教学内容，有意识地将目前国内外的地下工程重大研究进展和工程实践介绍给学生。例如对比较抽象的可靠度理论，主要结合例子讲解中心点法、验算点法以及JC法在例子中的应用，这样讲学生学习效果比单纯的理论推导效果更好。同时，根据学生情况，结合多年的教学实践，逐步采用自编讲义，取得了一定的效果。在地下连续墙设计中，采用某基坑工程进行实例讲解，从力学计算，支撑的设计，到与施工开挖的结合进行完整的计算，使学生更直观地掌握整个设计、计算过程。
2.板书与多媒体教学相结合
传统板书的优点是条理清晰、推导过程学生可以同步，理论推导学生理解更容易。而缺点是板书占用了大量的课堂时间，传授的知识量、信息量相对较少，特别对于那些不能生动地用言语描述的内容，例如图片、声音和动作等效果较差。而多媒体的优势是信息量大、可以运用图片、声音等生动体现讲解内容。因此，对于理论推导部分，如弹性地基梁、可靠度理论等采用板书方式，而对于地下建筑结构的形式、施工过程、设计布置等则采用多媒体，让学生更直观和生动的学习，效果更好。另一方面，地下建筑结构重大技术的视频播放可以给学生以震撼的视觉效果，激发他们的学习热情。
3.引导式教学培养学生的创新能力
传统的教育方式中，教师更注重传授知识本身，这就产生了一个问题，很多时候学生都是被动地接受知识，很少主动思考问题。在教学过程中引出比较有影响的工程或者引起很大争议的工程，提出这些工程或者工程引起争议的原因或背景，引导学生积极思考和探讨，才能取得较好的实际效果。例如在讲盾构隧道时，以2008年杭州地铁事故为例，列出了业主方、施工方争议的背景和焦点，并结合工程实际施工和设计进行分析，提出很多问题让学生自己分析和思考，提高了学生学习的积极性、主动性，产生了较好的效果。
五、结语
地下工程近些年发展非常快，工程设计和施工需要大量拥有扎实知识和创新能力的合格工程专业人才。在本课程的教学中有针对性地培养学生的实践能力、创新意识、独立思考和解决问题的能力具有很大的理论和实际意义。
参考文献：
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建筑地下室结构设计分析 篇4
就建筑工程设计中的重点与难点的进一步讨论, 不仅有助于提升行业内对地下室结构设计部分, 技术能力的提升, 也对建筑行业整体工程的质量提升有一定影响力, 对于提高目前国内的工程设计中地下室方面的设计整体能力具有实效性帮助。关于地下室的设计, 存在多个关键点, 设计者要正确对待这些关键点, 才能够在建筑施工设计中, 实现我国建筑地下室结构设计水平的不断提升。现将设计中的相关的关键点逐一进行论述。
1 当下建筑地下室结构的设计特点
如今我国建筑物规模不断增大, 地下室在建筑中存在的功能性也逐渐呈现出多元化的特点。从最初的单一的储存功用到现如今的地下停车场以及各类大型商业场所、人防工程等多功效结构的结合。这就要求地下室结构在规划设计方面符合更加高标准。不但要求设计人员具有更专业的设计水准, 而且要求设计人员具有前瞻的设计理念。
建筑地下室结构设计是建筑整体设计的根本, 故而对建筑地下室结构设计人员来讲, 其工作的重要性不可小觑。
综上所述, 现代建筑地下室结构设计的特点, 主要体现在设计难度较大、设计要求较高、设计专业性以及实践性较强等几个方面。
2 建筑地下室结构设计的主要内容
通过以上建筑地下室结构设计的分析, 我们认识到现代建筑地下室结构设计的几大特点。作为从事建筑地下室结构设计的工作人员, 在工程设计额过程中就要切实掌握如下要点:
2.1 建筑地下室的平面结构设计
在建筑地下室的平面结构设计当中, 我们要做到注意其承重力以及空间的合理布置, 这一点是在建筑地下室设计中的关键点之一, 但是此一关键点存在的影响相对比较小[1]。如:在民居的设计当中, 地下室的设计就应当最大程度地压缩各个房间的空间大小。以便分割更多的地下室房间, 使建筑地下室的实用价值最大化。而酒店宾馆等的地下室设计首先考虑的是停车场的设计。这就要求在保证地下室的承重能力符合要求的情况下, 最大程度地体现空间大结构设计。
建筑地下室的平面结构的设计, 要在综合开发商的建设意图、建筑物的承重能力及其功能等三方面的基础上进行, 从而以保证该设计理念的功能性、科学性及合理性。
2.2 建筑地下室结构设计的抗渗抗浮性能
建筑地下室的抗渗能力、抗浮能力的设计也是非常重要的一个环节。使用过程当中, 建筑物除了会遭遇到地震破坏还会经历暴雨水分下渗等不可抗力干扰的情况。这就要求在设计理念里, 必须要相应采取一系列的措施来抵御和提高其抗渗能力及抗浮性能。
尽量地在施工中加大地下室部分的重量。具体措施以施工中采用基板加载的方法和边墙和顶板加载的方法, 在科学的建筑设计具备的条件下, 尽量提升建筑基坑的底部设计高度。这样设计便可在一定程度上使地下室起到抗浮抗渗能力。地下室设计中合理的多些宽扁梁和无梁楼盖的应用, 如此可以尽量地降低地下室的高度, 来降低地下室的抗浮水位。这亦是增加建筑地下室性能的有效方法。
2.3 建筑地下室顶板结构的设计
顶板部分是地下室连接上层建筑的粘合部位, 地下室顶板的设计十分重要。顶板设计要在充分考虑科学高度的基础上进行, 并且要充分考虑对土层的保护。顶板设计更是关系到地下室及其上层建筑整体功能的协同性[2]。准确地计算取得的地下室承载能力的数值, 要充分考虑到设计中可能存在的各类干扰因素。
某些功能性的建筑物, 其地下室结构设计还必须要考虑到防爆能力。以保证能够抵御爆炸冲击下带来的压力, 很好地稳定整体建筑。设计者必须充分考虑地下室顶板设计存在的各类因素, 以避免设计漏洞, 引发严重后果。
2.4 外墙结构的设计
混凝土、水、钢筋的比例问题是地下室外墙结构设计的重点。建筑地下室外墙承受着来自两方面的压力:分别是竖直方向的力和水平方向的力[3]。竖直方向的压力是指:上层建筑本身质量所带来的压力;水平方向的压力是指:由来自横向土层的挤压力。此外, 地下室还要能够承受自然灾害给带来一定压力。设计理念中就必须充分考虑到建筑地下室将要承受的各类外在压力情况, 从而科学的设计以增强多种外力情况下的荷载能力。
2.5 建筑地下室结构抗震能力设计
抗震性能是现代建筑设计中的要点。这一特点亦是建筑地下室结构设计中所要考虑的重点部分, 尤其是在地震的多发地带, 建筑物的高度与地下室的深度成正比。另外地下室墙壁的结构设计、材料的选择等方面都是决定其抗震能力的关键。建筑设计中, 要依据建筑的实际情况, 来对其地下室的墙壁科学地进行加固处理。
2.6 结构设计超长情况的处理
在某些情况下, 地下室的结构会出现超长的情况。这种情况对地下室工程的质量造成一定影响。有必要采取相应的处理方法以规避弊端。建筑地下室结构易在环境本身带来的压缩力下, 造成裂缝现象。
一般情况下, 可采取增设后浇带的方法或采取在混凝土中掺入微膨胀剂的技术手段, 并同时做膨胀加强带设计, 提升钢筋混凝土抗拉力等方法来预付地下室在结构超长情况下产生的裂缝现象, 从而以保证建筑地下室的工程质量。
3 结束语
综上所述, 建筑地下室结构的设计在建筑工程设计中举足轻重且较为复杂。建筑地下室结构设计是否具有科学性、合理性, 对建筑的工程质量以及工程造价、建筑结构安全等各方面有直接影响。建筑设计者在考虑设计方案时, 必须充分考虑到各类影响因素的存在, 并通过一系列合理可行的技术手段, 来进行优质的设计, 以提升建筑质量, 增强整体建筑的稳定性和实用性。
摘要：在建筑技术水平的不断发展的今天, 地下空间利用被越来越重视, 地下工程设计的难度与精度也随着加大。工程的施工质量取决于地下环境的性质、工程所在的位置以及相关的地理条件、地下室的抗浮能力、地基沉降程度等因素。本文就地下室结构设计所涉及的的几个方面进行分析。
关键词：建筑地下室,结构,设计
参考文献
[1]地下工程防水技术规范[S].GB50108-2008.
[2]建筑地基基础设计规范[S].GB50007-2011.
地下建筑结构论文 篇5
摘 要：文章结合某工程对超长地下室结构裂缝控制进行分析研究，并全面介绍该工程超长无缝设计及施工处理方法，希望为今后类似工程的设计提供参考。
关键词：超长建筑;无缝设计;裂缝控制
工程为某房产公司开发的住宅小区，设一层地下室，其建筑面积约14400m2，地下室长约190m，宽约115m，底板板厚300mm，外墙厚350mm，砼强度等级：墙、柱为C35;梁、板为C30，砼抗渗等级均为P6级。
1 裂缝成因分析
在建筑工程中，超长地下室外墙与底板裂缝的形成，是由多种因素所影响带来的收缩应力造成的。从已建成的建筑来观察，超长地下室底板裂缝呈现出：裂缝与地下室底板的长向垂直，同时，按一定的间距沿着长向分布的规律。文章将从收缩应力的角度对超长地下室底板及外墙裂缝产生的原理进行相应的分析。
超长地下室底板及外墙处在收缩变形的作用之下时，混凝土会产生从两端至中心的.位移趋势;这一趋势的产生，必然会受到地基土对其的约束，所以，底板的全载面会产生水平法向应力。通过工程实践可知，砼水平法向应力是造成底板垂直裂缝的主要应力，是设计的主要控制应力。同时，地基土对底板的约束作用，是沿着底板长向连续式的进行约束，所以，由端部至中心，混凝土底板载面上的水平法向应力，将随着地基土的约束而累积并增大，其最大值出现在底板截面的中心位置。当最大法向应力大于混凝土底板的抗拉强度时，底板中心位置将产生第一批垂直裂缝。底板开裂之后，每块底板的水平法向应力又将按相同原理进行分布，并产生下一批裂缝，如此继续下去。
2 补偿收缩砼抗裂原理
混凝土结构出现裂缝一般直接由砼干缩及温差引起，当地下室底板和外墙均采用普通砼时，干缩及温差均较大，容易产生裂缝。对于超长地下室砼结构，如果采用传统的施工方法，每隔30～40设置一条后浇带来解决砼的开裂问题，会导致施工工期延长，后浇带的清理及浇捣也非常麻烦，处理不好极易导致地下室渗漏，此外，后浇带不封闭，则需一直进行施工降水，也会导致工程费用增加。
3 无缝设计中采取的设计及施工措施
通过以上分析，本工程超长地下室的设计，即地下室砼采用膨胀混凝土，混凝土中掺入适量膨胀剂，同时每隔30m左右设置一条膨胀加强带，加强带内采用膨胀砼，膨胀剂掺量适当提高;此外，结合上部主楼设置膨胀后浇带，后浇带除上部主楼周边设置外，沿长度方向设置三条，沿宽度方向设置两条。膨胀后浇带及加强带具体做法如下：
3.1 膨胀后浇带。当前超长地下室混凝土结构的设计中，设置后浇带是常用的方法。它的主要作用是，将混凝土早期的收缩应力释放出来，减少混凝土的变形。后浇带设置间距通常在30～40m之间，设置于梁跨的三分之一位置，且应避免将其设置于大跨处。其宽度通常在800～1000mm之间，本工程采用800mm。后浇带内纵向受力钢筋处理方法一般有以下几种：(1)梁板钢筋都断开之后再搭接，此种方法会导致梁钢筋焊接、搭接处理困难，质量很难保证，易造成结构隐患;(2)梁板钢筋都不断开，施工方便，但钢筋会约束混凝土的收缩，进而影响后浇带的效果;(3)梁钢筋不断，板钢筋断开，这样能大量减小钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束，同时避免梁钢筋全部焊接、搭接的困难。后浇带经过跨的梁板配筋适当加大。
3.2 膨胀加强带。由于后浇带部分不可以和主体一起施工，给施工带来了：钢筋裁断之后需要焊接、搭接;后浇带两侧要设可靠的支撑;影响模板的周转、延长工期、使得施工和降水变得更加复杂，如果处理不当很容易留下隐患;后浇带混凝土的凿毛和清理麻烦等问题。本工程每隔30m左右设置一道膨胀加强带，带宽2m，两侧设密孔铁丝网，加强带外侧为普通膨胀砼，到加强带时改用大膨胀混凝土，设置加强带可以连续浇捣超长砼结构。此外，在加强带部位设置了附加钢筋。
4 设计措施
在设计时，应当注意一下几点：(1)材料选用：应按《混凝土膨胀剂》和《混凝土外加剂应用技术规范》的规定选择膨胀剂，其具体掺量应通过实验确定。(2)构造措施：合理提高超长地下室墙、板受力钢筋配筋率，墙、板受力钢筋应以细且密的原则设计，由于墙体的养护和施工易受外界温差的影响，很容易产生竖向的裂缝，所以，应以细且密的原则设计墙体水平筋。墙体水平构造筋之间的间距最好小于150mm，并应适当控制其配筋率，另外，墙的中部应当加密水平筋之间的间距。(3)混凝土的收缩率和其强度的等级成正比，所以，不能用等级太高的混凝土浇筑地下室，通常不能超过C40。地下室通常都选择自防水混凝土，应注意地下室底板及外墙的防水施工，设置多道防护线，在地下室的防渗漏方面也是很重要的。
5 施工措施
5.1 底板混凝土可选择90d或60d强度，来减少水泥的用量，降低混凝土的早期水化热。
5.2 确保膨胀剂的掺量准确。
5.3 如果施工条件充足，浇筑完混凝土之后，在其顶部可设水管慢淋对墙体进行养护，有良好的效果。
5.4 混凝土的振捣和布料应当按照施工规范进行，以保证混凝土振捣匀质、密实。
5.5 在完成地下室施工后，应当及时覆土回填，同时尽快做好墙体的围护结构。
5.6 在工程建设中，超长地下室的混凝土养护工作是非常重要的，只有采取保湿养护膨胀混凝土的方法，才能更好将其膨胀效应发挥出来。
6 结语
本工程控制地下室裂缝可分为“堵”和“疏”两种方法。以“堵”为主，控制裂缝的产生，对施工图进行优化，严格控制混凝土配合比，对混凝土的浇捣及养护严格把关;以“疏”为辅，在地下室适当部位设置后浇带，尽量减小混凝土约束应力的积聚，以达到控制裂缝发展的目的。
参考文献
[1] 游宝坤，李光明，王栋民.超长钢筋混凝土结构UEA无缝设计施工[J].建筑结构，(6)：21～23.
[2] 王钐瞪，工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，.
地下结构与构造设计探讨 篇6
【摘 要】为了符合目前国家的政策，许多房屋都要设置地下室，不过在地下室结构设计与抗浮验算设计，现行国家主要结构设计规范并没有明确的规定。每人有不同的想法和思路，最终引来不一样结果。由于地下室成本占整个房屋建筑成本比率较大，因此如何正确把握地下室结构设计和构造很重要，作者结合国家规范和地方标准，提出地下室结构设计和构造设计基本思路和方法，以便正确快速进行地下室结构设计和构造设计的确定，减少浪费，节约地下室投资。通过本文，在以后的地下室工程的设计过程中，可以引导他人能正确，快速进行地下室结构设计和构造设计确定。
【关键词】地下室；结构设计；构造设计
目前情况下，地下室设置比较普遍，许多房屋都要设置地下室，不过在地下室结构设计与抗浮验算设计，现行国家主要结构设计规范并没有明确的规定。作者结合国家规范和地方标准，提出地下室结构构造设计与抗浮设计过程的想法，供设计人员探讨、参考。
1.地下室设计中有关规范的选用
在地下室设计计算过程中选用的现行规范有：《混凝土结构设计规范》，《人民防空地下室设计规范》，《地下工程防水技术规范》，《种植屋面工程技术规程》，《建筑结构荷载规范》（2006年版）等。
2.地下室的各种荷载选取
2.1地下室顶部
（1）上部覆土：根据地下室顶板上部的实际覆土情况进行计算。
（2）消防车道：双向楼盖（板跨不小于6m×6m），无梁楼盖（柱网尺寸不小于6m×6m）按20KN/m2计算。单向楼盖（板跨不小于2m），按35KN/m2计算。
（3）活荷载：按5KN/m2取值。
（4）水荷载：根据地下室顶板上部的实际水位情况进行计算。
2.2地下室侧墙荷载
（1）地下室顶板以外以上部分覆土引起的侧向压力。一般侧压力系数取0.5。
（2）地下室侧向土压力：地下水位（抗浮设计水位）以上土侧向压力。地下水位（抗浮设计水位）以下土侧向压力。
（3）地下室侧向水压力。
（4）地下室外周边地面活荷载：10KN/m2。
（5）人防荷载：按《人民防空地下室设计规范》取值。
2.3地下室底部荷载
（1）地下室底部水浮力。
（2）地下室底板自重及底板上覆土自重，底板上面层自重。
3.地下室的各种计算系数选取
（1）防水混凝土等级：按《地下工程防水技术规范》
（2）防水混凝土结构底板的混凝土垫层强度等级不应小于C15，厚度不应小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm。
（3）防水混凝土结构，结构厚度不应小于250mm。
（4）裂缝宽度不得大于0.2mm。
（5）钢筋保护层厚度应根据结构的耐久性和工程环境选用，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。
（6）《人民防空地下室设计规范》规定：承重钢筋混凝土外墙的最小厚度为200mm。
（7）混凝土结构设计规范》中规定当对地下室墙体采取可靠的建筑防水做法或防护措施时，与土层接触一侧钢筋的保护层厚度可适当减少，但不应小于25mm。保护层厚度大于50mm时采用钢筋网片保护。在设计中一般情况下与土接触的保护层选用为40mm并做好建筑防水面层。这样既满足了《地下工程防水技术规范》，又满足《混凝土结构设计规范》。
（8）混凝土等级：《人民防空地下室设计规范》规定：混凝土强度不应低于C20。一般情况下，混凝土强度等级宜低不宜高，常用C30，当地下室外墙有上部结构的承重柱，混凝土强度等级较高，此时进行局部受压验算。满足局部受压要求。
（9）各种力的分项系数：（竖向受力从上往下时）。
恒载：对结构不利时按1.2（对由永久荷载效应控制的组合时取1.35），对结构有利时按1.0。
活载：对结构不利时按1.4，对结构有利时按0.0。
地下水压力：水位不急剧变化的水压力按永久荷载考虑，水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑。
土压力：土压力引起的效应为永久荷载效应，当考虑由可变荷载效应控制的组合时，分项系数取1.2，当考虑由永久荷载效应控制的组合时，荷载分项系数取1.35.侧墙土压力宜取静止土压力。
4.裂缝控制
（1）地下室侧墙：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm（通风良好）。
（2）地下室底板梁板：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm。
（3）地下室顶板梁板：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm。
但设计时底板梁板，顶板梁板采用0.25mm控制裂缝。
5.地下室各种材料
（1）水泥品种宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
（2）宜选用坚固耐久、粒形良好的洁净石子，最大粒径不宜大于40mm，泵送时其最大粒径不应大于输送管径的1/4，吸水率不应大于1.5%，不得使用碱活性骨料，石子符合国家现行规定。
（3）砂宜选用坚硬、抗风化性强洁净的中粗砂，不宜使用海砂，砂质量符合国家现行标准。
（4）防水混凝土中各类材料总碱量（Na2O量）不得大于3kg/m3，氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.1%。
6.地下室计算
作者建议：北方缺水地区参考北京规定，南方富水地区参考广东规定。
6.1地下室顶板计算
地下室顶板：结构可分为梁板式或柱板式结构，可用PKPM建模，按SATWE进行计算。
6.2地下室侧墙
一般情况下，把楼板和基础底板作为外墙板的支点，按单向板（单跨、两跨或多跨）计算，顶板处按铰支座，楼层处为连续梁铰支。基础底板处按固端（当基础底板厚度小于侧墙板时按铰支座）。地下室底板：结构可分为筏板式或抗水板式结构，按PKPM中的JCCAD进行计算，或按倒楼盖进行PKPM建模，按SATWE进行计算。
7.构造设计
7.1后浇带
地下室长度超过40m时，宜每隔20-30m设置后浇带一道，其宽度一般不小于800mm，后浇带位置宜在距柱或距墙的中部1/3范围内。后浇带混凝土强度提高一级，采用微膨胀砼，时间不得小于后浇带两侧砼浇灌完毕后1个月。后浇带防水构造见《地下工程防水技术规范》P47页。
7.2变形缝
变形缝处混凝土结构厚度不应小于300mm。
变形缝最大允许沉降差值不应大于30mm。
变形缝宽宜为20-30mm。
7.3桩头防水设计
桩头防水构造见《地下工程防水技术规范》P54页。
8.结语
在地下室各种荷载选用中，一定要以建成后的现场实际情况为依据，满足各种受力情况。在地下室各种计算系数的选用中，一定要符合现场的实际情况，分析对结构有利还是不利来确定系数值。对地下室的裂缝控制，要从建成后实际情况来确定裂缝宽度。选用地下室材料时，各种材料一定要满足现行国家规范。对地下室的抗浮验算中，要分南方北方地区的实际地下水位情况，来定抗浮系数。在结构计算中要明确简化结构模型的方法。在地下室结构构造设计中，超长结构要设置后浇带，变形缝，要明确墙板钢筋布置方法，钢筋搭接位置。总之，地下室设计过程中，首先选用各种荷载，各种系数正确无误，其次要有正确的结构计算方法及正确构造设计。这样才能保证地下结构的安全，经济，适用。
【参考文献】
[1]张卫东.基于总体教育理念的宽口径“混凝土结构”课程教学改革[J].中国建设教育，2007（12）.
[2]陈凯，李永刚，谢攀，李东南，陆金驰.“混凝土结构设计”教学改革探讨[J].中国建设教育，2012（Z3）.
地下建筑结构论文 篇7
由于这类建筑体自身的独特性非常多, 所以, 如果其一旦出现火灾的话, 问题必然会非常严重。通常来讲, 其有许多的不利现象, 比如烟气气温非常高, 而且无法有效地扩散, 常会导致后续的火源发生。而且毒气很厉害, 不利于进行扩散。而且无法有效地补充氧气, 不利于将人员进行救助, 要想扑灭要耗费非常久的时间。
2 救助时要遵循的理念
2.1 要结合灾情的具体特征, 开展救助工作
在这类建筑体中, 如果发生火灾的话, 其必然会非常的严重, 通常会有非常浓烈的烟雾和有毒气体等产生, 不利于开展救援工作, 其中的过道不是很宽, 而且扑救活动要耗费非常久, 在指导活动的时候要求速度, 而且要分析好具体的情况, 积极地开展救援工作。
2.2 做好通信工作, 开展综合化的指挥活动。
地下建筑发生火灾后应由公安消防队指挥员、单位负责人及有关职能部门组成火场指挥部, 统一部署灭火。要加强火场通信联络, 成立通信小组, 组成地上、地下联络网, 在无线电设备不能发挥作用的情况下, 采取灯光、音响、施放安全绳等途径及时与地面取得联系, 反馈信息。
2.3 贯穿落实管控第一, 扑灭第二的原则
地下建筑火灾中高温烟气与风流混合流动, 易引起新火源, 要控制住通风, 同时利用防火墙、防火门等设备将火势尽量控制在地下建筑的局部范围, 阻止火势蔓延。
2.4 合理的调节扑救力量, 切实开展好前期准备活动
这类建筑体出现灾情之后, 其能见性不好, 而且非常的危险, 救援工作无法有序进行。所以当发生之后, 要充足的调节扑救组织, 要结合具体的救援情况开展救助工作。在开展深层次的活动之前的时候, 应该组成有效地救助组织, 要做好个体的防范工作, 而且要佩戴必须的设备要素。
2.5 合理的救助工作者, 确保物资安全
第一出动力量到场后要积极利用照明灯具与单位技术人员配合, 有序地引导人员疏散, 利用喷雾水枪保护, 深入内部实施救援, 对于洞口重要物资要组织人员疏散, 对于难以疏散的物资要积极组织水枪进行冷却保护。
3 群众撤离和排烟综合测试活动简述
3.1 多渠道排烟效果明显
演练测试中发现, 在诸多排烟方法中, 综合利用无后座力喷雾水枪和移动式负压排烟车、排烟机排烟的效果会好, 排烟所用时间大大减少。
3.2 排烟系统与送风系统有效结合
在测试中发现, 现有的与地下建筑的固定排烟系统配套使用的送风口大多安装在建筑空间的顶部, 当送风机启动后, 易造成烟气流动混乱, 烟气呈弥散状, 排烟机在向外排烟的同时, 送风机不断送风, 造成总烟气量增加:单独利用地下建筑固定排烟系统排烟, 所用时间较长, 效果也不明显。建议将送风机口安装在地下空间的底部, 以形成烟气对流, 加速烟雾排出。
3.3 确保前线工作者的装置有效
当灾情出现的时候, 救援者通常处在非常浓烈的烟雾之中, 其能够看到的距离非常近, 假如不落实好装备配置工作的话, 就容易使得他们吸收非常多的烟雾, 使得疏散活动无法顺利开展。除此之外, 在浓雾情况中, 一些指示信息通常是看不到的, 进而使得后续的救援活动无法顺利的开展。
4 以地下商场为重点进行灾情救助活动
4.1 要切实遵照灭火理念
(1) 要将人的救助当成是最为关键的事项。 (2) 认真地分析最佳的进口。最好是那些没有大的烟雾的区域。 (3) 选择多个区域开展, 依次开展救助活动; (4) 如果没有人的时候, 最好是使用毒性措施。
4.2 救助方法
4.2.1 分析具体情况:
(1) 通过外在的观察, 并且积极的询问相关工作者。及时的分析灾情的具体特征以及其他的一些相关事项。 (2) 通过控制处开展全面的分析活动, 获取消防体系的运行状态; (3) 深入内部侦察:被困人员数量、所处位置以及疏散抢救路线;起火点的准确位置、燃烧物质的性质;火灾范围、蔓延方向以及进攻路线和堵截阵地。
4.2.2 积极的确保群众撤离:
(1) 通过广播等来安定群众的心情, 进而使用多种措施来确保撤离活动开展顺利。 (2) 在确保群众撤退的时候, 要切实按照如下的步骤开展, 第一是进出口区域, 然后是过道等。
4.2.3 组织火场供水:
(1) 启动消防泵向室内管网供水; (2) 利用水泵结合器由消防车向管网供水增压。
4.2.4 有效实施火场排烟。
利用排烟口、出入口自然排烟、机械排烟、喷雾水排烟、高倍数泡沫排烟、强行凿洞排烟和大功率消防排烟装备等排烟。
4.2.5 火场通信:
(1) 在出入口设置中转台, 形成地下、地上接力通信; (2) 铺设临时电缆线, 利用电话通信; (3) 采用地下延长车载电台天线作为馈线方式通信; (4) 利用通往地面的金属管网和无线电台天线连接通信; (5) 利用安全导向绳设定暗号, 进行地下、地上联络。
5 落实好工作保障内容
5.1 做好警力保障活动
辖区大、中队为第一出动力量, 消防特勤大队和邻近大、中队为增援力量。在值班警力无法满足灭火救援需要时, 消防支队召集各大、中队备勤警力, 保证投入灭火救援力量的补充和轮换。
5.2 做好设备相关的活动
要确保有足够的防护设备, 还要保证照明灯一系列的装置数量充足。深入场地的工作者要认真地分析设备运作时候出现的不利现象。
5.3 做好后勤工作
要确保前线的扑救工作者的饮水吃饭得以保障, 确保其体力充足。
5.4 做好通信工作
通过分析其具体特征, 使用形式多样的通信措施, 以此来保证扑救活动顺利开展。
6 开展扑救活动的时候要关注的要素
(1) 全部的进入其中开展救扑救工作的人员要做好自身的防护工作, 确保自身安全。 (2) 严格控制深入地下灭火人员的数量、时间, 及时组织人员进行替换。 (3) 合理的选取其入口, 而且要认真记录出入的员工。而且要做好戒备活动, 只允许离开, 严禁入内。 (4) 通过广播等形式来进行群众撤离活动, 要控制好群众的心情, 要告知其撤离的区域, 防止发生动乱现象。 (5) 如果有许多群众等待救援的话, 此时在扑灭的时候不应该使用那些具有强烈毒性的物质。 (6) 如果是在地铁隧道里面的话, 由于其中的线路非常多, 在扑救的时候要防止出现触电现象。
结语
文章通过论述地下商场, 指出了应对灾情的具体方法和理念, 进而期待合理的应对灾情, 为后续的应对活动提供必要的基础保障。
摘要：由于经济高速前进, 城市化步调也在提升, 许多地下的商场等逐渐的出现在我们的生活中, 其不仅面积非常庞大, 而且功效很多, 为群众的生活带来非常多的有利条件。不过由于其非常的封闭, 而且人员的流动性很强等的一些特点, 使得它一旦发生火灾之后, 后果非常的恶劣。
关键词：地下建筑,火灾,救援,措施
参考文献
[1]张丽敏.地下商场火灾特点及灭火战斗原则[J].武警学院学报, 2009 (02) .
[2]吴凤.大型地下商场火灾安全疏散性能化设计研究[D].西安科技大学, 2005.
地下车站结构抗震分析 篇8
关键词：地下结构,反应位移法,时程分析
0 引言
随着地上交通的日益拥挤, 地铁地下车站成为缓解交通问题的重要形式。近年来, 我国的地铁建设发展迅速, 地下结构的设计规范也日趋完善, 但对地下结构抗震方面的研究相对欠缺。实践证明, 地下车站结构一旦遭受震害, 震后修复工作将十分困难, 地下交通也会受到很大影响。因此, 研究地下结构的抗震问题具有重大意义[1,2]。
为了研究地下车站结构的抗震性能, 本文运用SAP2000对车站标准段建立二维模型, 然后分别进行静力计算和抗震分析, 得出结构在地震作用下的受力特性, 为工程实践提出建议[3,4,5,6,7,8,9,10]。
1 工程概况
本文以哈尔滨地铁2号线文化宫站为工程背景, 建立有限元模型并进行静力计算和抗震分析。
1.1 车站结构基本概况
文化宫站位于中山路工人文化宫附近, 沿中山路布置, 呈西北—东南走向。文化宫站为地下2层标准岛式车站, 车站内包尺寸为224.2 m (长) ×18.3 m (宽) /22.1 m (盾构加宽处) , 站台宽度11.0 m, 地下1层为站厅层, 地下2层为站台层。标准段地面标高取136.39 m, 底板埋深约为17.36 m, 顶板覆土厚约4 m, 结构总高度13.36 m, 文化宫站抗浮水位为128.50 m。车站主体结构尺寸见表1, 车站结构标准段横剖面见图1。
mm
1.2 工程地质条件
根据哈尔滨地铁2号线岩土工程勘察报告资料, 选取WHZC-01钻孔的地层参数并综合考虑站区地质条件进行计算, 场地土参数见表2。
2 计算模型与计算方法
文化宫站为地下2层单柱双跨现浇钢筋混凝土长条形箱形框架结构, 内部结构横断面为板式箱形框架。结构计算模型为支承在弹性地基上的平面框架结构, 结构底与土层之间的连接用弹簧模拟。本站分布均匀、规则且纵向较长, 标准段为典型纵向平面受力结构, 故沿纵向取单位长度进行典型断面结构分析。抗震计算分别采用反应位移法与时程分析法, 计算时假定结构侧墙和地层之间通过弹簧相互作用, 弹簧刚度根据土层的物理性质确定。
2.1 静力工况标准段结构内力计算
静力工况下结构计算采用荷载结构模式, 采用有限元结构计算程序SAP2000进行计算分析。标准断面结构的计算简图见图2。
2.2 反应位移法
采用反应位移法进行地下结构地震反应计算时, 考虑三种力的作用:土层位移产生的等效荷载、结构自身惯性力和结构周围剪力, 计算模型采用梁单元, 周围土体用地基弹簧模拟。反应位移法计算简图如图3所示。
2.3 时程分析法
地下车站结构主要受水平地震的影响, 因此在计算中只对结构施加水平地震波。哈尔滨地区没有发生过较大强度的地震, 因此在应用软件进行地震分析时采用常用的美国EL-Centro波, 并将加速度峰值按下式进行调整:。EL-Centro波加速度时程曲线见图4。
3 计算结果
1) 静力工况标准断面内力计算结果见图5。
内力统计截面位置见图6。静力工况结构标准段内力计算见表3。
由表3计算结果可见:从整体上看, 结构下层由于受到较大的水反力作用, 产生的弯矩和剪力与上层相比较大;结构顶、底板与侧墙的交接处都承受较大的弯矩和剪力, 其中最大值出现在底板与侧墙交接处。另外, 在顶底板与柱结合处也有较大的内力产生。所以在设计过程中, 为了防止出现破坏, 在内力较大的位置应采取一定的加强措施。
2) 反应位移法计算结果见图7。
3) 时程分析法计算结果见图8。
主体结构标准段反应位移法与时程分析法内力计算结果对比见表4。
将分析结果进行对比可知:选择不同抗震计算方法, 得到的结构内力计算结果有差异, 反应位移法计算得出结构的最大弯矩发生在底板与侧墙交接处;而运用时程分析法, 得到结构的最大弯矩发生在结构顶板与侧墙交接处。因此, 在做结构的抗震计算分析时, 应选取不同的计算方法进行对比分析, 综合考虑结构在地震作用下的内力。
4 结语
1) 通过对静力法、反应位移法及时程分析法的计算结果比较发现, 反应位移法得到的结构内力最高为静力分析所得内力的46%, 时程分析法得出的结构内力最高可达静力分析内力的75%, 所以在实际的地铁车站设计中必须考虑结构的抗震要求。
2) 结果表明, 时程分析法得到的内力在结构上层起控制作用, 反应位移法得到的内力在结构下层起控制作用, 总体而言, 反应位移法计算结果相对较小。作为一种静力分析方法, 反应位移法不能准确模拟动态的地震作用, 分析结果可能存在安全隐患。
3) 通过建立有限元模型, 对结构进行静力计算和抗震分析, 可以发现:结构顶板、底板中部, 两侧墙与板交接处应力和变形较大, 容易破坏。因此在地下车站结构的设计和施工过程中, 对上述部位应加以重视。
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高层建筑地下室结构设计 篇9
对于地下室的结构设计工作来说, 因为影响地下室结构设计的因素有很多, 在设计的过程中要综合考虑的技术问题也很多, 例如, 地下室抗浮、不均匀沉降等问题。在建筑结构设计中, 地下室结构设计起着非常重要作用, 绝不能忽视。
1 地下室结构设计难点
地下室的结构设计复杂, 设计范围很广, 特别是结构设计要综合考虑多个因素, 如防火、坑道、通风、采光、人防要求、使用功能、排水等。在建筑高层地下室长度超出设计规定长度时, 就需要在进行结构设计的过程中结合建筑结构设计专业, 最终确定是否还要设置变形缝, 从一般情况来看下应该少设或不设置变形缝, 这样做的原因是, 设置变形缝会导致建筑的防水处理工程变得更加复杂。此外, 对于具有大底盘地下室高层建筑群来说, 高层建筑的塔楼部分在使用阶段一般不存在抗浮的问题, 但是高层建筑地下室经常会存在抗浮也不能达到要求的问题。同时, 因为在进行高层建筑地下室抗浮实际的过程中, 一般只会考虑地下室正常使用的极限状态, 而对于建筑施工过程以及洪水期的重视不够, 从而导致了在高层建筑施工过程中, 会出现因抗浮能力不够而造成的局部破坏现象发生。地下室顶板是人防工程的重要部位, 需要考虑组合核爆炸力等效静荷载因素;侧墙也需要考虑侧向土、水的水平作用组合。简而言之, 高层建筑地下室防水工程是一项系统性的基础工程, 所涉及的因素很多, 如施工、设计和材料选择等因素, 所以, 造成地下室结构设计难点众多的原因概括起来有以下几个方面:抗震设计、地下室抗浮、抗渗设计、结构平面设计和外墙结构设计等。
2 高层建筑地下室结构设计的问题及解决方案
2.1 地下室层高问题
地下室层高的选取是一项非常重要的工作, 其在很大程度上影响着地下室的设计, 包括地下室基础维护的设计、地下室的抗浮设计等各个方面。具体可以采取下列几项措施来进行地下室层高的优化处理:首先, 应该采取有效的措施来尽可能地减少地下室顶板覆土层的厚度。顶板覆土厚度的确定主要考虑两个方面的因素, 一个是给排水专业雨污水管道的铺设, 还有一个是景观专业植被种植的具体需求。图1为优化后地下室剖面图。
2.2 抗浮问题
当地下水的水位过浅或者高层建筑的地下室的埋藏比较深时, 地下室里有些部分或者裙房容易出现抗浮问题, 与相关规范要求存在较大出入, 基于此, 可以按照以下措施进行改善: (1) 在设计规范允许的范围内, 进一步提高设计的基坑坑底的高度, 使得抗浮设防水位有所降低。如今, 我国高层建筑中, 使用的建筑基础地板通常有两种:a.梁板式筏板基础;b.平板式筏板基础。一般情况下, 两者的填覆土的质量以及重量基本上时一样的, 然而, 梁板式筏板基础的高度要远远高于平板式筏板基础的高度, 在确保基顶的标高相同且固定时, 使得梁板式筏板基础的埋深大于平板式筏板基础的埋深。所以, 能够使得抗浮水位有所提高, 所以相比而言平板式筏板基础更有利于解决降低抗浮水位问题。 (2) 通常在高层楼房建设时, 使用两种梁结构:a.宽扁梁;b.无梁楼盖。一般而言, 前者的截面高度要占总跨度60%左右, 就能够对地下结构的层高有所降低, 进而使得抗浮设防水位有所降低。 (3) 为了能够更好的解决地下室中存在的抗浮问题, 增加地下室的重量不失为一个最直接的方法, 此外, 还可以通过增加地下室标准的层高来解决地下室存在的抗浮问题, 但后者要将地基土的承载能力考虑在内。 (4) 一般来说解决存在于裙楼等地下室中上部建筑层数不多的部分的抗浮问题, 则需要设置抗拔桩。同时, 尤其要关注的是确定好抗浮地下水位。众所周知, 高层建筑中, 地下水位和变幅是地下室抗浮设计中最为重要的一个因素之一。在对高层建筑的地下室进行实际抗浮实际施工时, 通常只会考虑到地下室的正常使用极限状态, 缺少对施工过程、洪水期的重视, 以致于在施工时因为抗浮能力不足, 导致局部破坏。
2.3 不均匀沉降问题
(1) 裙房与高层建筑之间设置沉降缝, 使每个部分自由沉降, 互相不影响, 还可以避免由于不均匀沉降原因所产生的内力, 但在实际上, 这样做会给地下室的防渗漏、建筑的立体处理、整体稳定和基础的埋置深度带来诸多困难。
(2) 高层建筑和裙房之间采用端承桩, 将端承桩设置在坚硬的基岩上。但是这种方法耗费大量的基础材料, 不经济。
2.4 裂缝及控制问题
由于受到地下室结构木身和基坑边壁等因素的影响和约束, 地下室的外墙混凝土极易出现收缩现象, 因此, 地下室的外墙裂缝宽度通常要控制在0.2mm以内, 另外, 要根据裂缝的宽度验算来控制配筋量。在建筑工程中有许多设计是将地下室防水结构的构件计算弯矩调幅、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算、有的下端按铰接, 高层建筑地下室外墙在计算过程中漏掉抗裂性验算, 地下室底板和外墙连接的构造不是很合理, 建筑物超长未留置后浇带或设缝, 外墙施工缝或者后浇带详图没有交代, 后浇带的位置设置不恰当, 室外出入口与主体结构相连处没有设置沉淀缝等, 会导致违反设计规范, 并且会产生地下室渗透现象的发生。由于高层建筑地下室的整体超长, 在设计上应采取相应的技术手段, 有效防止建筑裂缝的不断扩大, 应采取的主要措施有补偿收缩混凝土, 即在混凝途中掺入UEA、HEA等微膨胀剂;膨胀带, 由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿;后浇带, 作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施。
2.5 地下室外墙的结构设计问题
地下室外墙对于地下室的重要作用是不言而喻的, 对于地下室结构设计来说, 设计应该注意以下几个方面的内容:
(1) 荷载计算
地下室外墙承受了多方面的荷载, 包括上部结构传来的竖向荷载以及水平荷载。然而, 在对地下室外墙进行结构设计的时候, 通常情况下, 上部结构竖向荷载所产生的内容起不到任何的控制效果, 可以发挥控制效果的还是由于水平荷载所产生的内力。在具体的应用过程当中, 竖向荷载与地震所产生的力是很难进行控制的。面墙体配筋应该考虑到垂直于墙面的水平荷载形成的弯矩, 通常情况下, 竖向荷载的压弯都不考虑在内。对于静止土压力系统需要结合具体的试验进行确定。如果实在无法开展试验, 可将黏性土的值确定为0.5~0.7, 黏土值可以确定为0.34~0.45。
(2) 配筋计算
因为地下室工程当中的临空墙以及顶板!外墙和顶板的交接部位承受很大的作用力, 因此, 要考虑到整个结构的稳定效果, 就需要把地下室侧墙外的竖向钢筋伸入到顶板当中。在具体操作的时候, 应该根据双向板来对配筋进行严格的计算, 而不是按照扶壁柱的尺寸来计算。在对地下室外墙的配筋进行计算的时候, 不仅和外墙方向垂直的部分有钢筋混凝土, 其余形式的外墙一般也应该根据竖向单向板进行配筋的计算。对于竖向载荷相对而言比较小的外墙扶壁柱, 不管是外墙转角的位置, 还是内外侧的主筋部分, 都应该采取相应的措施进行加强处理。需要注意的是, 扶壁墙的截面积是界定外墙水平分布筋的有效依据。
2.6 地下室的防水设计问题
地下室防水也是地下室设计过程当中最为重要的一个部分, 地下室防水效果的好坏直接影响着地下室的安全性甚至是整个建筑的安全性。但就我国当前的高层建筑地下室来看, 在防水方面, 存在着很多的质量问题, 这些质量问题的存在在很大程度上决定工程的质量。如果地下室结构防水没有达到相关规范的要求, 就会直接造成地下室积水问题, 然而, 如果钢筋长时间浸泡于水中, 就会直接对结构的稳定性造成不利影响, 同时影响着整个建筑的安全性以及使用寿命。要想有效地将地下室的防水问题解决到位, 需要做好以下几个方面的工作: (1) 在具体设计的过程当中, 一定要紧密地结合工程的具体性质, 根据具体需求以及重要程度等各个方面的因素来科学合理地确定防水的具体等级。 (2) 在进行地下室防水设计的时候, 具体应该注意三个要点:a.主体结构的防水;b.细部构造的防水;也被称之为节点防水;c.结构的抗浮设计, 包括局部抗浮以及整体抗浮。 (3) 很大一部分的地下室主体结构防水就是采用防水混凝土。通常情况下, 防水混凝土被分为以下几种:普通混凝土、外加剂防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土。在选择防水混凝土的时候, 一定要考虑到设计抗渗等级这一要素。其结构形式见图2。 (4) 对于地下室的节点防水, 需要对地下室的相应施工缝、变形缝以及后浇带等采取相应的防水处理, 比如设置止水带、止水钢板等等。
3 结语
总之, 对高层建筑地下室的结构设计进行探究具有十分重要的意义。作为设计人员必须着力不断提高自身的专业技术水平, 精心设计地下室荷载, 顶板、外墙、底板等结构和结构的抗浮、抗渗的设计工作, 只有这样才能全面提高结构的安全性能, 为工程质量的提升奠定坚实的基础, 为人民的生命财产安全保驾护航。
参考文献
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[2]冯雪.高层建筑地下室结构设计分析[J].民营科技, 2011 (7) :286.
建筑地下室相关结构设计问题 篇10
1 地下室的主体结构设计主要有顶板、外侧墙、底板等一些构件。
2地下室的孔口防护的设计, 主要是对地下室的出入口与防护消波系统进行的结构设计。3在对地下室进行结构计算时, 是否与上部结构一起计算, 对于计算的结果会产生较大的影响。地下室的底板多做为整体结构的基础, 所以结构设计时应该考虑地基所产生的反作用力。地下室的顶板做为建筑工程的重要组成部份, 需要考虑组合完成后的静荷载, 外墙则需要考虑来自于侧向的水、土的水平作用组合。
2 地下室结构设计的现状研究
2.1 地下室结构平面设计
建筑地下室是一项非常专业的工程项目, 设计时需要防火、功能、人防、设备、管道、坑道、排水、通风、采光等不同的专业进行配合。例如当地下室的实际施工长度超出了设计规定时, 就需要不同的专业进行配合, 确定是否在于内设置变形缝。在正常的情况下, 地下室应该少设或不设变形缝, 变形缝处使得防水处理变得困难。地下室的结构设计人员可以使用后浇带技术, 或是通过对混凝土进行外加剂的方式, 再有就是在下设有缝而其地下不设缝的方式进行, 这样可以达到对地下室的不设缝的目的。设计地下室结构时, 应该合理的进行采光通风井的设置, 如果设置通风井不当, 那么当侧壁外作附加通长采光井, 采光井的设计不能与地下室的顶板相连接, 否则地下室的结构稳定无法保证, 建筑上层结构中的地震与风力产生的力会传到侧壁与地面, 这样难以满足建筑的稳定要求。
2.2 地下室外墙结构设计
(1) 荷载。地下室的外墙所需要承受的荷载力分为水平与竖向两种。地下室的结构楼盖传重和自重还有其上部是竖向荷载, 而地下室的地面荷载、侧向土压力、地下水侧向压力和人防等效静荷载是水平荷载。工程设计过程中, 在地震作用力下产生的内力或是其竖向荷载与风荷载是起不到控制作用的, 墙面的垂直水平荷载对于墙体配筋的弯距进行确定, 对于墙体的竖向荷载组成的压变作用通常不考虑, 仅按照墙板的弯曲考虑配筋的计算。
(2) 地下室外墙截面设计。永久荷载效应是由土压力所引起的。而地下室外墙所引起的土压力应该取其静止的土压力, 由试验进行确定。如果没有试验条件时, 可以取0.34~0.45的砂土, 0.5~0.7的黏性土。永久荷载考虑水位稳定的水压力, 对于分项系数可取1.2。对于可变荷载是其水位急剧变化的水压力所影响的, 其分项系数可取1.3。对于一些具有人防建设要求的地下室结构, 其永久荷载的分项系数, 如果结构对效应不利时, 取1.2, 而当其有利时取1.0。对抗爆等效静荷载分项系数取1.0。
(3) 地下室外墙的配筋计算。建筑工程中地下室的外墙施工时, 计算配筋, 对于带扶壁柱的地下室外墙, 不需要根据其扶壁柱的大小进行尺寸的计算, 而是均按双向板计算配筋。地下室的结构按照电算的分析计算配筋, 计算不按照其外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。
3 建筑工程地下室结构优化设计
3.1 抗震设计
地下室的抗震设计中一些比较常见问题主要有:在多层建筑中半地下室的埋深不够。房屋的层数加上地下室已经超过了八层, 在这种情况下层数与高度已经超过了设计要求, 违反我国的GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端, 地下室的抗震等级的确定, 当其为一层时, 其等级设为三级, 而地下室的上部结构为二级。
如果地下室的设计不合理, 对地下室的抗震性能就会产生影响。根据结构设计的要求, 对地下室进行深埋的过程, 露在外面的高度在小于其深埋的部分。这样计算建筑物的层数时, 可以不将其计入其内, 而建筑结构的上部结构的墙柱与其下部应该是统一的。
如果地下室的顶板与其建筑物的处板面产生了标高上的变化时, 就容易形成错层, 应该根据相关的规范设计要求。建筑的上部结构是地下室的顶层, 所以使用梁板结构进行施工, 如果使用无梁楼盖设计, 就不做为其上部结构的部位。
3.2 地下室抗浮、抗渗设计
地下室抗浮、抗渗设计容易产生的问题有以下几种:工程施工地点的地下水位勘察没有按报告进行确定, 或是其报告中没有对其浮力计算地下水位的变化, 违反了GB50007-2002第3.0.2条。对于地下室中的斜坡道没有进行抗浮计算, 斜坡道与主体分缝处未作处理。地下室的抗浮验算不符合GB50009-2001第3.2.5条的要求。地下室的上部由于其结构设计, 可能会存在有多种的建筑。如果地下室的建设面积较大, 而且建设时的形状不规则, 其中一部份的上部不存在建筑, 这时抗浮的问题就难以有效处理。我们需要对其进行细致的化分, 然后处理。并且在设计地下室时, 除了对其受力进行满足, 还要进行抗渗的设计。由于钢筋混凝土的施工会产生裂缝, 所以设计抗渗时需要注意以下几个方面:
(1) 补偿收缩混凝土。混凝土施工时加入微膨胀剂, 将膨胀值与其收缩值, 这时可对混凝土的裂缝进行控制。
(2) 膨胀带。混凝土中的膨胀剂对混凝土的早期收缩补偿不会得到有效的变形补偿, 而设置的补偿混凝土可以进行连续的浇筑使其无缝加工。
(3) 后浇带。混凝土早期因其释放约束力的一种技术措施称之为后浇带, 长久变形缝已有很大的改进并且以经进行广泛的应用。
4 结束语
根据研究得知, 地下室是我国建筑工程中最为重要的建设项目, 所以必须严格控制地下室结构设计, 进行地下室结构设计时对于其不同的情况使用不同的手段, 必须认真切实的对地下室质量进行提升, 才能有效的保障建筑工程地下室建设质量。
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探讨建筑地下工程抗渗堵漏施工 篇11
关键词：建筑地下工程；抗渗堵漏；施工
中图分类号：TU943 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0160-02
建筑地下工程在完工后，因地基的不均匀沉降或位移，导致建筑工程顶板、底板、墙体等部位出现漏水现象，造成工程施工停滞，难以正常进行。因此，为杜绝建筑地下工程出现漏水现象，保障施工的正常进行，必须采取积极有效的抗渗堵漏施工措施。
1 建筑地下工程漏水的原因
设计、施工以及材料是引起建筑地下工程渗漏的主要三方面。①在材料方面，是因为选用的防水材料变形和环境适应性未达到规定要求，或者是材料本身质量不过关，或是材料结构不能有效粘结，又或者是施工与保管不善导致损坏，进而引起地下工程渗漏。②在设计方面，是因为地质勘测资料有误，或者没有认识到上层滞水和地下水对地下工程渗水的影响，以至没有选用正确的防水抗渗方案；防水设计与工程结构设计未很好结合，结构形式设计过于复杂，不利于防水；防水和管道线路没有很好的配合，其细部构造不当，往往成为地下渗漏高危区。③在施工方面，因为混凝土配比有误，砂石中混有杂物或者是含泥量大，造成接缝不严密；混凝土少振或漏振和过振等导致麻面、蜂窝等施工问题的出现；混凝土中有杂物或对拉螺杆无防水措施或绑扎铁丝穿透混凝土层，或者是预埋管、变形缝、施工缝等结构未进行有效地留设处理，混凝土保护层厚度较薄，导致裂缝的出现，工程外部未均匀注浆，造成偏压，从而出现裂缝等，都会导致建筑地下工程出现渗漏。
2 抗渗堵漏施工
抗渗堵漏施工要遵照止水与防水相结合的原则，通常抗渗堵漏的施工方法多种多样，在此仅罗列化学灌浆堵漏、大面积渗漏水的抗渗堵漏、裂缝渗漏水的抗渗堵漏和孔眼渗漏水的抗渗堵漏。
2.1 化学灌浆堵漏施工
通常化学灌浆工艺可分为单液灌浆和双液灌浆两种，单液灌浆工艺简便，只采用一套压浆系统，将浆液压进漏水缝隙；双液灌浆需要两个压力泵，将两种溶液通入混合器混匀后压进漏水缝隙，凝结时间容易控制。化学灌浆堵漏施工具体步骤为：将裂缝两侧的混凝土凿成沟槽，然后清理干净，若裂缝深度较大，则沿着裂缝将混凝土剔成V形槽，槽口宽控制在8～10 cm，深5 cm，涌水裂缝深8 cm，槽口10～15 cm；沟槽的槽口宽为6 cm，深8 cm，底宽4 cm。注意剔槽凿缝之后需清洗干净，直至没有浮灰出现。将一个PC泡沫条嵌入槽底，出气管和注浆管布置在缝两端，以速凝净浆埋管封槽，其在沟槽的厚度为4 cm，V行槽的厚度为7 cm。在剔槽凿缝和埋管封槽完成后，对其质量进行检查，不得有渗水现象的出现。压泵注浆时压力为0.3 MPa，流量为0.5 kg/m，并根据浆液损失情况、渗透扩散系数、混凝土厚度、裂缝的宽度和长度等现场确定注浆量。一般在浆液开始从出气管或裂缝流出后，就封住出气管和进浆管。
2.2 大面积渗透水的抗渗堵漏施工
氯化铁防水砂浆抹面的基层清理工作与五层抹面的方法相同。按次序在结合层抹上2～3 mm的防水素浆和防水砂浆。防水砂浆需在面层、底层抹上两遍，抹面层应在底层初凝后，并于面层砂浆终凝以前，以铁抹子压实。抹完砂浆8 h之后，需用湿草袋进行覆盖或是进行喷水养护。24 h以后，需大量浇水养护，确保砂浆的潮湿，养护期通常超过14 d。环氧煤焦油涂料适用于大面积渗漏的修补，通常涂在潮湿基层，或者迎水面上，具有良好的效果。应将其涂刷3次，涂刷两次面层配方，涂刷一次底层配方。若是待涂刷的混凝土基层，出现有孔洞或蜂窝麻面，需用水泥砂浆将其抹平。环氧粘贴玻璃布适用于修补片漏，通常置于迎水面上。但环氧粘贴玻璃布通常为1.5 mm，不宜太厚。环氧粘贴玻璃布应该做在坚实平整的混凝土基层上，若是待涂刷的混凝土基层，出现有孔洞或蜂窝麻面，需用水泥砂浆将其抹平。应当凿去混凝土基层表面出现松动的部分，或者用钢丝刷去掉混凝土基层表面的浮层，以压力水将其冲洗干净。
2.3 裂缝渗漏水的抗渗堵漏施工
一般来说，较小水压的急流、快和慢渗漏水，可通过快速直接堵塞法。沿裂缝剔出宽15～50 mm、深10～30 mm的八字形槽，随后清洗干净。将水泥胶泥捻做条形，在其快要凝固时，立即填入槽内，并将槽内及四周紧密挤压。遇到裂缝过长的情况，可分段进行修堵，不过水泥胶泥间的接槎应以反八字相接，再用力紧密挤压。完成上述步骤，并检查确定没有漏水现象后，再各一层水灰砂浆和抹素灰，扫毛其表面，防水层的施工应于砂浆凝固以后再进行。较大水压的慢、快渗漏水通常采用的是下线增漏法。首先，采用快速直接堵漏法，沿裂缝剔出槽，并在槽底沿着裂缝放一条长度为20～30 cm的绳子。将快要凝固的胶泥填压进入槽内，立即压实边缘，快速抽出绳子，再通过压实，使水顺着孔流出。若裂缝较长，可逐次分段进行堵塞，每一段都留出一定的空隙。在胶泥即将凝固时，将裹有胶泥的钉子插入腾空隙中，立即用胶浆压实钉子周围的空隙，然后将其拔出，使水流出钉孔。之后沿着槽各抹一层水泥砂浆、素灰，在凝固以后，通过处理孔眼渗漏水的方法将钉孔堵住，防水层的施工应随后再进行。
2.4 孔眼渗漏水的抗渗堵漏施工
当孔洞不大、水压较小时，通常会采用直接快速堵塞法。首先按照漏水的实际情况，将漏水点作为圆心剔槽，保持槽壁和基面的垂直，避免剔成楔形槽。将槽用水清洗干净，然后将水泥胶浆捻成一个圆锥体，在胶浆即将凝固的时候，将胶浆快速用力塞入槽内，以使其与槽壁能够密切结合，并擦干槽孔的四周，将干水泥散在上面。经过仔细检查，确定没有渗水现象出现，再在胶浆表面各抹一层水泥砂浆、素灰，扫毛砂桨表面，防水层的施工应于砂浆具有一定的强度以后再进行。当孔洞不大、水压较高时，通常采用的是木楔堵塞法。首先清理漏水处的孔洞，再将圆木楔打进孔眼，将圆木周围用铅油棉丝塞紧，将漏水量降到最低。在孔眼上端将木楔打入，然后用防水砂浆填实楔顶的上部，接着进行表面扫毛，防水层的施工应于砂浆具有一定的强度以后再进行。当孔洞较大，水压力较小时，宜用微膨胀高强度等级混凝土或者细石混凝土进行修补。首先清理基层，将松散混凝土凿除，并清洗干净，再用微膨胀高强度等级混凝土或者细石混凝土仔细浇灌、捣实。如果还有小的渗漏，则可以通过其他方式堵漏。当孔洞较大，且水压力也较大时，宜用灌浆材料进行堵漏工作。
3 结 语
总之，要遵照止水与防水相结合的原则进行抗渗堵漏施工，根据施工时的具体情况，对于孔眼渗漏水，当孔洞不大、水压较小时，采用直接快速堵塞法，当孔洞不大、水压较高时，采用的是木楔堵塞法；对于裂缝渗漏水，在较小水压的急流、快和慢渗漏水时，采用快速直接堵塞法，在较大水压的慢、快渗漏水时，则采用下线增漏法；对于大面积渗漏水，可用氯化铁防水砂浆抹面，环氧煤焦油涂料或是环氧粘贴玻璃布；另外，还可采用化学灌浆堵漏，以杜绝建筑地下工程出现漏水现象，提高建筑施工的质量。
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关于建筑地下室的结构设计研究 篇12
一、结构平面设计
进行建筑地下室结构设计之时, 必须把防火功能、使用功能、管道、排水、采光等方面考虑在内。如果地下室的长度比设计标准中的长度要长, 必须和专业结构设计的标准相互结构结合。明确是否设定变形缝, 一般情况下, 应该尽量少设置或不设置变形缝, 因为变形缝的设置会导致变形缝处进行防水处理更加复杂。为了确保达到不设缝的目的, 设计者可以运用合理设置混凝土外加剂、地上设缝等形式。如果地下室过长, 采用后浇带的办法不能解决设缝的情况, 设计者可以科学调节平面把地下室分割为多个小的地下室, 各个地下室之间采用较窄的通道进行连接, 从而达到应用及管道之间相互连接的要求, 在通道处设置变形缝, 从而减轻接缝出现的情况, 方便缝隙的补救。进行结构设计必须选用科学的采光通风井, 如果建筑地下室采光通风井的设置不合理, 会导致地下室确保结构的稳定性能丧失, 不能高效把上部的地震及风力作用传送到地面及侧壁之处, 达不到建筑埋深的规范要求。
二、外墙结构设计
地下室的外墙也是结构设计的重点部分, 必须按照水、土压力进行验算, 在设计时必须注意下列情况。地下室所承受荷载分为竖向荷载及水平荷载两个部分竖向荷载包含上部及地下室结构的自重、传重, 水平荷载分为地面荷载、侧向土压力及人防荷载这些部分。在实际的设计中, 竖向荷载及风荷载、地震产生的内力通常无法产生作用, 墙体配筋一般由垂直墙面的水平荷载产生弯矩而决定, 只根据墙板的弯曲来算出其配筋情况, 不把与竖向荷载组合而成的压力作用考虑在内。静止土的压力由试验的结果来衡量, 如果没有试验的条件, 砂土选取0.34—0.45之间的数值, 粘性土质选取0.5—0.7之间的数值。设计地下室外墙配筋的情况时, 如果设计的外墙是带扶壁柱的墙, 不能依照扶壁柱的大小加以计算, 可以根据双向板来算出配筋的情况。计算地下室的外墙以底部作为固点支座, 地下室侧壁与相邻的底部弯矩处于相等的状态, 侧壁的抵抗弯矩性能比底板弯矩能力大。地面层开洞部位不能没有楼板的支撑, 算出模型及其配筋情况应该和实际境况相同。如果车道贴近地下室的外墙, 车道的板位处在外墙的中部位置, 必须把外墙所承受车道底板产生的水平集中力作用。上述情况, 因其外墙支撑情况不相同, 地下室的设计不可能和外墙相同。如果顶板不在相同标高的位置, 必须把外墙上部的水平作用力考虑在内。
三、抗震设计
建筑地下室的抗震设计中经常出现埋藏深度不够的情况, 地下室的顶板是上部结构的嵌固端, 地下室一层的抗震等级设置为三级, 上部结构的抗震等级为二级。如果地下室没有进行合理的设计, 就会影响地下室整体的抗震效果。依照施工设计图的标准, 通常情况下, 半地下室所规定的埋深度必须大于地下室外地面的高度, 从而可以不把层数考虑在内, 总高度可以从室外的地面开始计算。地下室的墙柱及上部结构的墙柱必须加以整合统一。如果地下室的标高变化大于梁高的时候会导致出现错层的情况, 必须运用合理的措施加以处理, 不然不能当做上部结构的位置。根据有关的要求得出, 地下室楼层顶楼的上部结构, 必须运用梁板结构施工。如果地下室属于无梁楼盖的工程时, 不能当做上部结构的位置, 进行结构计算必须满足地下室楼层或底板的要求, 计算剪力墙底部的加强区域层可以从地面向上展开计算, 也要包括地下层。
四、抗浮、抗渗设计
地下室的抗浮、抗渗设计通常出现地下水位没有根据探测报告的要求或探测数据中没有把浮力的地下水位及其变幅情况考虑在内;地下室斜坡没有对抗浮情况加以验算, 地下室斜坡道和主体的分缝处没有进行处理;抗浮验算达不到规定的要求等。进行地下室抗浮设计的主要依据是地下水位及变幅的情况。事实上, 在进行地下室的抗浮设计时, 只把地下室的正常使用限度考虑在内, 而忽视施工时期和洪水时期的情况, 会导致地下室在进行施工的时候由于抗浮不合格, 遭到局部破坏的现象。在大面积地下室的上部大多建有很多高层和低层的建筑物, 因为地下室面积很大, 形状各不相同, 并且地下室上方的布局中不存在建筑, 如此的情况导致地下室的抗浮设计比较复杂, 不好处理。必须对该建筑层进行详细的分析, 随后进行抗浮设计。进行地下室的设计除了达到受力标准之外, 抗渗设计也是非常重要的一方面。因为钢筋混凝土结构施工一般带有裂缝工作, 想要满足抗渗的结果, 通常可以运用下列措施。 (1) 对混凝土进行收缩补偿。在混凝土之中加入少量的膨胀剂, 从而以混凝土的膨胀值消除混凝土的最后收缩值。如果差值大于或等于混凝土的极限拉伸, 就可以合理掌控收缩值。 (2) 在混凝土中添加的膨胀剂, 膨胀变形不可以把混凝土早期的收缩变形进行补偿, 混凝土收缩补偿带的设置可以有助于混凝土连续的浇筑达到无缝施工的状态。 (3) 后浇带的设置为混凝土早期释放约束力的有效技术, 在长久性变形缝上面已经有了较大的应用和改进。 (4) 加强钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土必须把加强抗变形压钢筋考虑在内, 例如:在地下室侧壁加强水温度筋, 从而起到强化混凝土表面的作用;地下室的侧壁遭受底板和顶板的约束作用, 由于混凝土的膨胀收缩性能不一致, 可以在地下室的墙体中部建立水平暗墙, 从而提高建筑的抵抗拉力。在进行上述措施之时, 必须做好混凝土的养护工作。
随着我国经济的快速发展, 高层建筑不断增加其地下室和地下车库的设计受到人们的广泛重视。因地下室处在特殊的位置之中, 它的结构设计具有很强的复杂性, 必须把很多因素考虑在内。, 现阶段, 在建筑地下室结构设计之时, 基础与地基之间的相互作用、上部结构对地基基础的影响力等等。由于地下室设计相当复杂, 这就要求设计人员在设计之时把经济合理、可靠安全考虑其中, 进而深入研究地下室的结构设计问题。
参考文献