地下结构的设计与优化(3)

　　地下室侧墙属于地下室较易开裂部位，特别对于一些超长地下室，极易产生收缩裂缝，形成漏水隐患。本工程地下室平面尺寸约为165×105m,不设任何伸缩缝或沉降缝;其平面长度大大超出规范要求，容易产生温度收缩裂缝。对此，本工程在实际设计过程中，适当增加地下室侧壁的水平分布筋配筋率(本工程侧墙的水平分布钢筋配筋率为0.30～0.40间), 合理控制配筋间距，并采用补偿收缩混凝土浇筑，选择收缩小的水泥品种，合理控制水泥用量;严格控制混凝土的水灰比、塌落度和外加剂掺量，并在适当位置设置贯通地下室的温度后浇带、沉降后浇带，后浇带采用膨胀混凝土浇筑，利用后浇带混凝土的延期浇筑，一定程度上补偿后浇带两侧混凝土凝固时产生的温度收缩变形，从而有效增加混凝土结构的自防水性能。

　　另外，混凝土的养护工作对混凝土结构成型质量的优劣至关重要，地下室侧壁混凝土浇筑完毕后，严格做好混凝土结构的养护工作，采取必要的辅助养护措施(如草袋洒水养护等)，保证混凝土外表面在混凝土浇筑后至少14d内保持潮湿状态，减少混凝土凝固过程中产生的混凝土收缩，避免裂缝产生。本工程地下室部分截至2011年8月已基本施工完毕，据现场跟踪观察，在采取上述措施之后，本工程在控制地下室裂缝产生、杜绝漏水隐患方面取得了较为理想的效果。

　　4、地下室抗浮及抗拔桩设计

　　上海地区的地下水位一般埋深较浅，常年最高地下水位一般位于地表以下50cm，所以，上海地区的地下结构一般均要进行抗浮计算。地下室抗浮设计分为两个阶段，分别为施工阶段和使用阶段。

　　在施工阶段，地下室通常要进行降水作业，为了节约降水成本，随着施工的进行，降水设施会逐渐拆除，所以施工阶段的最高地下水位是逐渐变化的。对于顶板上有覆土的地下结构，覆土一般不会一次全部完成，覆土厚度会随着施工的进行而不断增加，所以施工阶段的荷载工况相对较为复杂，地下结构所受的水浮力及相应抗力应根据不同的降水阶段，不同的覆土厚度分阶段确定，不能笼统的采用最高水位和最大覆土厚度进行核算。

　　在使用阶段，由于抗浮计算时不考虑顶板活荷载，且抗浮计算时的最高水位一般较容易确定，所以使用阶段的荷载工况则相对较为简单。需要强调的是，地下结构抗浮验算时，应分别对地下室整体和局部分别做抗浮分析，其中局部抗浮验算是抗浮设计的重点。

　　在抗浮计算中，当结构自重与顶板覆土重之和(对于边跨可考虑压脚板及压脚板范围的覆土自重对抗浮的有利影响)小于水浮力时，则需设置抗拔桩。抗拔桩起到抵抗水浮力的作用，主要承受上拔力，因此对于抗拔桩，通常要进行单桩抗拔承载力计算和桩身强度、裂缝验算。另外，对于设置抗拔桩的地下室，其结构竖向(向下)荷载仍然主要由地基土承受。根据变形-受力原理，地基产生承载力的前提是地基发生沉降变形，所以，抗拔桩设置时应选择合适的桩端持力层，通常应采用端阻力相对较小的土层作为桩端持力层，否则还应进行抗拔桩桩身受压承载力计算。

　　鑫山汇众项目抗拔桩采用钻孔灌注桩，桩径600，单桩长度为25m，桩身单桩抗拔承载力设计值为600KN，桩身配筋为HRB400 12Φ16;鉴于抗拔桩随着桩体埋深的增加，桩身截面所受抗拔力逐渐减小，所以桩身配筋由上至下可逐渐减小。所以为了节约桩基成本，本工程抗拔桩在桩身底部10m配筋减小至HRB400 8Φ16。此外，鉴于有上部建筑的地下室区域采用的是纯桩基基础形式，所以为了整个工程在基础形式保持一致(采用纯桩基设计方案)，纯地下室区域的抗拔桩在满足抗浮计算需要的同时，还满足了柱下抗压承载力(即纯桩基)设计要求。

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