浅谈地下室外墙设计中的要点
关键词:地下室外墙;收缩裂缝;人防
前言
在土地资源日益紧张的今天，集约化使用土地已经成为各地建筑工程项目遵循的基本原则之一。地下室工程成为了各类建筑物的设计与施工中的一个重要组成部分。但是，随之而来的许多地下室工程质量问题也接踵而来．本文将从设计的角度对地下室外墙常见质量问题进行探讨。
1地下室外墙常见质量问题
1.1问题的表现与判断地下室外墙混凝土在施工阶段常常会出现不同程度、不同数量的开裂。
绝大多数裂缝为竖向裂缝，多数缝长接近墙高，两端逐渐变细而消失。裂缝数量较多，宽度一般不大，超过0．3mm宽的裂缝很少见，大多数缝宽度≤0．2mm。其位置主要分布在墙长中部附近。而沿地下室墙长两端附近裂缝较少。裂缝出现时间多在拆模后不久，有的还与气温骤降有关。随着时间发展，数量增多，但缝宽加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有关。当地下室回填土完成后，常可见裂缝处渗漏水，但一般水量不大。从以上特征可以判断出，这些裂缝属于外墙混凝土收缩裂缝。
1．2问题产生的原因
混凝土收缩分为凝缩和干缩。混凝土凝固时，一些与水泥颗粒结合使体积减少，称为凝缩。另一些蒸发使体积减小，称为干缩。混凝土的干燥过程是从表面逐步扩展到内部的，在混凝土内呈含水梯度。因此产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩．致使表面混凝土承受拉力，内部承受压力。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。同时影响混凝土干燥的因素还有：水灰比、水化程度、养护温度、含水量、水泥含量、构件厚度、体积和表面积之比、相对温度、干燥速率、干燥时间等。地下室外墙混凝土拆模后，虽然进行了浇水养护，但由于受到现场条件的限制，不可能做到恒温湿养护．而只能采用浇水养护，因此必然导致外墙混凝土的干燥及收缩。
2地下室外墙设计要点
2．1地下室外墙配筋计算
有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的．不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋。而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。所以在设计时应注意。除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间)外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。
2．2地下车道荷载设计
地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配。这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题：标高变化处仅设一梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置（如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用．该荷载经常遗漏。
2．3针对收缩裂缝控制的设计
(1)一般墙长3040m设置施工后浇带，墙身水平筋配筋率不宜小于0．5％．钢筋间距不宜大于150，墙身混凝土强度不宜过高．宜控制在C35及C35以下，并可掺入一定量的微膨胀剂减少混凝土自身收缩等。当地下室整体超长时，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．为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带。根据一些工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带。同时为了提高钢筋混凝土的抗拉能力，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，对于侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。
(2)工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算，地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或留置后浇带或后浇带的位置设置不当，外墙施工缝或后浇带详图未交代，室外出人口与主体结构相连处未设沉降缝等，导致违反设计规范，产生渗漏现象。因此，在设计时应严格遵照按设计规范，严禁错项、漏项，从设计角度最大限度地降低收缩裂缝产生的可能性。
3人防地下室外墙的设计
(1)作用于地下室外墙的荷载及材料强度人防地下室外墙荷载主要包括地下室外侧土压力、地下水压力、等效荷载。地下室外侧土压力、地下水压力确定同1．2条，等效荷载应根据防空地下室级别确定，当防空地下室为甲级时，地下室外墙的等效静荷载按《人民防空地下室设计规范》(以下简称《人防规范》)第4．7．3款规定确定常规武器爆炸作用在地下室外墙的等效荷载和第4．8．3款、第4．8．4款规定确定核武器爆炸作用在地下室外墙等效荷载两者的较大值；当防空地下室为乙级时，地下室外墙的等效静荷载取《人防规范》第4．7．3款规定确定的常规武器爆炸作用在地下室外墙的等效荷载值。作用在防空地下室外墙的荷载组合应按照《人防规范第4．10．2款规定取地下室外侧土压力和地下水压力荷载分项系数为1．2，等效静荷载荷载分项系数为1．0。考虑到结构材料在动荷载和静荷载同时作用或动荷载单独作用下，材料强度设计值会提高，《人防规范》第4．2．3款规定人防地下室结构材料强度设计值可按下式确定：fd=rdxf，式中f为静荷载作用下材料强度设计值；rd为动荷载作用下材料强度综合调整系数，对C55及以下混土，rd=1.50，对HPB235级钢筋rd=1.50，对HRB335级钢筋rd=l.35，对HRB400级钢筋rd=1．20。
(2)人防地下室外墙的配筋人防地下室外墙的竖向钢筋除满足计算要求外，也应满足最小配筋率要求，其最小配筋率按《人防规范》第4.11.3款规定，当采用HRB335级及以上的钢筋时，对混凝土强度等级为C25～C35，受弯构件的最小配筋率为0．25％；对混凝土强度等级为C40一C55，受弯构件的最小配筋率为0．30％。《人防规范》第4．11.3款规定，人防地下室外墙内外侧钢筋之间应设置直径不小于6mm、间距不大于500mm梅花形布置的拉结筋。人防地下室外墙的配筋其他原则与普通混凝土外墙配筋相同;人防地下室外墙的最终配筋取人防地下室外墙的配筋和普通地下室外墙的配筋两者中较大的一方。