浙江建筑，第２８卷，第４期，２０１ １年４月 Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．４，Ａｐｒ．２０１ １ 地下室外墙设计要点探讨 Ｋｅｙ Ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａ Ｂａｓｅｍｅｎｔ’Ｓ Ｏｕｔｅｒ Ｗａｌｌ 蒋 宇 ＪＩＡＮＧ Ｙｕ （大地建筑事务所（国际）上海分公司，上海２００１２０） 摘 要：针对目前地下室外墙结构设计中的要点进行了梳理和总结，对设计中存有争议的疑点问题进行了深入探讨，提出了 有针对性的解决方法：即对上部有墙和上部无墙的两种地下室外墙设计时要区别对待。 关键词：地下室外墙；计算模型；受力分析；保护层厚度 中图分类号：ＴＵ９２６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—３７０７（２０１１）０４—００２２—０３ １概述 ２初始参数的确定 ２．１ 混凝土强度等级 随着住宅产业的发展，小区环境和配套的要求 越来越高。为了获得更多的绿化空间和满足车位比 例的要求，地下车库成为小区建设中的常见项目。 而且随着住宅中高层建筑的大量兴建，为满足基础 埋深的要求，地下室也成为高层建筑设计中的必备 元素。地下车库和高层地下室的外侧墙体直接与土 接触，其受力性能及厚度、配筋均异于普通抗震墙 体。所以，如何经济合理地设计地下室外墙是经常 面对的问题。但是对于这样一个常见的问题，设计 者却经常有概念模糊的现象，在很多问题上也一直 存在争议。该文拟对普通地下室外墙（不考虑人防 荷载）设计中的要点和疑点问题做进一步的讨论。 地下室外墙一般可分为两种：一种是仅在地下 强度等级高的混凝土水泥用量大，容易产生收 缩裂缝，而抗裂抗渗又是地下室设计中主要面对和 需解决的问题，所以地下室外墙的混凝土强度等级 不宜过高。在满足计算要求的前提下，强度等级最 高宜控制在Ｃ４０左右。层数较多的高层建筑由于 轴压比等计算的需要，地上部分层可能采用较高的 混凝土强度等级，此时地下室外墙仍然可以采用 Ｃ３０～Ｃ４０，但是必须对交接处进行局部受压验算。 ２．２ 墙体厚度 为了满足抗渗要求，地下室外墙的厚度不应小 于２５０ ｍｍ Ｊ。最终厚度应该根据计算确定，在满足 裂缝要求的条件下将钢筋直径控制在ｌ２～１８ ｍｍ之 室布置，而对应地上部分无墙的外墙。此类型外墙 承担的地震力很小，其主要功能是挡土墙；另一种是 地上部分的剪力墙连续到地下兼做地下室外墙的， 间，钢筋间距控制在１００～１５０ ｍｍ之间经济性较好。 直径控制在１２～１８ ｍｍ是因为相同条件下，采用较 细的钢筋比较粗的钢筋裂缝更小，经济性更好。间 距控制在１００～１５０ ｍｍ是因为较密的钢筋对抗裂有 利，但是过密施工又不利于振捣。需要指出的是当 此类型外墙承担上部传下的地震力，具有抗震墙和 挡土墙的双重功能。此两种地下室外墙在概念及设 计上应区分对待，而以往的讨论中仅针对地上部分 无墙的外墙，而忽略了两者的差异。 收稿日期：２０１１—０２—２５ 地下室层高较高时，墙厚仍需要满足《高层建筑混 凝土结构技术规程（ＪＧＪ ３－２００２）》中对剪力墙尺寸 作者简介：蒋宇（１９７７一），男，黑龙江双城人，工程师，从事建筑结构设计工作。 第４期 蒋宇：地下室外墙设计要点探讨 ２３ 的最小构造要求。 ２．３保护层厚度 面活荷载、侧向土压力、侧向水压力，以及风荷载和 水平地震作用。对应地上部分无剪力墙的外墙，风 荷载和水平地震作用对地下室外墙产生的内力很 小，计算上一般忽略不计。对于地上剪力墙延续到 地下室兼做外墙的，地震荷载一般也很小且外墙有 一钢筋保护层厚度对提高混凝土结构的耐久性、 抗渗性极为重要，足够的保护层厚度是结构尤其是 地下结构避免钢筋锈蚀，保证结构安全的前提。但 是对于地下室外墙，由于配筋结果一般受裂缝控制， 定的扩散作用，所以仅需构造上将其首层的暗柱 过厚的保护层厚度使钢筋的配筋量增加较多，直接 影响造价。 向下延伸一般即可满足抗震的要求。竖向荷载产生 的截面应力对外墙的受拉区是有利的，对受压区是 《地下工程防水技术规范（５０１０８—２００８）》中第 不利的。外墙设计受受拉区控制，所以为了计算方 ４．１．７条规定“迎水面钢筋保护层厚度不应小于 便，可以忽略这部分有利的作用。当竖向荷载很大 ５０ ｍｍ”。此条要求较严格，且在２００１版的规范中 时，板压力不可忽略时，则可按照压弯构件复核压区 为强条，所以很多设计院和审图公司通常按此控制。 承载力。综上所述，从荷载的角度，地下室外墙可以 但是具体实施时争议一直比较大。一方面外墙截面 简化为只承担侧向荷载的平面外受弯构件，其主要 有效厚度损失较大，按照０．２ ｍｍ控制裂缝时配筋增 侧向荷载取值如下： 加很多，对经济性影响很大；另一方面按照混凝土规 （１）室外地面活荷载：一般民用建筑的室外地 范的抗裂要求，在５０ ｍｍ厚保护层内附加钢筋网片， 面，活荷载可取１０ ｋＮ／ｍ 。有特殊较重荷载时，应按 与外墙受力筋间ｊ垣很小，垂直浇捣混凝土困难，且如 实际情况确定。 果此层钢筋网锈蚀反而会加速混凝土保护层的剥落。 （２）水压力：水位的高度可以根据勘察单位提供 为了既满足此条要求又降低含钢量，有人建议 的抗浮设计水位确定。南方地下水位较高的地区一般 施工时保护层厚度取５０ ｍｍ，计算裂缝时考虑外防 取室外地坪下５００ ｍｍ。若室外的市政或者小区道路标 水层的有利作用，保护层取３０ ｍｍ或者更小。但是 高低于室外地坪标高，水位可以取道路下５００ ｍｍ。 由于防水层的设计年限低于结构的设计年限，所以 （３）土压力：根据《全国民用建筑工程设计技术 这样考虑并不合理。 规范》（结构）第２．６．２条，地下室侧墙承受的土压 笔者认为地下室外墙迎水面钢筋保护层厚度不 力宜取静止土压力。静止土压力系数宜由试验确 应小于５０ ｍｍ，因为这对于结构的耐久性非常重要。 定，一般取０．５。有护坡桩及相邻地下室距离较近 裂缝验算时，可以根据《混凝土结构耐久性设计规 时可以适当折减。风荷载和地震区地面运动使土压 范（ＧＢ ５０４７６—２００８）》中第３．５．４条的规定，当保护 力超过静态土压力而有所增加，但其对外墙平面外 层设计厚度超过３０ ｍｍ时，可将厚度取为３０ ｍｍ。这 产生的内力较小，可以不予考虑。 样既可以保证保护层厚度，又避免含钢量增加过多。 侧压力计算时可以采用水土分算和水土合算两 ２．４钢筋的选取 种方法，水土合算时由于水也乘了侧压力系数，所以 由于地下室外墙一般由裂缝进行控制，从抗裂 计算值要小于水土分算。地下室外墙建议采用水土 的角度，二级钢经济性优于三级钢。但是在大力推 分算的方法。 广应用三级钢的背景下，上部结构三级钢应用较多， 且两者价格的差异也越来越小，故地下室外墙受力 ４计算模型 主筋可以选用三级钢。 地下室外墙本质上是竖向放置的板，其四边的 ２．５覆土重度 支座情况需要根据实际情况进行简化。 以前习惯取１８ ｋＮ／ｍ ，现在习惯取２０ ｋＮ／ｍ ，也 地下室外墙底部一般与刚度很大的基础底板或 有的设计单位取１９ ｋＮ／ｍ 。地下水位以下土的浮重 基础梁相连，且底板普遍外伸，两侧的刚度之和要远 度取１１ ｋＮ／ｍ 。 大于墙体刚度，故可视为嵌固。顶部支座根据上部 ３荷载及受力分析 剪力墙的有无略有不同，上部无剪力墙时，地下室外 墙顶部仅与顶板相连，顶板的刚度一般略小于侧墙 地下室外墙承担的竖向荷载有上部及各层地下 刚度，约束力较小，故顶端应按铰接考虑。上部有剪 室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地 力墙时，地下室外墙顶部与顶板及上部剪力墙相连，
