舟山地下車庫設計

陳冬花

(上海尚居建筑設計有限公司，上海 200000)

1 工程概況

本項目位于舟山普陀區東港新區商務中心，項目總用地面積近2.5萬m2，總建筑面積約為10萬m2，其中地下建筑面積約為3萬m2。項目包含公寓式寫字樓，商業建筑和其他配套，公寓式寫字樓(A，B，C三棟樓)為12層～14層框架結構，商業建筑D樓為5層框架結構。地下室主要為地下1層停車庫，設計采用鋼筋混凝土框架結構，車庫總建筑面積為20 816 m2，主要柱網尺寸為9 m×9 m，東西方向長約123 m，南北方向約172 m(見圖1)。

圖1 建筑總平面示意圖

2 場地介紹

工程場地地貌單元為海島山前海積人工平原地貌。場地上部為淤泥質粉質粘土，下部以粘性土為主，沒有良好的含水層。淤泥質土透水性低。地下水水位變化幅度為1.00 m～1.50 m，場地內最高地下水位標高(抗浮設計水位)1.6 m。

場地地下水對混凝土無腐蝕性;對混凝土干濕交替時具有中等腐蝕性，長期浸水時無腐蝕性;對鋼結構物具中等腐蝕性。

3 結構設計

本工程的抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組。場地土類型為軟弱場地土、建筑場地類別為Ⅲ類，場地特征周期(Tg)為0.45 s，屬于對建筑抗震不利地段。

3.1 結構方案選擇

地庫部分結構體系采用鋼筋混凝土框架結構，框架抗震等級為四級，9 m×9 m布置柱網，頂板雙道井字梁布置，是比較經濟實用、傳力清晰合理、施工簡便快捷的方案。主樓采用鋼筋混凝土框架結構，框架抗震等級為三級，結構計算采用PKPM系列SATWE軟件進行整體空間計算，考慮扭轉偶聯、雙向地震作用和偶然偏心，樓層剛度算法采用層間剪力比層間位移算法計算分析。同時主樓計算時，與主樓相鄰地下車庫兩跨的柱、墻計入主樓地下室側向剛度，此部分地庫結構抗震等級同主樓，連同主樓一起計算，確定內力，配筋及構造。地下一層與首層的側向剛度比大于2，使地下室頂板滿足嵌固的要求，同時由于主樓地下室頂板與車庫頂部的高差，考慮頂板加腋，有利于水平地震力的傳遞，保證地下室大底盤與各塔樓整體工作，結構各單塔分別進行抗震驗算。對上部結構而言，計算所得的結構側向位移和構件內力等更能反映結構的實際情況。

3.2 車庫部分的承壓及抗浮

地下車庫部分承壓及抗浮考慮采用直徑600 mm的鉆孔灌注樁，樁端持力層為⑧-1層粘土，樁進入持力層深度不小于1 m，單樁豎向承載力特征值1 600 kN，單樁抗拔承載力特征值240 kN。

1)承壓計算考慮的工況。

a.施工階段:地下車庫側壁、頂板均已施工完成，無回填覆土，由于施工階段采取降水措施，不考慮施工階段的地下水浮力有利影響。

b.使用階段:地下車庫已施工完成，上部回填覆土已達到景觀設計要求，考慮地下水常年低水位的有利影響。

2)抗浮計算考慮的工況。

a.使用階段一:常年高地下水作用，地勘報告提供常年穩定地下水位抗浮地下水位高程建議取1.60 m。

b.使用階段二:季節性暴雨期間由于排水不暢，水位達到室外地面以上，該工況應屬于短時工況，作為驗算復核。

采用抗浮安全系數。基礎及其上部覆土的自重等對結構有利的荷載效應，依據GB 50009-2001建筑結構荷載規范中的相關規定，永久荷載對結構的傾覆，滑移或漂浮驗算，荷載分項系數均取為 0.9。

3.3 基礎沉降

本工程大底盤分割后的各結構計算單元基礎設計中需考慮主樓和車庫荷載差異，地基承載力和變形等因素，根據工程地勘報告，選用樁基安全等級為一級，設計中分別對主樓，地下車庫及相鄰部分的樁承載力及沉降變形進行計算分析。

1)地庫部分。

地下車庫部分采用直徑600 mm的鉆孔灌注樁(兼作抗浮樁)，樁端持力層為⑧-1層，樁進入持力層深度不小于1 m，單樁豎向承載力特征值1 600 kN，單樁抗拔承載力特征值240 kN，⑧1層粘土，在整個場地內均有分布，埋深適宜，中壓縮性，物理力學性質較好，分布厚度較大，樁端阻力特征值為650 kPa，⑧1層下有⑧2層粉質粘土，在場地內部分地段揭露，埋深較大，軟塑狀，局部可塑狀，物理力學性質稍差，中壓縮性，當以⑧1層粘土作為擬建建筑物的樁端持力層時，考慮該層為相對軟弱層對樁基沉降量的不利作用。

2)主樓部分。

高層主樓部分采用直徑700 mm的鉆孔灌注樁，樁端持力層為⑧-3層，樁進入持力層深度不小于1.5 m，單樁豎向承載力特征值2 800 kN，⑧3層粉質粘土，埋深較大，中或中偏低壓縮性，物理力學性質較好，分布穩定厚度較大，樁端阻力特征值為750 kPa，并無軟弱下臥層。采用獨立承臺的基礎形式，保證受力的直接傳遞。

3)主樓與地庫相鄰部分。

主樓四周大部分有裙房，裙房距主樓1跨～2跨，5層，主樓、裙房、地庫的荷載呈階梯的變化，本身對沉降控制起了有利作用，裙房部分使用的樁型同主樓。主樓與地庫直接相連處，主樓部分計算時已考慮地庫相鄰跨的荷載，布樁時已適當考慮主樓與地庫荷載的差異。

用基礎沉降計算軟件Autobase2010分析表明，基礎沉降差均在15 mm內，滿足0.002l(l為相鄰柱的中心距)的規范要求，由此可見，按照上述方法對樁基設計沉降量及沉降差控制的比較理想(見表1)。

表1 計算沉降值 cm

考慮主樓與車庫之間的沉降差，在車庫與主樓交接跨內，沿主樓四周設置800 mm寬的沉降后澆帶，當沉降實測值和計算確定的后期沉降差滿足設計要求后可澆筑。在主樓與車庫之間用后澆帶隔開，使其各自形成獨立單體，既能在施工期間各自沉降，把主要沉降差所引起的內力釋放掉，減少沉降差及應力集中可能產生的結構開裂。同時也避免了同一樓層大面積混凝土澆筑引起的溫度應力，然后用后澆帶連成整體以滿足建筑使用功能的要求。因為高層主樓完成之后，一般情況下，其沉降量已完成最終沉降量的60%～80%，剩下的沉降量就小多了，這時再按實測情況補齊施工后澆帶混凝土，二者差異沉降量就較小了，這部分差異沉降引起的結構內力，完全可以由不設永久變形縫的鋼筋混凝土結構承擔。

4 大底盤超長結構處理措施

本地下車庫面積較大，長寬均超過了規范的標準，考慮到地下室周邊嵌固及使用功能的要求，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》12.2.3條本工程地下室未設置變形縫，通過采取以下措施控制超長結構帶來的伸縮影響:

1)雙向每隔30 m設置不小于800 mm寬貫通頂板、底板及墻板的伸縮后澆帶。后澆帶施工時應嚴格控制水泥用量、水膠比，后澆帶一側的結構混凝土應一次澆搗完成。伸縮后澆帶混凝土應在其所在平面的混凝土澆筑完成兩個月后再進行澆灌。后澆帶兩側表面混凝土應鑿毛，在澆灌后澆帶混凝土前，必須清除雜物，表面沖洗干凈，然后澆筑混凝土。同時混凝土用無收縮混凝土，添加高性能膨脹劑，降低混凝土表面裂縫。

2)采用低水化熱的水泥配制混凝土，按有關規范適量添加粉煤灰或礦渣粉，以降低水化熱。嚴格控制混凝土的配合比及坍落度，施工中要控制混凝土的澆灌速度，做好混凝土早期養護工作，使混凝土表面與內部溫差應控制在25℃以內，大體積混凝土分層澆筑，控制振搗質量，增強密實度，控制確保施工質量。

3)為了防止混凝土的水分蒸發形成濕度變化梯度，引起收縮應力造成混凝土表面開裂，要求做好施工階段和后期的養護工作。大面積板面混凝土應用塑料薄膜覆蓋并保溫養護，混凝土硬化后宜采用濕麻袋覆蓋，養護時間不應少于14 d。拆模后混凝土周圍環境相對濕度達到80%以上。及時回填頂板上面的部分覆土，防止混凝土遇到突然的風吹曝曬，引起溫度急劇變化，以及急劇降溫、寒潮襲擊引起溫度變化等的不利因素，避免了墻體混凝土的開裂。

5 結語

本工程結構受力體系明確，地下車庫的整體性起到了大底盤的作用，滿足各樓計算的嵌固端要求。樁基的選擇也控制了主樓與車庫的沉降差，同時后澆帶的合理設置也控制了超長結構混凝土收縮和溫度變形引起的裂縫。以上就是我對該結構設計的一些拙見，如有不當之處敬請指教。

［1］GB 50011-2010，建筑抗震設計規范［S］.

［2］JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.

［3］GB 50007-2011，建筑地基基礎設計規范［S］.

［4］全國民用建筑工程設計技術措施結構［M］.北京:中國計劃出版社，2009.

［5］SYJG2007-1，超長地下室混凝土結構防裂技術規定［S］.

［6］李國勝.多高層建筑基礎及地下室結構設計——附實例［M］.北京:中國建筑工業出版社，2011.