徐志鵬

臺州民用建筑設(shè)計有限公司 浙江 臺州 318000

引言

如今，由于建筑技術(shù)地不斷創(chuàng)新和發(fā)展，地下室工程設(shè)計一直是人們關(guān)注的焦點，并且在整個建筑工程設(shè)計過程中也是一個相對復(fù)雜的過程。對于一些設(shè)計師，地下室結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過科學(xué)，合理且嚴(yán)格的規(guī)劃，以便在不斷提高整個建筑質(zhì)量的同時降低成本。

1 地下室結(jié)構(gòu)工程成本管理的現(xiàn)狀及重要性

在設(shè)計技術(shù)施工過程中，許多開發(fā)商僅關(guān)注項目的總體設(shè)計方案，而沒有對地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計解決方案給予應(yīng)有的關(guān)注。只有在施工階段才能真正確定設(shè)計方案是否合理，因此地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本管理經(jīng)常被忽視，也無法進(jìn)行有效的實施。而與地上建筑相比，地下室是一項獨特的投資，顯然，它不應(yīng)該僅僅依靠出售地下停車位來抵消成本。隨著現(xiàn)金流效率的下降，市場競爭變得更加激烈。綜合分析影響地下室成本控制因素，主要是有機(jī)電，建筑圖紙，結(jié)構(gòu)圖，一般設(shè)計圖等，而且各個方面都是相互影響的。所以只有匯集每個專業(yè)人員的資源，才能更好地控制地下室的價值。而控制地下室成本的最關(guān)鍵干預(yù)措施是優(yōu)化地下室設(shè)計。優(yōu)化地下室設(shè)計對于控制成本非常重要，只有通過合理的方法才能產(chǎn)生收入，降低成本并增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益[1]。

2 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計

某多層建筑的底層為三層結(jié)構(gòu)，每層建筑面積為22,800平方米。在地下一層有一個控制室，其余的二三層則用于車庫。在地下室中還有一個人防區(qū)域，面積約為8800平方米。

2.1 施工方案

地下室建設(shè)已成為建筑業(yè)垂直空間管理的重要領(lǐng)域。因此制定計劃時必須注意可行性，在設(shè)計建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時不可避免地會出現(xiàn)一些不足。因此，有必要采用科學(xué)的方法來定義設(shè)計中的各種指標(biāo)，包括控制設(shè)計目標(biāo)的指標(biāo)，控制設(shè)計過程的指標(biāo)等。使用度量來表達(dá)和量化設(shè)計元素，以達(dá)到設(shè)計效果以及合理地利用有限的地下室空間。

2.2 荷載取值

除了結(jié)構(gòu)上的恒定荷載和地下室結(jié)構(gòu)上的動態(tài)荷載外，還存在一些常規(guī)的荷載。例如來自基礎(chǔ)底板和外墻地面上的地下水壓力的荷載；來自地面土壤壓力的荷載以及消防車在地下室頂部的負(fù)載。而且由于上述荷載值通常非常大，因此，這些荷載的大小也對結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生非常重要的影響。設(shè)計不僅必須符合安全要求，而且必須經(jīng)濟(jì)合理，同時也不能太過保守。

2.3 樓板的選擇

目前，連續(xù)多跨樓板的設(shè)計方法有兩種：彈性和塑性。在中國各行各業(yè)的民用和工業(yè)建筑設(shè)計院中，由于項目類型的不同，其工作量也有很大差異。例如，在工業(yè)項目的鋼鐵廠中，活載荷的使用和維護(hù)與民用的傳統(tǒng)地板上的活載荷有很大不同。因此，目前，國家設(shè)計院根據(jù)行業(yè)的負(fù)荷特性，采用各種方法來計算彈性或塑性元件。在傳統(tǒng)的民用建筑中，塑性樓板被廣泛使用，并且經(jīng)過多年的實踐經(jīng)驗，已證明使用塑性的設(shè)計方法是可能的，同時也節(jié)省了鋼筋量。

2.4 抗震等級

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使用不同的抗震級別和相關(guān)的地震測量對成本控制具有非常重要的影響。因此，地下結(jié)構(gòu)的抗震等級必須嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)氐目拐鹨?guī)則規(guī)范。當(dāng)?shù)叵率业捻敯逵米魃喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌入式部分，在這種情況下，地基的抗震水平必須與上層建筑的抗震水平相同?？拐鸾Y(jié)構(gòu)測量的地震等級可以降低一級，但不應(yīng)低于第四等級。如果一些地下室無上部結(jié)構(gòu)的話，抗震結(jié)構(gòu)等級測量可以根據(jù)第三或第四等級的具體條件來使用抗震等級，地震等級不應(yīng)任意增加。

2.5 鋼筋連接

鋼筋的連接可分為搭接，機(jī)械連接和焊接。在工程實踐中，搭接接頭的設(shè)計是實用的，通常不涉及人為錯誤（例如焊接或機(jī)械接頭）的可能性。這是加固鋼縫的最佳方法，但其缺點也很明顯。同時，當(dāng)鋼筋的直徑較大時，所需的搭接長度也非常顯著，并且還必須設(shè)計搭接長度范圍內(nèi)構(gòu)件的箍筋，從而接頭連接的鋼材消耗量就相對較大，這是不經(jīng)濟(jì)的。而機(jī)械連接和焊接的成本相對較低，實際上，手工焊接需要現(xiàn)場使用更先進(jìn)的技術(shù)。必須掌握成熟的機(jī)械控制技術(shù)保證其質(zhì)量，保證質(zhì)量和性能的相對穩(wěn)定。

2.6 地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化

（1）科學(xué)的地下室設(shè)計。如果地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)，將會影響其抗震性能。一般來說，地下室地板應(yīng)高于外部地板，總高度可以從外部地板計算而無須計算層數(shù)。地下室墻柱和上部結(jié)構(gòu)的墻柱必須協(xié)調(diào)統(tǒng)一。如果天花板的內(nèi)表面和外表面的高度超過了橫梁的高度范圍，則會形成臺階層。在這一點上，有必要采取有效措施。如果地下室地板沒有托梁地板，則不能將其用作上層建筑的一部分。計算結(jié)構(gòu)時，必須向下計算，直到到達(dá)地下室或地面為止。

（2）加強(qiáng)抗浮性和抗?jié)B透性。地下水位的變化將極大地影響地下土壤。地下室抗浮指數(shù)的主要基準(zhǔn)是地下水位的變化范圍。在設(shè)計防浮基座時，應(yīng)考慮基座的總使用極限，以避免在地下室施工過程中因抗浮作用不足而引起的局部損壞。在建造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，澆筑后使用膠帶作為在短時間內(nèi)消除與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度的技術(shù)措施，可以有效改善地下室的防水性[2]。

3 地下室結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化的有效方法

3.1 地下車庫的成本控制

一般來說，地下車庫是一個禁止出售的區(qū)域。地下車庫的面積越大，投入的資金越多。這就要求對所出售的面積進(jìn)行合理的控制。建筑總面積系數(shù)如果超過規(guī)定值，將會影響經(jīng)濟(jì)效益。因此，地下車庫的面積越小越好，可以降低成本。另外，必須合理控制地下車庫的停車位比例：停車位越少，投資成本越低；停車位比例越高，成本越高。因此，在設(shè)計地下車庫時，有必要科學(xué)地控制每個停車位的面積。通常地下車庫鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)跨度約為8m，根據(jù)3個小型停車位的柱間距計算，應(yīng)在8～8.2m之間檢查柱網(wǎng)，以保持通道的停車位垂直且緊湊。

3.2 合理選用施工所需材料

根據(jù)項目的建設(shè)時期，以當(dāng)?shù)仡A(yù)拌混凝土的價格來分析不同強(qiáng)度等級的混凝土的成本效益。因此，根據(jù)項目中混凝土強(qiáng)度等級的要求要做出明智的選擇，以確保最大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)基礎(chǔ)工程設(shè)計的要求，立柱的彎矩較小，主要處于軸向受壓狀態(tài)，截面尺寸受軸向受壓速度控制。

3.3 控制地下深度成本的措施

地下室深度的計算主要是指層高和層數(shù)，它們與開挖量和運(yùn)輸量直接相關(guān)。成本包括挖掘區(qū)域，地下室地面覆蓋物和側(cè)壁加固上的投資額，抗吊樁和浮動抗吊桿的成本。地下室越小，成本越容易控制。如果項目占地較大，則一層地下室比二層地下室更有用處。由于二層地下室的垂直規(guī)劃方法不同，所投入資金的規(guī)模也有所不同。如果第一層地下室的面積超過第二層地下室的面積，那么盈余越大，投入的資本就越少。下層建筑的面積已達(dá)到最小，這意味著投資資金的數(shù)量也最小。地下室地板的高度與項目成本成正比，地板高度每降低100毫米，投資就會減少1%。因此，在更經(jīng)濟(jì)的建筑物的地下室中，地板高度應(yīng)小于3.6m。有效控制地下室高度要注意以下幾點：①合理地選擇地板系統(tǒng)，并在合理的范圍內(nèi)控制承重梁的高度。②合理安排各種專業(yè)設(shè)備的管網(wǎng)，不斷分析和優(yōu)化，以節(jié)省至少200mm的空間。③在地下車庫設(shè)計自然通風(fēng)和除煙措施，將減少安裝在地下室中的機(jī)械通風(fēng)和排煙設(shè)備的數(shù)量，有效高度可減少約400mm，投資成本將顯著降低，這將有效地控制成本[3]。

4 結(jié)束語

在設(shè)計建筑物的地下室結(jié)構(gòu)時，設(shè)計師必須充分考慮各種影響因素。通常，建筑物地下部分中包含的混凝土和鋼材的數(shù)量相對較大，約占總成本的40%～60%。因此，為了有效降低施工成本，避免浪費(fèi)，應(yīng)采用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，既可以有效提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性，又可以有效降低成本，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。