2.3 地下室

建筑物底层地面以下的房间称为地下室。建造地下室不仅能够在有限的占地面积内增加使用空间,提高建设用地的利用率,还可以节省回填土,比较经济。

2.3.1 地下室的分类

1.按使用性质分类

(1)普通地下室 普通地下室是建筑空间在地下的延伸,根据需要可达数层。由于地下室的环境比地上房间差,地下室不应布置居室;当居室布置在半地下室时,必须采取满足采光、通风、日照、防潮、防霉及安全防护等要求的相关措施。地下室可以布置一些无长期固定使用对象的公共场所或建筑的辅助房间,如营业厅、健身房、库房、设备间、车库等。地下室的疏散和防火要求严格,尽量不把人流集中的房间设置在地下室。

(2)人民防空地下室 防空地下室是战时人们的隐蔽所,是国防的需要。由于人防地下室需要在战争时期使用,因此在平面布置、结构选型、通风防潮、给水排水和供电照明等方面均有特殊的要求。同时,为了在平时也能充分发挥人防地下室的作用,应采取相应措施使其在确保战备效益的前提下,充分发挥社会效益和经济效益。

2.按埋入地下深度分类

(1)地下室 当地下层房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/2者为地下室。

(2)半地下室 房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/3,且不超过1/2者为半地下室。这种地下室一部分在地面以上,易于解决采光、通风等问题。

2.3.2 地下室的基本组成

地下室一般由墙体、顶板、底板、门窗、楼梯以及采光井等部分组成。

1.墙体

地下室的墙不仅承受上部的垂直荷载,还要承受土、地下水及土壤冻胀时产生的侧压力。所以地下室的墙的厚度,应经计算确定。采用最多的为钢筋混凝土墙,其外墙厚度一般不小于250mm。

2.顶板

地下室的顶板采用现浇或预制钢筋混凝土板。防空地下室的顶板,一般应为现浇板,当采用预制板时,往往在板上浇筑一层钢筋混凝土整浇层,以保证顶板刚度。

3.底板

地下室底板应具有良好的整体性和较大的刚度,并应有抗渗能力。地下室底板多采用钢筋混凝土。

4.门窗

普通地下室的门窗与其他房间相同。人防地下室的门窗应满足相应等级的密闭、防冲击等要求。当地下室的窗在地面以下时,为达到采光和通风的目的,应设置采光井。

5.楼梯

当地下室的层高较小时,可设单跑楼梯。一个地下室至少应有两部楼梯通向地面,防空地下室的每个防护单元不应少于两个出入口通向地面,其中一个必须是独立的安全出口,且安全出口与地面以上建筑物应有一定距离,以防止地面建筑物破坏坍落将出入口堵塞。

6.采光井

地下室的采光井,一般每个窗户设置一个,当窗的距离很近时,也可将采光井连成一体。

采光井由底板和侧墙构成,侧墙用砖墙或钢筋混凝土板墙制作,底板一般为钢筋混凝土浇筑。

采光井的底板顶面较地下室窗台低300mm以上;采光井在进深方向(宽)为1000mm;采光井侧墙顶面应比室外地面高500mm,以防地面水流入;窗井外地面应做散水。

采光井底板应有1%~3%的坡度,将积存的雨水用管道引入地下管网,当地下管网高于采光井底板时,应采取有效措施以防倒灌,比如用泵提升排水,但成本较高;采光井的上部应有铸铁箅子等,以防止人员、物品掉入采光井内(图2-14)。

图2-14 地下室采光井构造示意图

2.3.3 地下室的防水处理

地下室工程防水设计必须因地制宜,全面考虑各自然因素和使用要求,结合工程的特点和结构形式,合理确定防水等级、防水材料及施工工艺,制订正确的防水设计方案。地下室工程防水措施分别有:防水法、排水法、防排综合法等,以达到防水要求(表2-1)。地下室工程的防水等级,按围护结构允许渗漏水量划分为4级;地下室工程不同防水等级的适用范围,应根据其重要性和使用中对防水的要求确定。

地下室的防潮处理

表2-1 地下室工程各种防水措施的选用要求

地下工程的防水设计,应根据地表水、地下水、毛细管水等的作用,以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响确定。单建式的地下工程,宜采用全封闭、部分封闭的防排水设计;附建式的全地下或半地下工程的防水设防高度,应高出室外地坪高程500mm以上(图2-15、图2-16)。

图2-15 建筑物地下室防水设防示意一

a)平面图 b)A-A剖面图

图2-16 建筑物地下室防水设防示意二

a)平面图 b)A-A剖面图

1.地下室防水设防要求

地下室防水工程分为四个等级,具体应根据工程的重要性和使用中对防水的要求确定。

地下工程的防水设防要求,应根据使用功能、使用年限、水文地质、结构形式、环境条件、施工方法及材料性能等因素确定。

明挖法地下工程防水设防要求可参照表2-2。

地下工程防水等级标准及适用范围

表2-2 明挖法地下工程防水设防

2.地下工程混凝土结构主体防水

地下室工程迎水面主体结构及人防地下室顶板应采用防水混凝土,并应根据防水等级的要求,采取其他防水措施。

目前实际工程中经常采用的其他防水措施,有防水砂浆、防水卷材、防水涂料、膨润土防水材料、金属防水板等。应根据使用功能、使用年限、水文地质、结构形式、环境条件、施工方法及材料性能等因素合理进行选用,以满足地下室主体结构防水设防要求。如处于侵蚀介质中的地下室,应采用耐侵蚀的防水混凝土、防水砂浆、防水卷材或防水涂料等防水材料。结构刚度较差或受振动作用的地下室,宜采用延伸率较大的卷材、涂料等柔性防水材料。

对于地下室的防水混凝土结构,其结构厚度不应小于250mm,并应满足相关规范的规定。

1.防水混凝土

2.水泥砂浆防水层

3.卷材防水

4.涂料防水

5.塑料防水板防水层

6.金属防水

7.膨润土防水材料防水层

8.地下工程种植顶板防水

3.地下工程混凝土结构细部构造防水

地下建筑防水构造位置如图2-17所示。

图2-17 地下建筑防水构造索引示意图

(1)变形缝

1)变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、容易检修等要求。用于伸缩的变形缝宜少设,可根据不同的工程结构类别、工程地质情况采用后浇带、加强带、诱导缝等替代措施。

2)变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300mm。用于沉降的变形缝最大允许沉降差值不应大于30mm。变形缝的宽度宜为20~30mm。

3)变形缝的几种复合防水构造形式如图2-18~图2-20所示。

图2-18 中埋式止水带与外贴防水层复合使用

注:外贴式止水带L≥300mm;外贴防水卷材L≥400mm;外涂防水涂层L≥400mm。

图2-19 中埋式止水带与嵌缝材料复合使用

图2-20 中埋式止水带与可卸式止水带复合使用

4)环境温度高于50℃处的变形缝,中埋式止水带可采用金属制作(图2-21)。

图2-21 中埋式金属止水带

(2)后浇带

1)后浇带宜用于不允许留设变形缝的工程部位。

2)后浇带设在受力和变形较小的部位,其间距和位置应按结构设计要求确定,宽度宜为700~1000mm。

3)后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42d后再施工;高层建筑的后浇带施工应按规定时间进行。

浇筑后浇带所采用的补偿收缩混凝土,其抗渗和抗压强度等级不应低于两侧混凝土。并且应一次浇筑,不得留设施工缝;混凝土浇筑后应及时养护,养护时间不得少于28d。

4)后浇带两侧可做成平直缝或阶梯缝,其防水构造如图2-22、图2-23所示B代表结构层厚度。

图2-22 底板、外墙后浇带防水构造

图2-23 顶板后浇带防水构造

5)后浇带需超前止水时,后浇带部位的混凝土应局部加厚,并应增设外贴式或中埋式止水带(图2-24)。

(3)穿墙管 实际工程中,部分设备管道需从地下室墙体穿过,此时应根据管道的性质、管径大小、有无振动和防水要求以及是否需要频繁更换等选择相应的构造处理方式。

一般对于钢管或其他金属钢管,其结构变形以及管道伸缩量较小并且无更换要求时,可以采用直埋式处理方式。为防止钢管滑脱或渗水,可以在埋墙部分预先焊接翼环或者穿套遇水膨胀橡胶圈以及预留孔洞后浇混凝土等,如图2-25所示。

图2-24 底板、外墙超前止水式后浇带防水构造

图2-25 直埋式穿墙管构造处理

a)焊接止水环 b)穿遇水膨胀止水圈 c)预留孔洞二次浇筑

对于易于产生较大振动、温差较大、替换频繁或者防水要求严格的地下室中的设备管道,如果直接将管道埋入墙内会造成不必要的破坏,所以通常在墙体内预埋套管,然后将管道穿过,如图2-26所示。

穿墙管线较多时,宜相对集中,并应采用穿墙盒方法。穿墙盒的封口钢板应与墙上的预埋角钢焊严,并应从钢板上的预留浇筑孔注入柔性密封材料或细石混凝土(图2-27)。

图2-26 套管式穿墙管防水构造

图2-27 穿墙群管防水构造

(4)埋设件

1)结构上的埋设件应采用预埋或预留孔(槽)等。

2)埋设件端部或预留孔(槽)底部的混凝土厚度不得小于250mm,当厚度小于250mm时,应局部加厚。

(5)孔口

1)地下工程通向地面的各种孔口应采取防地面水倒灌的措施。人员出入口高出地面的高度宜为500mm,汽车出入口设置明沟排水时,其高度宜为150mm,并应采取防雨措施。

2)窗井的底部在最高地下水位以上时,窗井的底板和墙应做防水处理,并与主体结构断开。窗井或窗井的一部分在最高地下水位以下时,窗井应与主体结构连成整体,其防水层也连成整体,并在窗井内设置集水井。

3)无论地下水位高低,窗台下部的墙体和底板应做防水层。

4)窗井内的底板,应低于窗下缘300mm。窗井墙高出地面不得小于500mm。窗井外地面应做散水,散水与墙面间应采用密封材料嵌填。

5)通风口应与窗井处理相同,且竖井窗下缘离室外地面高度不得小于500mm。

(6)坑、池、储水库 坑、池、储水库宜采用防水混凝土整体浇筑,内部应设防水层。受振动作用时应设柔性防水层。

底板以下的坑、池,其局部底板应相应降低,并应使防水层保持连续。

2.3.4 地下工程排水

地下工程的排水是防水的辅助措施,制订地下工程防水方案时,应根据工程所处的环境地质条件,适当考虑排水措施。有自流排水条件的地下工程,应采用自流排水法。无自流排水条件且防水要求较高的地下工程,可采用渗排水、盲沟排水、盲管排水、塑料排水板排水或机械抽水等方法。但应防止由于排水造成水土流失危及地面建筑物及农田水利设施。

地下工程采用渗排水法时宜用于无自流排水条件、防水要求较高且有抗浮要求的地下工程。渗排水层应设置在工程结构底板以下,并应由粗砂过滤层与集水管组成(图2-28)。

图2-28 渗排水构造

粗砂过滤层总厚度一般为300mm,如较厚时应分层铺填,过滤层与基坑土层接触处,应采用厚度100~150mm,粒径5~10mm的石子铺填;过滤层顶面与结构底面之间,宜干铺一层卷材或30~50mm厚的1:3水泥砂浆做隔浆层。

集水管设置在粗砂过滤层下部,坡度不小于1%,且不得有倒坡现象。集水管之间的距离为5~10m。渗入集水管的地下水导入集水井后用泵排走。

2.3.5 人民防空地下室

《人民防空地下室设计规范》(GB 50038—2005)是为了使人民防空地下室(以下简称防空地下室)设计符合战时及平时的功能要求,做到安全、适用、经济、合理而制定的规范。防空地下室设计必须贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针,并应坚持人防建设与经济建设协调发展、与城市建设相结合的原则。在平面布置、结构选型、通风防潮、给水排水和供电照明等方面,应采取相应措施使其在确保战备效益的前提下,充分发挥社会效益和经济效益。

甲类防空地下室设计必须满足其预定的战时对核武器、常规武器和生化武器的各项防护要求。乙类防空地下室设计必须满足其预定的战时对常规武器和生化武器的各项防护要求。

防空地下室设计与构造