沈嘉琦
(銀川建發(fā)園林景觀工程有限公司,銀川 750000)
目前國內(nèi)關(guān)于地下車庫頂板荷載優(yōu)化計算方面的研究主要集中于結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制方法等問題上,也有很多學(xué)者對國外同類產(chǎn)品進行分析對比,并做出相應(yīng)改進和創(chuàng)新,涉及多個設(shè)計參數(shù),比如:地面結(jié)構(gòu)、頂板荷載量計算、景觀小品及建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)。為提升空間利用率,通過計算各層空間內(nèi)所需最大載荷及最大剪力來確定其最佳高度,根據(jù)頂梁和底板尺寸選擇合適材料,合理組織施工順序與場地布置等措施來優(yōu)化施工技術(shù)。
頂板的受力特性是指在同一個高度下,地下車庫內(nèi)各層之間存在著相互聯(lián)系和相互作用。地下車庫頂荷載與土體力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式及施工方法等因素有關(guān),與地面水平位移、垂直方向和豎直方向上均有一定規(guī)律性。在進行施工設(shè)計之前要考慮不同類型的頂板、坡度大小、沉降量、地基條件是否滿足要求、頂板的穩(wěn)定性及抗滑移性能等,這些都是影響地下車庫結(jié)構(gòu)受力特性主要原因,必須嚴格控制。頂梁的結(jié)構(gòu)特性決定了其側(cè)向變形和剪應(yīng)變,不同類型的地基處理對工程造價、工期等都有影響。
圖1 單層地下車庫荷載分布圖
地下車庫頂板是由支撐結(jié)構(gòu)、平臺和垂直框架等構(gòu)成。支座上有兩個立柱以及一個橫梁,豎向支撐主要依靠鋼絲繩來實現(xiàn)穩(wěn)定支撐所施加載荷力,橫向支架則需要用鋼筋混凝土來進行固定,并對頂板起到加固保護作用。平臺上由三根柱子組成了框架結(jié)構(gòu),在頂板設(shè)計過程中要確保底梁的結(jié)構(gòu)強度及剛度足夠大。由于地下車庫高度較高且空間較大需要考慮側(cè)向載荷以及豎向荷載等情況,對其進行計算分析時保證地基土及上部結(jié)構(gòu)物在基底上具有一定的穩(wěn)定性和承載能力,并且還需確保底板材料滿足相關(guān)要求。
首先是土體的性質(zhì)。由于地下車庫頂板荷載與景觀設(shè)計有關(guān),所以對于不同類型土體和不同高度下的地基進行分析可以得到相應(yīng)結(jié)論。其次,水壓力、地面坡度以及其他環(huán)境條件。由于地下水對地下車庫頂梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度影響,如果水壓較大或降雨較多時則可適當(dāng)增加水面高度或者降低底部水位以減少雨水進入,當(dāng)雨天時地表水位下降幅度大且地面下沉速度快;反之若降雨強度不大或土體內(nèi)部濕度比較大時可引起頂板變形而導(dǎo)致地基沉降等問題的出現(xiàn),也會使地下車庫頂板荷載產(chǎn)生不良作用,造成嚴重后果甚至可能發(fā)生事故。在頂板設(shè)計的過程中,還需考慮到抗震、防滲漏等方面。
另外,地下車庫頂板它不僅僅承擔(dān)著整個屋頂空間的重量和質(zhì)量問題同時也承受著風(fēng)載荷、地震等自然災(zāi)害帶來的影響。在進行景觀規(guī)劃時,要考慮其對周邊環(huán)境和建筑物的影響。因此需要充分利用空間、道路以及綠化來減少甚至避免地面交通給城市帶來不利因素;在進行室外停車場地建設(shè)時要選擇合適位置,并保證與周圍建筑及地下設(shè)施間有良好銜接關(guān)系。
目前,在國內(nèi)大多數(shù)小區(qū)建設(shè)中普遍存在著“重輕小”、“輕面子工程”等現(xiàn)象。由于缺乏科學(xué)規(guī)劃以及管理不到位導(dǎo)致這些問題沒有得到及時解決,同時也會影響到后期的施工進度及業(yè)主對其評價水平與認可度上的提高,此外還會造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理造成嚴重浪費土地資源。對于這種情況下,設(shè)計師要根據(jù)實際需要進行調(diào)整和修改,在對小區(qū)進行地下車庫頂板荷載和景觀設(shè)計時,首先要解決的是停車位,如何合理利用空間,并使其能夠滿足人們正常出行需要。其次是確定場地內(nèi)環(huán)境條件以及周邊建筑物的分布情況,根據(jù)不同層次人群來選擇相應(yīng)功能分區(qū)及分區(qū)尺寸、結(jié)構(gòu)形式等內(nèi)容來實現(xiàn)對人車分流與引導(dǎo)作用。最后還應(yīng)分析出停車場出入口的布置位置和高度問題。在地下車庫頂板荷載與景觀設(shè)計施工中注意要做好土層回填工作,基礎(chǔ)排水工作和基坑開挖的處理等問題,防止地基被破壞后影響其穩(wěn)定性,造成沉降差值增大而引起安全隱患,最后就是對基底進行加固處理。
頂板荷載與景觀設(shè)計施工技術(shù)是一項綜合性的工作,其主要目的就是為了提高土體結(jié)構(gòu)剛度,增強土壤間力和剪力效應(yīng)。由于土層承載能力有限而導(dǎo)致對整體穩(wěn)定性有很大影響。因此在進行地基處理時必須要考慮到這一問題。另外還要根據(jù)實際情況來分析不同季節(jié)應(yīng)該面對的常見問題,比如:在夏季會由于太陽輻射導(dǎo)致溫度過高而引起植物生長發(fā)育不均勻,冬天則是氣溫較低時植物葉子發(fā)黃萎蔫或枯葉脫落,這時就要進行景觀設(shè)計施工。對不同類型的構(gòu)件材料制作成一個整體框架結(jié)構(gòu)形式,對于一些特殊位置可以使用復(fù)合型材來實現(xiàn)其功能;基礎(chǔ)高度較低或有較大變形時可采用淺埋暗挖法;當(dāng)基坑深度比較大且地下車庫開挖寬度大于3m時,可以使用深井樁和柱撐相結(jié)合的方法進行地基處理。
頂板的沉降是一個動態(tài)變化的過程,隨著荷載與其他因素一起影響,會出現(xiàn)不同程度的變形。頂板的沉降是在一定范圍內(nèi),若土體不均勻下沉,則會導(dǎo)致底面出現(xiàn)裂縫或局部變形,因此要防止頂板發(fā)生形變。對于地基土中含有夾層時,可采取以下處理方法,先用鉆孔取壓再填砂;采用分層夯實法或換層墊石等技術(shù)手段來控制結(jié)構(gòu)物開裂的可能性;將地基土回彈入混凝土內(nèi)并使其密實地填充到鋼筋網(wǎng)之中,待沉降后立即進行補強。頂梁、墻及附屬設(shè)施等構(gòu)件的加固處理可采用立柱上設(shè)置三角墊圈或加強鋼絲繩固定,對模板支設(shè)臨時錨固段進行加固處理后再澆筑混凝土面層和底板,使其與結(jié)構(gòu)體之間形成一個整體并保證不被破壞。立桿、模板和鋼框架等構(gòu)件在安裝后均需進行澆水試驗。若出現(xiàn)了變形現(xiàn)象時必須及時調(diào)整鋼筋保護層厚度及加固螺栓強度。
施工前應(yīng)先將地面平整,對地基進行夯實、回填等措施可以有效減少基底土壤含水量和地下水流失量。在頂板施工過程中,要嚴格控制好土層含水量,防止出現(xiàn)沉降,使其達到安全的目的,還要注意避免對周邊環(huán)境和居民生命造成影響。地下車庫頂部一般采用混凝土結(jié)構(gòu),若是地下室外墻為鋼筋網(wǎng)架或者框架梁柱支撐時可使用鋼絲刷或鋼板樁等進行加固處理。地面混凝土澆筑及運輸機械設(shè)備等車輛應(yīng)采用平板車或小型汽車;當(dāng)?shù)叵率铱臻g較小且有其他建筑物部位,樓梯、電梯口等處均為臨時設(shè)施區(qū)域內(nèi)的輔助區(qū)和公共建筑部分外露的輔助間,可考慮設(shè)置沉降縫。應(yīng)按規(guī)范要求加強對沉降觀測,避免發(fā)生大范圍的變形。在地下車庫頂板澆筑混凝土之前必須進行一次全面、系統(tǒng)地測量和放線復(fù)核工作。
頂板荷載與景觀地形營造的關(guān)系非常密切,如果一個地區(qū)地下車庫頂梁下錯位,則會造成整個綠地面積的嚴重浪費。因此在進行設(shè)計時需要考慮到屋頂結(jié)構(gòu)中對空間形態(tài)和功能上所提出新要求。對于地面以下不同高度、坡度以及坡向均超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后的部分應(yīng)當(dāng)采用一定厚度且形狀一致、規(guī)則平整并且具有良好抗震性及強度性能等特性的結(jié)構(gòu)作為頂板荷載與景觀地貌之間的過渡點。
在頂板荷載與景觀地形營造的關(guān)系中,除了地面工程施工技術(shù)和土方開挖方法對頂板的影響外,還有就是頂面建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方法以及材料等方面。對于不同地區(qū)不同類型、高度下進行分析。例如:對于低山高落差較大或者是山區(qū)較多采用淺基礎(chǔ)方式;而在超高落差大或地勢起伏不大情況下就可利用深基坑方式處理。另外也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦危x擇相應(yīng)合適的坡向形式來對土質(zhì)加以保護和改善,考慮不同層次景觀地形對土體的影響,根據(jù)各層平面尺寸、高度等因素進行空間布置。如:地下車庫出入口寬度與地面垂直距離較小時可設(shè)兩米高過長駁口;而對于高層建筑則采用單面設(shè)置且面積較大的駁岸形式將其分隔開。
頂板的景觀地形營造是一項復(fù)雜而系統(tǒng)工程,在進行立體綠化設(shè)計時,不僅要考慮到空間上、時間上等因素對整體綠化效果的影響,而且還需要考慮到后期城市發(fā)展建設(shè)規(guī)劃。對于整個地下車庫頂荷載與景區(qū)建筑結(jié)構(gòu)和功能方面都有一定程度地研究,在設(shè)計階段應(yīng)注意到以下幾點要求:頂板上景觀植物具有一定觀賞性,所種植物要符合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境,采用易存活、無異味、無過敏原特點的植物進行景觀融合,并且需要考慮不同層次對景觀地形和形態(tài)美的影響。地面鋪裝設(shè)計頂板的質(zhì)量直接影響景觀效果,而景觀功能和空間布局決定了立體綠化系統(tǒng)是否能夠正常進行,因此,在頂荷載與景區(qū)建筑結(jié)構(gòu)之間進行立體綠化時需要考慮到不同類型植物群落間相互協(xié)調(diào)。
在頂板的防水施工中,最重要的是要嚴格控制好水灰比。如果地下車庫的水位較低時應(yīng)增加管徑,當(dāng)?shù)叵滤容^深而地面沒有足夠多水源且雨天無法滿足屋面排水要求時可設(shè)置專門為其提供臨時性用水設(shè)備,若地下車庫有一定深度或雨水排放后不能保證積水及時排出的情況下,可以在地下室外墻及頂板上設(shè)立一道防水層,以解決屋頂滲漏問題,使地下水不能夠影響到路面和基礎(chǔ)等設(shè)施。
頂板雨水口及地面應(yīng)設(shè)置專門的接地裝置或連接部分,一般采用水泥砂漿找平層,而地面為混凝土墊層時可考慮選用鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在底層以下0.5m左右范圍內(nèi),在基坑施工過程中,要根據(jù)設(shè)計要求進行排水系統(tǒng)和止水帶的安裝工作并做好檢查驗收后才能開始防水工程建設(shè)。當(dāng)?shù)叵率铱臻g有限時可以采用一些小型水泵、排水泵等輔助設(shè)備來實現(xiàn)。指針對頂梁的防水卷材,在實際工程中,需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求來確定合適的設(shè)計方法;對于底板厚度上應(yīng)按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)選擇合理材料和尺寸;而水槽寬度、坡度及寬度等也要符合相關(guān)規(guī)定并嚴格控制其質(zhì)量。
在排水系統(tǒng)上,采用了以下措施。第一層是利用雨水斗進行降水的方式鋪設(shè)地下車庫頂板,第二層是先將雨水管道安裝完成后再由市政管網(wǎng)排放到室外。第三層則是從地面下開挖出一部分水箱來澆筑路面。第四層為排水立井和水坑止坡等措施鋪設(shè)在地面上。第五層樓面排水系統(tǒng)均可采用埋在基礎(chǔ)上,并利用人工夯實而成的方式鋪設(shè)地下車庫頂板。結(jié)合實際情況分析坡度選擇原則:坡向與順直,排水溝布置應(yīng)注意合理布局。
在進行頂板荷載與景觀設(shè)計之前,必須先對小區(qū)的整體布局、功能分區(qū)以及各樓層之間空間分布等條件進行詳細地了解勘察,根據(jù)小區(qū)的不同特點,因地制宜的靈活選擇和設(shè)計技術(shù)方案。在進行頂板荷載與景觀設(shè)計時,需要考慮多方面因素,其中最主要的是對土體材料的選擇、結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)化建筑方案、合理分配空間布局、加強對荷載的分析與計算以及施工方法等,使設(shè)計更加符合景觀效果和使用要求。另外在實際使用中,加強人們對于環(huán)境建設(shè)的意識,嚴格控制地下車庫車輛的合理出入,如果發(fā)現(xiàn)漏水、淤積、傾斜等問題,及時上報處理,共同維護好自己的家園。