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        某商業(yè)地產(chǎn)項目結構方案比選與優(yōu)化

        2020-06-08 10:21:05鄧曉春

        【摘要】商業(yè)地產(chǎn)項目是中心城區(qū)常見的一種建筑類型,其功能多樣,配套齊全,能夠滿足業(yè)主多元化的需求。在政府強有力的限價措施下,開發(fā)商對項目開發(fā)成本的控制變得更為迫切,限額設計較為普遍,合理的建筑結構方案、結構布置及基礎選型是優(yōu)化設計與造價控制的關鍵。

        【關鍵詞】 剪力墻布置;基礎選型;剪切;沖切;整體抗浮

        1、引言

        隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們對建筑要求越來越高,滿足人們居住、購物、休閑娛樂等多方面的要求商業(yè)地產(chǎn)建筑應運而生。成本控制是開發(fā)商重點關注的方面,而基于全階段的成本優(yōu)化才能達到更好的效果。

        居住建筑中,剪力墻結構應用最為廣泛,能夠最大限度的減少結構構件對建筑功能的影響,將剪力墻合理的布置在建筑隔墻位置,既確保結構安全,又能滿足建筑功能?;A設計、地下室抗浮設計也是結構設計中非常重要的環(huán)節(jié)。

        本文結合某商業(yè)地產(chǎn)工程實例,對方案階段的結構合理化建議進行了詳細闡述,對初設施工圖階段剪力墻的布置、基礎選型、結構整體抗浮方案的選擇進行了對比分析,取得了良好的經(jīng)濟效益。

        2、工程概況

        本工程位于廣東省汕尾市主城區(qū),總建筑面積39.22萬m2,由1棟120米超高層辦公樓、10棟100米以下的高層住宅、1棟幼兒園、以及多層商業(yè)、配套用房及地下室組成,其中超高層辦公樓采用框架核心筒結構體系,高層住宅為剪力墻結構體系,多層商業(yè)及配套用房為框架結構體系。

        本工程所在地基本風壓0.85kN/m2,基本地震烈度7度,地震加速度:0.10g,地震分組第一組,場地土類別Ⅱ類,場地特征周期0.35s。

        擬建場地從上至下巖土層分別為:雜填土①、殘積砂質粘土②、全風化巖③、強風化巖④、中風化巖⑤、微風化巖⑥。

        3、方案階段結構合理化建議

        擬建場地由山地平整而成,地形起伏較大,微風化巖石巖面埋深從絕對標高19.0 m到-10.0m,場地西側和東北角微風化花崗巖局部已經(jīng)出露地表或埋藏很淺,而場地東南側素填土和殘積砂質粘土均較厚。

        超高層辦公樓和商業(yè)位于西側,緊鄰城市主干道,為滿足商業(yè)的車位數(shù)量要求,第一版建筑方案中,東側住宅區(qū)僅一層地下室,西側商業(yè)區(qū)有兩層地下室。收到地勘報告后,考慮到西側地下室開挖全部要破微風化花崗巖,難度太大,且西側為一期工程,這對工期和造價控制都非常不利,設計給出如下建議:

        3.1將場地正負零標高適當提高,減小基坑開挖深度。

        3.2將負二層地下室移到場地東南側土層較厚的區(qū)域,降低基坑開挖難度,同時原來此處負一層底板位于填土層,修改之后負二層底板位于殘積砂質粘土層,地下室可以采用筏板基礎,節(jié)約基礎造價。

        3.3本工程負一層地下室區(qū)域塔樓底板開挖均已到達微風化巖石,均采用平板式筏板基礎,建筑埋深均達不到建筑高度的十五分之一,結構進行了大震與風荷載作用組合下的穩(wěn)定性驗算,基礎不再加大埋深。

        4、因地制宜進行基礎選型

        超高層辦公樓和商業(yè)區(qū)底板開挖后全部已到微風化巖,均采用筏板基礎,且由于現(xiàn)場爆破范圍和深度難以控制,均采用平板式筏基,柱子軸力較大處,配抗沖切鋼筋,減小筏板厚度,后面章節(jié)有商業(yè)區(qū)基礎造價分析。

        各棟住宅塔樓根據(jù)實際地質情況選用合適的基礎形式,塔樓基礎持力層均為微風化或中風化巖,具體選型如表1所示:

        5、高層住宅剪力墻布置方式對比分析

        在業(yè)主需求不太清晰的情況下,結合建筑方案圖,同時在滿足結構計算指標的前提下,布置了以下三個方案供建筑師和業(yè)主進行選擇。

        方案一:剪力墻盡量沿建筑外墻和周邊布置,橫向剪力墻間距較大,標準層室內梁高較高。優(yōu)點是:最大限度地獲得了一層門廳和架空層的通透性,能有效提高樓盤的整體品質,且外墻基本為剪力墻,建筑防水性能好。

        方案二:剪力墻均勻布置,橫向剪力墻間距較密。優(yōu)點:可有效控制標準層室內梁高,集中空調管線基本不需要穿梁,施工簡單,標準層能獲得舒適的室內凈高,結構經(jīng)濟性好;缺點是不利于戶內改造,不能滿足個性化需求,架空層通透性差。

        方案三:剪力墻主要沿外墻、分戶墻、廚衛(wèi)固定隔墻布置,客廳拐角和廚房與餐廳隔墻、臥室之間隔墻均不布置剪力墻,盡量做大板,減少次梁。優(yōu)點:有利于個性化裝修需求,還可根據(jù)樣板房銷售情況隨時調整房間分隔,方便戶內改造,可最大限度獲得使用空間。缺點:結構傳力途徑較長,經(jīng)濟性相對較差。

        三個方案的結構計算指標均滿足規(guī)范要求,方案一用鋼量最小,方案三最高,但總的結構造價差別在4%以內,經(jīng)與業(yè)主方充分溝通,首開區(qū)為滿足客戶需求多樣性采用方案三。

        6、多層商業(yè)基礎與底板方案比選

        商業(yè)裙房一般為多層建筑,常用的基礎形式為筏板基礎或獨立基礎,為選擇最優(yōu)方案,節(jié)省造價,本文以標準跨(8.6m×8.1m)為分析對象,對四種基礎方案的經(jīng)濟性進行比較分析。分析結果如表2所示,采用獨立基礎+防水板的經(jīng)濟性優(yōu)于筏板基礎;提高混凝土強度等級可以減小筏板厚度,且能夠節(jié)省造價;采用箍筋抗沖切可以有效減小筏板厚度;由于采用平板式筏基時,計算結果基本為構造配筋,所以宜盡量降低筏板厚度來控制總體造價。

        7、獨立基礎沖切控制和剪切控制的方案比較

        由《建筑地基基礎設計規(guī)范》8.2.8、8.2.9條可知,獨立基礎的厚度主要由沖切與剪切控制,而獨立基礎的配筋一般均為構造配筋,合理的選擇基礎的厚度,可以節(jié)省混凝土及鋼筋用量。本文分別以沖切控制和剪切控制來確定基礎厚度,并比較二者的經(jīng)濟性,基本條件:巖石地基承載力特征值5000kPa,柱截面600X600,柱底內力標準值6270kN,工程量對比時扣除400厚底板的混凝土工程量。比較結果:沖切控制時,基礎尺寸2.0×2.0×0.65,鋼筋、混凝土總造價1930元;剪切控制時,基礎尺寸為1.5×1.5×2.0,鋼筋、混凝土總造價4818元;

        因此,在地基承載力滿足的前提下,由沖切控制基礎的厚度,可以較大程度的節(jié)省造價,方案一造價僅為方案二的40%,若再加上巖石開挖費用和防水費用,方案一更有優(yōu)勢。

        8、地下室整體抗浮方案比選

        由《建筑地基基礎設計規(guī)范》5.4.3條可知,建筑物基礎承受水浮力作用時需進行抗浮穩(wěn)定性驗算。常用的抗浮措施主要有抗浮錨桿、抗拔樁、配重等。對于采用淺基礎的建筑,采用抗浮錨桿是比較合理的方案。為了解錨桿的經(jīng)濟布置方式,采用兩種布置方案進行對比,標準柱跨(8.6m×8.1m),抗浮水頭為5.2m。方案一:錨桿集中布置在獨立基礎下方,方案二:錨桿均勻分散地布置在底板下方;表3給出了錨桿布置經(jīng)濟性比較結果,由表可知,錨桿均勻布置在底板下并減小底板厚度時,總造價可以節(jié)約將近8%。

        結論:

        本文以某商業(yè)地產(chǎn)工程實例為分析對象,對剪力墻的布置、基礎選型、結構整體抗浮方案的選擇進行了對比分析。主要得到了以下結論:

        (1)方案階段結構應提早介入,因地制宜進行設計,可在造價控制上贏得主動權。

        (2)在高層居住建筑中,剪力墻作為主要抗側力構件,應數(shù)量合適且位置合理,根據(jù)本文的分析結果,剪力墻主要布置在相對固定的隔墻布置,并盡量減少次梁,有利于個性化裝修需求,在精細化設計基礎上,不同布置方式對造價的影響相對較小。

        (3)采用獨立基礎+防水板的經(jīng)濟性優(yōu)于筏板基礎;采用平板式筏基且由沖切控制基礎厚度時,采用較高標號混凝土和配抗沖切鋼筋,可以較大程度的節(jié)省造價;錨桿均勻布置在底板下時,相對于錨桿集中布置在柱下總造價可以節(jié)約將近8%。

        作者簡介:

        鄧曉春(1973.2-) ,女,漢,湖南安化,本科,主要從事結構設計。

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