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摘 要:由于地下室的重要性,而且地下室存在防水防潮、排烟通风、抗浮等各种问题,这些问题影响着人们日常生活,所以建筑工程中,关于地下室的设计问题一直是业界关注的重点。地下室的设计程序相对繁琐、复杂,设计人员必须抱着严谨的态度对待。本文在地下室排烟通风、防水防潮及抗浮设计等上进行探讨,并给出一些建议对策,希望给出地下室设计有益的讨论。
关键词:地下室;防潮防水;抗浮设计;结构设计
1. 引言
我国随着改革开放之后,高楼开始在沿海城市破土而出。而众多高楼都会建有地下室,因为地下室存在各种问题的问题,譬如排烟通风、防水防潮等问题是设计者面临的难题。这些问题都关乎人们的生命财产的安全,影响着人们的日常生活,而且这些问题容易发生,设计工程师有必要对这些问题抱住严谨的态度应对。
2. 地下室排烟通风设计注意问题及要求
地下室防护通风系统一般是平时做好预埋,下面是地下室排烟通风常见问题及对策[1]:
1、通风方式
地下室的通风十分重要,特别是火灾发生时,确保烟雾能迅速排掉是保障人身安全的重要一环。通风方式可以分为:自然排风和机器排风。自然送风属于均匀的排风方法。在地下室设置排风管及排风口,平时通风可采用自然排风,在火灾发生时时兼作排烟风管及排烟口;机械进风系统一般属于集中排风。一般用作火灾时的排烟系统,规范规定每个防火分区应该设置一个排风、排烟系统及进风系统。地下室排烟系统应设置进风竖井、排风竖井。
2、风机选型:常用的排风排烟风机有离心风机和高温轴流风机。普通离心风机排风量较小,适用于一般的地下室,所以一般地下室采用普通离心风机即可满足排风排烟要求;离心风机的排风量较大,针对较大的地下室,需要大风量的排烟机,所以离心风机一般在大地下室中采用。大风量离心风机只能安装在地面,占地较大,需要较大机房。高温轴流风机属于消防专用风机,高温轴流风机体积小,一般可吊装,实际工程设计中采用高温轴流风机排烟。
3. 地下室防水防潮问题及对策
渗水潮湿是地下室常见的问题,主要原因是防水防潮设计要求达不到要求,具体措施不到位,下面是针对地下室防水防潮常见问题的对策[2]:
(一)地下室防水工程设计应遵循因地制宜,经济合理,防水可靠的方针,并应该坚持以下原则“以防为主,以排为辅”。
(二)针对地下室最高水位高于地下室地面的情况,采用整体钢筋混凝土结构对于地下室防水效果相对更好。
(三)关于地下室防水设防标高,对于地下室最高水位高于地下室地面的情况,地下室设防标高应根据勘测资料提供的最高水位标高上增加500mm为设防标高。
(四)防水混凝土宜采用普通硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥,宜采用坚固干净的石子,并且直径不宜大于40mm,不宜采用海砂,采用坚硬、洁净、抗风化的中粗砂。
(五)大体积防水混凝土宜选用水化热低和凝结时间长的水泥,同时应适当掺入掺和料调节,譬如缓凝剂、减水剂和磨细矿渣粉等材料应适当延长养护时间,60d或90d。
(六)地下室防水常用方法有柔性防水或刚性防水,设计者可根据实际情况选用,必要时可以采用刚柔结合防水方案。
(七)可以采取软保护层,如聚苯板等进行对地下室外防水层保护。
4. 地下室抗浮问题及设计要点
地下室抗浮设计主要是防止地下水的浮力引起地下室发生的破坏。地下室的抗浮设计的其中一个重点是最确定地下水位及其变幅。不能够忽略了汛期产生的浮力,施工期间也要考虑地下水的浮力作用,只考虑正常使用极限状态,会导致造成地下室施工时因抗浮力不够而出现局部破坏。此外,要防止地下室出现局部受力不均导致的破坏,应该采取一些构造措施特别针对形状又不很规则、面积非常大的地下室。如果地下室上部的荷载分布不均匀,上部既有多层建筑同时有高层建筑很容易由于受力不均匀导致局部破坏,一般首先是出现裂缝。此类抗浮问题相对就比较难处理,需要设计人员充分计算分析处理。下列是设计人员应该注意的问题[3]。
(1)进行施工期间的浮力验算是指回填土施工后必须进行施工期间的浮力验算,因为施工时要对现场进行降低场地地下水位,所以当完成地下室施工后要进行的浮力验算。
(2)对于上部主体建筑有裙房的情况,应注意采用的建筑总荷重的问题,只能计算到裙房的楼层。
(3)增加基础配重。此种方法有点在于造价低,易于实现。具体的有以下几种方法:增加基础底板的厚度、增加基础顶面覆土厚度、基础顶面采用容重大且价格低廉的填料;存在缺点:虽然对抗浮问题得到一定的帮助,但不可避免地增加了基础地埋置深度,增加了基础配重,这样从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度,增加成本。
(4)增加地下室顶板的厚度。这种方法的优点是:增加了地下室的重量,不增加基坑坑底标高的。此种方法的缺点是会增加地下室顶板框架梁的负荷,而且由于板厚有限。这种方法解决抗浮问题的效果也是有限的.
(5)设置抗浮桩。这是一种解决抗浮问题行之有效的方法。
5. 地下室裂缝及控制方法
地下室出现裂缝是一个常见问题。地下室出现裂缝会导致渗流等问题,应该加以重视。地下室出现裂缝原因有多种,应注意以下设计要点。
(1)地下室的外墙混凝土出现裂缝的主要原因是外墙混凝土收缩,但由于四周的构件约束作用,从而产生较大的拉应力,而且规范要求:地下室外墙的裂缝宽度应该控制在0.2mm之内。
(2)结构设计人员要注意地下室设计时结构配筋量由裂缝宽度验算控制。
(3)建筑物长度超限,且没有设置变形缝,后浇带设置位置要合适。 地下室对裂缝的出现是十分严格的,是防止地下室出现渗流问题,外墙裂缝宽度控制主要依靠配筋量,配筋量往往决定裂缝宽度,规范要求控制地下室外墙裂缝宽度应控制在0.2 mm之内。由于高层建筑地下室底板一般较厚,面积庞大,所以存在大体积混凝土施工一些弊端,容易产生裂缝。其中主要原因是水泥水化热高。如果出现大裂缝,严重的可导致底板渗漏。温度裂缝也是地下室出现的常见问题,特别对于面积较大的地下室,由于面积大的地下室通常需要大体积混凝土浇筑,由于可能出现的温差变化,往往导致混凝土出现裂缝,这事由于温度应力造成的。针对混凝土的体积较大,在混凝土内部热量而不易散发的问题,一般是采用热量较少的水泥作材料,减少热量,因为混凝土内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差会使混凝土出现温度应力,譬如使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。故设计时可以采取以下措施:(1)设置后浇带是减少一次性浇筑混凝土的体积,减少热量的产生,从而减少温度应力的出现。但应恰当地设置后浇带,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛使用。(2)加入掺和料也是一种常用的办法,譬如加在混凝土中掺入微膨胀剂。这种掺和料能很好地减少混凝土的膨胀,从而很好地控制混凝土的裂缝。(3)减少不规则边界,设计时尽量少采用凹凸形式,这样能减少混凝土产生裂缝,如果出现不规则的地方应采用附加钢筋方法减少裂缝的出现 [3]。
6. 结论
高层建筑结构是社会生产的发展,人们生活提高的产物,而高层建筑一般建有地下室,地下室存在防水防潮、排烟通风、抗浮等各种问题,这些问题部分原因来自工程师设计时不够严谨,背离相关设计规范和标准的情况,导致地下室建设存在严重的安全隐患的后果。这些问题关乎投资者经济利益和业主正常的日常生活,地下室的设计问题一直是业界关注的重点。虽然地下室的设计程序相对繁琐、复杂,但设计人员必须抱着严谨的态度对待。本文在地下室排烟通风、防水防潮及抗浮设计等上进行探讨,进行有益的探讨,希望对地下室设计有所帮助。■
参考文献
[1] 陈新农. 地下室结构设计的影响因素与技术措施[J]. 建筑技术与应用,2011(3).
[2] 吴建虹. 高层建筑地下室抗浮设计的几个问题. 广东土木与建筑,2002,8:3-5.
[3] 李广信,吴剑敏. 关于地下结构浮力计算的若干问题. 土工基础,2003,3(17):5-7.
关键词:地下室;防潮防水;抗浮设计;结构设计
1. 引言
我国随着改革开放之后,高楼开始在沿海城市破土而出。而众多高楼都会建有地下室,因为地下室存在各种问题的问题,譬如排烟通风、防水防潮等问题是设计者面临的难题。这些问题都关乎人们的生命财产的安全,影响着人们的日常生活,而且这些问题容易发生,设计工程师有必要对这些问题抱住严谨的态度应对。
2. 地下室排烟通风设计注意问题及要求
地下室防护通风系统一般是平时做好预埋,下面是地下室排烟通风常见问题及对策[1]:
1、通风方式
地下室的通风十分重要,特别是火灾发生时,确保烟雾能迅速排掉是保障人身安全的重要一环。通风方式可以分为:自然排风和机器排风。自然送风属于均匀的排风方法。在地下室设置排风管及排风口,平时通风可采用自然排风,在火灾发生时时兼作排烟风管及排烟口;机械进风系统一般属于集中排风。一般用作火灾时的排烟系统,规范规定每个防火分区应该设置一个排风、排烟系统及进风系统。地下室排烟系统应设置进风竖井、排风竖井。
2、风机选型:常用的排风排烟风机有离心风机和高温轴流风机。普通离心风机排风量较小,适用于一般的地下室,所以一般地下室采用普通离心风机即可满足排风排烟要求;离心风机的排风量较大,针对较大的地下室,需要大风量的排烟机,所以离心风机一般在大地下室中采用。大风量离心风机只能安装在地面,占地较大,需要较大机房。高温轴流风机属于消防专用风机,高温轴流风机体积小,一般可吊装,实际工程设计中采用高温轴流风机排烟。
3. 地下室防水防潮问题及对策
渗水潮湿是地下室常见的问题,主要原因是防水防潮设计要求达不到要求,具体措施不到位,下面是针对地下室防水防潮常见问题的对策[2]:
(一)地下室防水工程设计应遵循因地制宜,经济合理,防水可靠的方针,并应该坚持以下原则“以防为主,以排为辅”。
(二)针对地下室最高水位高于地下室地面的情况,采用整体钢筋混凝土结构对于地下室防水效果相对更好。
(三)关于地下室防水设防标高,对于地下室最高水位高于地下室地面的情况,地下室设防标高应根据勘测资料提供的最高水位标高上增加500mm为设防标高。
(四)防水混凝土宜采用普通硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥,宜采用坚固干净的石子,并且直径不宜大于40mm,不宜采用海砂,采用坚硬、洁净、抗风化的中粗砂。
(五)大体积防水混凝土宜选用水化热低和凝结时间长的水泥,同时应适当掺入掺和料调节,譬如缓凝剂、减水剂和磨细矿渣粉等材料应适当延长养护时间,60d或90d。
(六)地下室防水常用方法有柔性防水或刚性防水,设计者可根据实际情况选用,必要时可以采用刚柔结合防水方案。
(七)可以采取软保护层,如聚苯板等进行对地下室外防水层保护。
4. 地下室抗浮问题及设计要点
地下室抗浮设计主要是防止地下水的浮力引起地下室发生的破坏。地下室的抗浮设计的其中一个重点是最确定地下水位及其变幅。不能够忽略了汛期产生的浮力,施工期间也要考虑地下水的浮力作用,只考虑正常使用极限状态,会导致造成地下室施工时因抗浮力不够而出现局部破坏。此外,要防止地下室出现局部受力不均导致的破坏,应该采取一些构造措施特别针对形状又不很规则、面积非常大的地下室。如果地下室上部的荷载分布不均匀,上部既有多层建筑同时有高层建筑很容易由于受力不均匀导致局部破坏,一般首先是出现裂缝。此类抗浮问题相对就比较难处理,需要设计人员充分计算分析处理。下列是设计人员应该注意的问题[3]。
(1)进行施工期间的浮力验算是指回填土施工后必须进行施工期间的浮力验算,因为施工时要对现场进行降低场地地下水位,所以当完成地下室施工后要进行的浮力验算。
(2)对于上部主体建筑有裙房的情况,应注意采用的建筑总荷重的问题,只能计算到裙房的楼层。
(3)增加基础配重。此种方法有点在于造价低,易于实现。具体的有以下几种方法:增加基础底板的厚度、增加基础顶面覆土厚度、基础顶面采用容重大且价格低廉的填料;存在缺点:虽然对抗浮问题得到一定的帮助,但不可避免地增加了基础地埋置深度,增加了基础配重,这样从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度,增加成本。
(4)增加地下室顶板的厚度。这种方法的优点是:增加了地下室的重量,不增加基坑坑底标高的。此种方法的缺点是会增加地下室顶板框架梁的负荷,而且由于板厚有限。这种方法解决抗浮问题的效果也是有限的.
(5)设置抗浮桩。这是一种解决抗浮问题行之有效的方法。
5. 地下室裂缝及控制方法
地下室出现裂缝是一个常见问题。地下室出现裂缝会导致渗流等问题,应该加以重视。地下室出现裂缝原因有多种,应注意以下设计要点。
(1)地下室的外墙混凝土出现裂缝的主要原因是外墙混凝土收缩,但由于四周的构件约束作用,从而产生较大的拉应力,而且规范要求:地下室外墙的裂缝宽度应该控制在0.2mm之内。
(2)结构设计人员要注意地下室设计时结构配筋量由裂缝宽度验算控制。
(3)建筑物长度超限,且没有设置变形缝,后浇带设置位置要合适。 地下室对裂缝的出现是十分严格的,是防止地下室出现渗流问题,外墙裂缝宽度控制主要依靠配筋量,配筋量往往决定裂缝宽度,规范要求控制地下室外墙裂缝宽度应控制在0.2 mm之内。由于高层建筑地下室底板一般较厚,面积庞大,所以存在大体积混凝土施工一些弊端,容易产生裂缝。其中主要原因是水泥水化热高。如果出现大裂缝,严重的可导致底板渗漏。温度裂缝也是地下室出现的常见问题,特别对于面积较大的地下室,由于面积大的地下室通常需要大体积混凝土浇筑,由于可能出现的温差变化,往往导致混凝土出现裂缝,这事由于温度应力造成的。针对混凝土的体积较大,在混凝土内部热量而不易散发的问题,一般是采用热量较少的水泥作材料,减少热量,因为混凝土内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差会使混凝土出现温度应力,譬如使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。故设计时可以采取以下措施:(1)设置后浇带是减少一次性浇筑混凝土的体积,减少热量的产生,从而减少温度应力的出现。但应恰当地设置后浇带,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛使用。(2)加入掺和料也是一种常用的办法,譬如加在混凝土中掺入微膨胀剂。这种掺和料能很好地减少混凝土的膨胀,从而很好地控制混凝土的裂缝。(3)减少不规则边界,设计时尽量少采用凹凸形式,这样能减少混凝土产生裂缝,如果出现不规则的地方应采用附加钢筋方法减少裂缝的出现 [3]。
6. 结论
高层建筑结构是社会生产的发展,人们生活提高的产物,而高层建筑一般建有地下室,地下室存在防水防潮、排烟通风、抗浮等各种问题,这些问题部分原因来自工程师设计时不够严谨,背离相关设计规范和标准的情况,导致地下室建设存在严重的安全隐患的后果。这些问题关乎投资者经济利益和业主正常的日常生活,地下室的设计问题一直是业界关注的重点。虽然地下室的设计程序相对繁琐、复杂,但设计人员必须抱着严谨的态度对待。本文在地下室排烟通风、防水防潮及抗浮设计等上进行探讨,进行有益的探讨,希望对地下室设计有所帮助。■
参考文献
[1] 陈新农. 地下室结构设计的影响因素与技术措施[J]. 建筑技术与应用,2011(3).
[2] 吴建虹. 高层建筑地下室抗浮设计的几个问题. 广东土木与建筑,2002,8:3-5.
[3] 李广信,吴剑敏. 关于地下结构浮力计算的若干问题. 土工基础,2003,3(17):5-7.