建筑工程地下室结构设计分析与探讨

闫爱田

摘 要：建筑工程无梁楼盖是由钢筋混凝土板和柱构成的楼盖结构体系。本文结合地下室无梁楼盖结构设计分析，对地下室无梁楼盖结构体系的设计方法进行综述，简述了建筑工程地下室构造措施，

关键词：地下室无梁楼盖;工程事故;结构设计

引言

地下室无梁楼盖可有效地减小地下室层高，有利于铺设设备管线，综合技术经济指标较好，因此深受建设单位的喜爱。但无梁楼盖结构体系的缺陷也很明显，尤其是板柱节点的冲剪破坏，具有脆性破坏特征，延性较差，节点破坏后容易引起结构连续倒塌。实际工程中，地下室无梁楼盖由于覆土厚度、施工不均匀荷载及跨度差异等影响，会产生较大的不平衡弯矩，使节点处更容易发生冲剪破坏。参照更多地下室无梁楼盖的工程事故，会发现虽然通常施工超载是造成破坏的主要原因，但地下室无梁楼盖的设计也存在很多问题。为了避免该类事故的发生，正确合理的对地下室无梁楼盖结构进行设计，从节点的冲剪破坏到防止连续倒塌，都对结构设计人员提出了更高要求。

1 地下室无梁楼盖结构设计

1.1 无梁楼盖的传力途径

无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载由楼板传给柱子。柱上板带可以近似认为是超宽梁，部分楼面荷载通过柱上板带直接传递给柱，其余部分楼面荷载对柱上板带产生扭矩，再由柱上板带将这些扭矩及弯矩传递给柱子，由柱承受竖向荷载及弯矩。

1.2 无梁楼盖的计算

无梁楼盖的常用板带设计方法中，现阶段主要用的是有限元方法，各种设计软件均有相应模块。设计建模时，根据实际工程，布置暗梁及柱帽，计算时使暗梁与弹性板变形协调，设置柱帽时暗梁端部按加腋处理。计算结果提供柱帽配筋、柱对楼板的冲剪计算及楼板配筋等信息。

1.3 计算结果的分析判断

无梁楼盖结构的坍塌，冲剪破坏是主要原因，板柱节点属于关键性结构构件，冲剪的计算和结果复核尤其重要。地下室无梁楼盖设计计算时，未充分考虑覆土荷载和施工荷载的不均匀布置。通常，覆土荷载作为恒荷载输入，施工荷载为地下室顶板范围内满布，计算软件对这些荷载无法进行不均匀布置的包络计算，设计会偏于不安全。荷载不均匀布置产生不平衡弯矩，使得板柱节点位置剪应力分布不均匀，引起冲剪承载力不足。从已经发生的工程事故中也可以看到，偏心冲剪破坏在坍塌开始发生时是主要的破坏形式。选取代表性的板柱节点，并充分考虑不平衡弯矩，对冲剪承载力复核是地下室无梁楼盖结构安全的重要保证。

无梁楼盖的计算中，比较容易忽视的是柱上板带和柱帽范围裂缝宽度的计算，现有的部分结构设计软件对裂缝计算还不完善，或根本不能输出结果。而裂缝的开展对抗弯承载力有较大影响，只有保证足够的抗弯承载力，抗冲剪的重点设计才能发挥作用。这就需要设计人员对裂缝计算结果进行手算復核，将裂缝宽度控制在 0.2mm 以内，保证支座钢筋配置数量。

2 构造措施

2.1 基础桩保护

第一，在基坑支护过程中，应充分掌握基础桩实际分布情况和桩顶实际标高，在开工前确定所有桩位，并采用标志点标出，以便在开挖中躲避桩位。

第二，道路设置时，应躲避桩位较为密集的部位，当条件允许时，可不从桩位上通过。

第三，桩机行走和挖土过程中，应防止与桩身发生碰撞，土方开挖时，应适当减慢速度，在桩承台分布较为密集的部位，应使用小型挖机进行开挖;对于桩体周围土方，采用人工清理，再用挖机及时运走土方。

第四，将土方开挖到承台附近后，应安排专人对挖机的现场作业进行指挥，以保证开挖施工的协调性。

第五，当条件允许时，桩施工中应尽量多送桩，以此减少开挖时工程桩外露的时间。

第六，针对外露的桩，需在开挖的同时锯除，防止土方开挖过程中与桩发生碰撞使其倾斜。

2.2 冠梁施工

第一，冠梁所用钢筋的规格尺寸与形状都应满足相关技术规范提出的要求;不同部位钢筋的安装与绑扎应符合设计要求;通过现浇而成的冠梁，其拐角处设置的钢筋必须满足锚固长度要求。

第二，冠梁施工应使用商品混凝土，强度等级为 C30 以上，保护层厚度按 25mm 严格控制。在冠梁施工过程中，应对管桩顶部进行修凿，到设计标高为止，设置在桩头处的锚固筋需满足相关设计要求。

第三，冠梁上的纵向钢筋应以单面焊接为主，辅以必要的机械连接，连接接头处的错开必须满足规范要求，加强筋、纵筋和钢筋都应严格按照图纸进行摆放。

第四，标高、水平轴线偏差支撑与立柱轴线偏差、支撑，两端高差均不大于 30mm，支撑弯曲度 L/1？000。

2.3 支撑系统施工

第一，支撑系统的施工和拆除顺序都应与设计工况完全一致，严格遵循先支撑、后开挖的基本原则。其中，施工顺序为：先立柱后支撑，最后对连系梁进行施工。拆除顺序为：先连系梁，后拆除支撑，最后拆除立柱。

第二，支撑定位应准确，且平直度满足设计要求。只有这样，才能使支撑满足轴心受压要求。

第三，支撑施工过程中，可在基坑的外部按照设计长度通过拼接形成整体，利用起重机把钢管吊装到设计要求位置。如果支撑长度不足，则应制作 1 个连接管，注意不可在活动端设置过多垫块。

第四，在钢管支撑施工过程中，应做好以下质量控制工作：譹 訛钢支撑之间的连接优先考虑螺栓连接，所用螺栓的强度应较高;如果平面外有弯曲，应通过焊接予以加强;譺 訛连接法兰盘之前应进行整形处理，变形的法兰盘禁止使用;譻 訛钢管支撑处标高偏差不能超过 30mm，而平面位置的偏差不能超过50mm。

第五，待底板与换撑板均施工完成且强度达到设计要求后，拆除钢管支撑。

结束语

地下室无梁楼盖结构的受力体系并不复杂，但其冗余承载力相较梁板结构偏低，所以其质量安全控制不光需要科学的设计，还要求各建设主体单位履行相应的职责。施工图中应明确注明使用荷载及施工荷载限值，并向建筑单位、施工单位充分说明设计意图，做好施工图设计交底工作，以保证建设工程安全，避免工程事故发生。

参考文献

[1]高水军.建筑工程地下室防渗漏的施工技术[J].建筑安全.2018（09）

[2]张涛，伍灿.建筑工程地下室防水的质量控制[J].中国建材科技.2017（05）