探讨某超长地下室工程结构设计

1、探讨某超长地下室工程结构设计【内容摘要】超长地下室由于结构设计、工期进度、工程费用、施工环境等方面的原因，工程问题较为突出且多样。本文以某超长地下室工程实例为例，就超长地下室结构设计方法和注意事项进行了探讨，并就一些常见问题和应对措施进行了分析，为超长地下室结构设计提供一些参考。 【关键词】结构设计 超长地下室 温度应力 收缩应力 【 abstract 】 long basement structure design, time limit due to the schedule, the cost of the project, the construction environment an

2、d other reasons, the engineering problems are more prominent and varied. Taking a long basement project example, for example, can long basement structure design method and matters needing attention are discussed, and some common problems and countermeasures are analyzed, which long basement structur

3、e design provides some reference. 【 key words 】 structure design long basement temperature stress shrinkage stress 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 1 引言 近年来，随着我国经济的迅速发展，人民生活水平得到了极大的提高，房屋建筑向复杂化、多样化、大型化发展。为了满足居民生活和经济建设的需要，大量大型地下室结构建筑如地下停车场等被广泛建造，在人民生活和经济建设中起着巨大的作用。但由于结构设计、工程进度、工程投资、施工环境等因素的影响，超长地下室的建设存在着各种各样的问

4、题，如不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等，都会对地下室结构建筑造成影响。下面，本文以某超长地下室工程为例，就超长地下室结构设计方法和注意事项进行了探讨，并就针对不均匀沉降、收缩应力、温度应力三方面的应对措施进行了分析，为超长地下室结构设计提供一些有益的参考。 2 工程概况 本工程位于新城区，主楼共12幢，均为18层，采用全剪力墙结构，地下车库采用框架结构。地下车库2.1m覆土，主楼1.5m覆土，地下室埋深7.42m，主楼地下室与地下车库连接为整体，形成134m286m的超长结构地下室，抗浮设防水位标高72.5m，计算抗浮水深4.6m。地下室设计标高内开挖揭露层约占80%为风化石灰岩，12%为中

5、粗砂岩,8%为软弱土层，属于较好场地。根据相关规范要求，混凝土结构长度超过4555m即可设置伸缩缝，地下室结构则要求30m即设置伸缩缝。但是，由于设置伸缩缝必须采用双墙双柱结构，在增加工程造价的同时还会影响地下室的建筑布局和使用性能，而且会造成防水问题，因此采用了当前在实际工程中广泛应用，技术较为成熟的超长地下结构无缝设计技术，未设置永久性伸缩缝或沉降缝。 3 基础不均匀沉降控制 由于未设置永久伸缩缝或沉降缝，基础的不均匀沉降成为本地下室开裂的主要因素，因此对基础不均匀沉降的控制成为本工程结构设计的关键之一，影响着本地下室结构的安全性，必须采取经济、安全的措施对不均匀沉降进行有效的控制。 3.

6、1 采用刚度调平控制绝对沉降 从荷载分布状态来看，主楼地下室与地下车库荷载差异较大，纯地下车库区区域处于抗浮状态，这种各区域荷载差异较大的情况使得本工程对不均匀沉降十分敏感，为了减小主楼地下室与纯地下车库之间的不均匀沉降，本工程采用刚度调平理念，主楼基础和纯地下车库基础设置不同的桩参数和桩密度，以达到强化主楼基础，弱化纯地下车库基础的目的。通过计算，纯地下车库沉降值很小，主楼地下室沉降值很大，因此将主要控制目标集中于主楼绝对沉降量的控制上，以减小地下车库区域沉降差。综合考虑现场地质环境和相关规范要求，本工程主楼地下室采用桩长较长、持力较强的桩基以减少主楼沉降值，并采用后注浆技术提在提高桩基承载

7、力的同时减少沉降值。而纯地下车库区域由于沉降值较小，因此采用桩长较短、持力较弱的桩基，以满足主楼沉降对地下车库基础沉降的影响，构造出高低层过渡缓和沉降曲线，以减少不均匀沉降所造成的不良影响。目前这一工程已经完工，经实践证明采用刚度调平理念强化主楼基础、弱化纯地下车库基础，能有效的降低不均匀绝对沉降的不良影响，是切实可行的。 3.2 设置后浇带调节沉降差 主楼地下室与地下车库从结构和基础上都是一体结构，但在实际施工中需要用沉降后浇带将两者暂时分开，在主楼结构施工完成后通过沉降观测，证明主楼结构在完工之间沉降已趋于稳定后，或者当主楼地下室与地下车库沉降差小于设计规范要求时，才能使用微膨胀混凝土浇灌

8、沉降后浇带，将主楼地下室和地下车库两部分连接成整体结构。设置沉降后浇带的目的是为了在将主楼地下室和地下车库浇筑封闭成为整体前，给予主楼地下室沉降独立完成的时间，从而降低主楼地下室与地下车库之间的沉降差，使其沉降差能在结构可接受程度。在设计沉降后浇带时，要充分对各种不同工况下的受力状态进行分析，包括卦闭前后工况、主体结构完成工况、装修完成工况、正常使用工况等，进行精确的计算，尤其需要注意后期沉降差所带来的附加内力的影响。 4 收缩应力和温度应力控制 在混凝土硬结过程中会产生收缩，已建成结构其温度变化的热胀冷缩现象也会产生温度应力。正常情况下，施工后12月内混凝土硬结收缩量最大，战全年收缩量的60

9、%左右，部分情况下甚至高达80%，而温度变化的影响则是持续长期的，在收缩应力和温度应力的影响下，一旦超出混凝土抗拉强度就会出现开裂引起渗水。由于本工程未置伸缩缝，因此必须重点注意收缩应力和温度应力问题，本工程采用设置施工后浇带或膨胀加强带的方法来降低温度应力和收缩应力的影响。 设置施工后浇带是消化收缩变形降低收缩应力影响的传统方法，一般在两侧结构施工完成后两月左右，用强度等级高一级的微膨胀混凝土浇筑。浇筑间隔在35m左右，后浇带宽1m。不过设置施工后浇带浇筑间隔时间极长，且施工难度较高。浇筑前的保护、施工缝防水处理、浇筑前的清理等，都会影响密实度和结合度，导致后浇带位置极容易产生渗漏现象，且在

10、后浇带不回填前降水都不能停止增加降水费用，因此目前更多的采用膨胀加强带无缝设计。 膨胀加强带是采用较大的膨胀应力来补偿温度应力和收缩应力，在超长地下室结构无缝设计中应用较多，能取得较好的效果。在实际应用中，要充分考虑抗放兼备、以抗为主的原则。我国膨胀加强带所采用的结构材料多为补偿收缩混凝土，这种混凝土由于在硬化过程中会产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束作用下能够在结构中建立少量预压应力。考虑到结构强度安全问题，膨胀加强带的膨胀不能太大，且硬化时间不能过长。经实践研究，膨胀剂控制在10%12%之间对结构强度不会造成影响，这一配量所建立的预压应力基本上可以补偿结构硬化过程中所产生的收缩应力和温差应力，防止出现收缩裂缝或将裂缝控制在无害裂缝范围内。 5 结束语 超长地下室结构混凝土裂缝的控制是一个长期以来工程设计和施工中所面临的难题，本文对超长地下室工程结构设计的关键措施进行了浅要的探讨，希望能对同行提供一些有益的参考，促进超长地下室工程设计的发