左露
合肥工業(yè)大學設計院(集團)有限公司 安徽 合肥 230001
在整個建筑工程設計過程中,很多開發(fā)商只注重項目的總體設計方案和戶型設計方案,而對地下室的結(jié)構(gòu)工程設計重視不夠。只有在施工圖階段才能真正確認設計方案是否合理,這就導致地下室結(jié)構(gòu)工程造價管理往往被忽視,無法有效實施。與地上建筑相比,地下室屬于單一投入,如果僅僅依靠銷售地下車庫車位來彌補成本,顯然不是正確的處理策略。隨著現(xiàn)金流效率的降低,市場競爭日趨激烈。只有不斷提高工程項目的利潤率,才能有效提高市場競爭力[1]。
對于一些地下面積較大的高層建筑,塔式結(jié)構(gòu)的抗浮問題在后續(xù)使用過程中往往不會出現(xiàn),但在地下室和裙樓結(jié)構(gòu)中,抗浮不符合相關(guān)標準的情況非常普遍。為了有效地解決這些問題,文章結(jié)合實際工程設計經(jīng)驗,認為可以從以下幾個方面入手。
2.1.1 降水位抗浮。結(jié)合實際情況,應適當增加基坑底面的設計標高,從而有效地降低抗浮水位。具體措施包括:①施工過程中盡量選用無梁樓蓋或?qū)挶饬簶巧w,一般情況下,寬扁梁截面高度盡量保持在1/16~1/22之間;采用寬扁梁可以大大降低地下室結(jié)構(gòu)的整體高度,從而達到降低抗浮水位的目的。②一般而言,與“低板式”梁板式筏板基礎(chǔ)中的覆土質(zhì)量相比,平板筏板基礎(chǔ)的質(zhì)量基本相同,但前者的基礎(chǔ)高度遠高于后者。因此,平筏基礎(chǔ)的使用也可以達到降低浮沉水位的目的。
2.1.2 提高地下室整體質(zhì)量。提高地下室整體質(zhì)量的優(yōu)勢是非常突出的,包括:①如果要適當調(diào)整地下室主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深,提高地下室的整體質(zhì)量,可以間接完成施工,也可以提高整體承載能力。②提高地下室的整體質(zhì)量是解決地下室抗浮問題的最有效途徑,也是最直接的解決辦法,但在使用過程中應充分考慮地基土的承載力。如果用這種方法來解決地下室結(jié)構(gòu)設計中的抗浮問題,一般可以從以下兩個方面入手。
第一,在不改變基坑底面高度的前提下,提高地下室的整體質(zhì)量,增加屋面厚度,使地下室頂板的大板之間不需要增加二次梁。一方面簡化了施工工藝,另一方面有效解決了抗浮問題。但這種方法也有一定的局限性,所以在使用過程中必須結(jié)合實際情況。
第二,改善地基配重,包括:①低成本高密度填充材料在基礎(chǔ)頂面施工中的應用;②地基上填土厚度的增加;③底板厚度的增加。雖然這些措施可以解決地下室抗浮的問題,但也會增加地基的埋深,間接增加地下室抗浮水位的高度。因此,這取決于使用前的情況。
引起地下室結(jié)構(gòu)不均勻沉降的因素是多方面的,包括施工因素、材料因素和后期管理保護因素。目前,解決地下室結(jié)構(gòu)不均勻沉降的有效措施有兩種。首先,選擇樁基礎(chǔ)作為主體結(jié)構(gòu)。這不僅可以減少主體結(jié)構(gòu)的最終沉降,有效地提高地基的承載能力,而且可以避免設置沉降和澆筑帶后的各種問題。但由于該方法造價高,僅適用于超高層建筑的施工。二是采用復合地基,較常見的方法是在主體結(jié)構(gòu)中加入CFG樁復合地基,在純地下室和裙房結(jié)構(gòu)中采用天然地基。
在實際施工過程中,大多數(shù)施工單位在計算地下室外墻相關(guān)參數(shù)的過程中,會忽略抗裂性能驗算,從而出現(xiàn)滲漏、不符合施工規(guī)范要求等問題,主體結(jié)構(gòu)與地下室入口無預留沉降縫,后澆帶定位錯誤,建筑物超過預定長度時無后澆帶,底板與地下室外墻結(jié)構(gòu)不科學等,地下室空間大,長度長,因此,必須采取措施防止裂縫進一步擴大。可采取的措施有:①增加收縮混凝土。在混凝土拌和過程中加入HEA、UEA等微膨脹劑,當混凝土實際膨脹值與最終收縮值之差超過混凝土極限抗拉值時,結(jié)果表明,該方法能有效地控制外墻裂縫。②增設后澆帶。后澆帶是保證混凝土早期內(nèi)約束力迅速釋放的技術(shù)措施,在地下室外墻避免長期變形縫方面得到了廣泛應用,取得了顯著效果。③加強鋼筋混凝土的抗拉能力。地下室外墻混凝土施工過程中,應盡量選用抗變形鋼筋,邊墻應加設水平溫度鋼筋。
一般來說,地下車庫屬于不能出售的區(qū)域。地下車庫的面積越大,需要投入的資金就越多。因此,可售面積占總建筑面積的比例需要合理控制。如果比例超過規(guī)定值,將影響經(jīng)濟效益。因此,地下車庫的面積越小越好,可以降低成本。另外,要合理控制地下車庫的車位比例。車位比例越低,投資成本越低。停車位比例應控制在0.85。車位比例越大,成本增加越多。因此,在地下車庫的設計中,應合理控制每個車位的面積。地下車庫鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟跨度一般在8m左右,根據(jù)3個小車位的柱距設計,柱網(wǎng)需控制在8~8.2m之間,保持停車通道垂直,車位布局緊湊,交通不受影響影響。
地下室的設計深度主要是指地下室的高度和層數(shù),它直接關(guān)系到土方的開挖量和運輸量。所涉及的費用包括在基坑圍護區(qū)投資的資金量、投資于地下室底板和側(cè)墻加固的資金、抬升樁和抗浮錨的成本等。地下室越淺,控制成本越容易。
地下室層高與工程造價成正比,當層高降低100mm時,投資減少1%。為有效控制地下室的層高:①合理選擇樓板體系,將結(jié)構(gòu)梁高度控制在合理范圍內(nèi)。②合理布置各專業(yè)設備的管道和管網(wǎng),進行分析和連續(xù)優(yōu)化至少可節(jié)省200mm的空間。③這樣,地下室安裝的機械通風和排煙設備將減少,有效高度可減少400mm左右,投資額將大大減少,從而有效控制成本。
在建筑地下室結(jié)構(gòu)設計過程中,設計師需要綜合考慮各種因素。一般來說,建筑物地下部分的混凝土和鋼筋用量較大,約占總造價的40%~60%。因此,要有效降低結(jié)構(gòu)造價,避免浪費,就必須科學合理地進行結(jié)構(gòu)設計,既能有效地提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性,又能有效地降低造價,給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。