張建國 （中國船舶重工集團公司第724研究所，江蘇 南京 211106）

1 概 述

隨著我國城鎮(zhèn)化建設的快速發(fā)展，為解決城市建設用地的供需矛盾，房屋建筑也逐漸向空中和地下發(fā)展，地下建筑工程所占比重也越來越大。進行地下工程的成本控制對整個建筑工程的投資效益尤為重要。本文對大量實施工程分析研究，闡述了地下建筑埋深、結構方案選擇、基礎選型、抗浮設計、基坑支護等關鍵因素對地下結構造價的影響，提出了控制成本的有效措施。

2 地下建筑埋深對造價的影響

在滿足使用功能要求的前提下，地下室結構應遵循“淺埋”的原則。據(jù)我方統(tǒng)計，不考慮持力層因素的情況下，相同地下室埋深每減少0.1m，折算到地下室的每平米造價可節(jié)約50～100元。減小埋深的主要方法有如下幾種。

①在滿足規(guī)劃、基礎埋深、綜合管網(wǎng)的要求下，±0.000位置應盡量抬高。

②地下室的層高應盡量降低。取消不必要的設備或壓縮設備空間。如負一層地下室可結合景觀在頂板上設置采光和通風井，即可取消地下室通風系統(tǒng)，又可自然采光節(jié)約用電，也符合綠色建筑的設計思想。圖1為某小區(qū)地下室原設計層高3.6m，頂板設置采光和通風井后，取消內部通風系統(tǒng)，地下室層高縮減至3.3m。

③減小頂板覆土。既可以降低負一層的高度，也可以減小頂板負載。

④采用雙層機械停車，減少地下室層數(shù)。

⑤地下室“淺埋”可以減少土方開挖與回填量，降低基坑支護成本，減小豎向構件高度，降低抗浮設計水壓力和土側壓力等眾多優(yōu)點，是減小工程造價的關鍵因素。地下工程“埋深”的優(yōu)化，需要各專業(yè)相互配合才能實現(xiàn)

3 地下結構方案的選擇

地下結構方案的選擇應綜合考慮建筑功能和設備條件，盡量采用梁板體系。

3.1 盡量控制梁高

圖1 地下室頂板采光井和通風井外立面

圖2 采光井采光效果圖

圖3 采光井和通風井剖面圖

地下室頂板可采用主梁+厚板的結構布置，可以避免因次梁在主梁上作用的集中力影響造成主梁截面較大。地下室頂板取消次梁后，消防車荷載反而由35kN/m2減小到20kN/m2。經(jīng)過統(tǒng)計分析，主梁厚板結構與主次梁結構相比較，樓板鋼筋含量可減少20%~25%。

3.2 減小地下室底板厚度

地質條件較好的情況下，底板盡量采用抗水板，避免采用筏板。

4 基礎選型

圖4 頂板主次梁結構布置

圖5 頂板主梁+厚板結構布置

圖6 底板抗拔樁居中布置

圖7 底板抗拔樁柱下布置

基礎設計考慮的因素是多方面的，應充分了解當?shù)氐牡刭|狀況，結合上部結構形式、施工條件、抗浮要求、基坑支護等綜合因素，提出合理可行的基礎方案。

①天然地基承載力滿足要求的情況下，對純剪力墻結構可優(yōu)先采用筏板基礎，對框架結構、框剪結構或框筒結構而言，如框架柱對筏板產生的沖切力較大，造成筏板較厚時，應考慮經(jīng)濟性，選擇其他基礎形式。

②天然地基承載力不滿足要求的情況下，可采用樁基。

一般地質條件下，幾種樁基形式造價關系如下：CFG<人挖樁<預制樁<鉆孔樁。其中CFG樁屬地基處理范疇，樁的造價雖然便宜，基礎仍然是筏板，對上部為框架結構、框剪結構或框筒結構的基礎來說，如果巖層較低且地質條件允許的情況下反而不及樁基經(jīng)濟。某項目高層酒店采用框架核心筒結構，原設計基礎形式為CFG樁地基處理+2.2m厚筏板。優(yōu)化后采用人工挖孔樁，外框柱下采用一柱一樁形式，核心筒按樁筏進行設計，樁長都在18m以內。優(yōu)化后底板與承臺平均折算厚度不到1m，基坑開挖及支護深度也隨之減小。該項目基礎優(yōu)化節(jié)省投資約2千萬元。

5 地下室抗浮設計

①合理選取抗浮設計水位。要結合周邊道路標高、室外地坪的地勢地貌等因素，不能單純依賴地質勘察報告提供的數(shù)據(jù)。

②建筑整體抗浮不足的，根據(jù)地質情況采用抗拔樁和抗浮錨桿等抗浮措施。

底板按抗水板設計時，宜將抗拔樁或抗浮錨桿分散布置在底板的跨中，減小底板跨度，降低底板配筋。某項目地下室底板抗浮樁優(yōu)化布置后，地下室底板每平米用鋼量減小12kg，板厚由0.8m減小至0.4m。

6 考慮基坑支護因素

①盡量避免在基坑周邊設置條形基礎，基坑周邊深度的增加對支護造價的影響很大。

②軟土地基上不宜采用大開挖天然地基，僅僅因施工基礎的需要而進行基坑支護，會造成資金的浪費。

③對于深基坑支護，提倡采用逆作法施工。逆作法是地下工程自上而下逐層施工的工藝：沿建筑物地下室周邊施工連續(xù)墻或密排柱等維護結構，同時在基坑內部相關位置施工支撐柱或格構柱，作為逆作工程的豎向承重體系；隨之自上而下逐層挖土，逐層澆筑梁板結構，利用已完工的地下梁板結構作為基坑圍護的水平支撐。逆作法施工以板代撐，兩墻合一，節(jié)約大量資源，避免由于臨時支撐拆除而產生建筑垃圾對環(huán)境的污染。

7 結 語

房建地下結構設計階段成本控制，需綜合考慮多種因素。設計人員要充分了解工程的水文地質條件、建筑功能及設備要求，在此基礎上選取合理的地下結構方案、基礎方案及施工方案，采用一系列有效的技術措施，才能做到安全性和經(jīng)濟性的最優(yōu)化。

[1] GB50007-2011,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[2] JGJ 94-2008,建筑樁基技術規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[3] GB50010-2010,混凝土結構設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.