煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)大型保障房地下車庫設(shè)計

戰(zhàn)洪艷

(上海誠建建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，上海 200081)

1 工程概況

煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)大型保障房項目地址位于煙臺市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)大季家街道，擬建場地東南為天水路，西北為敦煌路，東北為規(guī)劃路，西南為成都大街。用地面積共207 734 m2，設(shè)計總建筑面積506 871 m2，其中地下車庫面積136 977 m2。地上有30 棟高層住宅樓、2 棟社區(qū)用房、一座十二班的幼兒園、一座超市菜場。地勢呈西高東低，南高北低之勢。

地下車庫層為全埋地下室，與住宅、社區(qū)用房地下室連通，住宅地下室2 層，社區(qū)用房地下室和地下車庫1 層，地下車庫結(jié)構(gòu)層高均為4.2 m，覆土厚度1.5 m 或2.0 m，局部景觀堆土覆土高達3.0 m。地下車庫全長約750 m，寬200 m，依據(jù)地勢高低變化地下車庫頂標(biāo)高從23.5 變到27.0，整個地下車庫分成A，B，C，D四個區(qū)，地下車庫布置見圖1。A 區(qū)局部地下車庫按人防地下室設(shè)計，人防設(shè)計本文不予論述。

圖1 地下車庫布置圖

2 地質(zhì)資料

2.1 場地土

根據(jù)巖土勘察報告［1，2］，本場地各巖土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)見表1。場區(qū)內(nèi)無滑坡、危巖、崩塌、巖溶、泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用，場區(qū)穩(wěn)定性較好，適宜工程建設(shè)。

表1 各巖土層的主要物理力學(xué)指標(biāo)值

2.2 地下水

勘察場地地下水屬于第四系潛水及基巖裂隙水，潛水分布在①-1粗礫砂中，局部不連續(xù)，穩(wěn)定水位標(biāo)高介于16.05 m～21.97 m。因場地高度變化較大，抗浮設(shè)計水位標(biāo)高按地勘報告建議取23.5～26.0。場區(qū)地下水及水位以上土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對混凝土中的鋼筋具微腐蝕性。

2.3 地震效應(yīng)

該場區(qū)抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計基本地震加速度值0.10g，所屬設(shè)計地震分組為第二組。9號～13號樓區(qū)域及19號、20號樓區(qū)域?qū)佗耦悎龅兀瑘龅氐脑O(shè)計特征周期值為0.30 s，其余單體建筑區(qū)域場地屬Ⅱ類場地，場地的設(shè)計特征周期值為0.40 s，場區(qū)①-1層粗礫砂存在液化可能，屬建筑抗震不利地段。

3 地下車庫主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 荷載

地下車庫頂板覆土按恒荷載計算，恒荷載值分別為27 kN/m2(1.5 m)，36 kN/m2(2.0 m)和54 kN/m2(3 m)。

地下車庫頂板非消防車道部分活荷載取值為5 kN/m2，消防車道和消防登高面活荷載取值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(2012 版)表5.1.1 中第8 項:不考慮覆土，板跨6 m×6 m 消防車活荷載20 kN/m2，板跨3 m×3 m 消防車活荷載35 kN/m2，地下車庫頂板板跨4.05 m×4.05 m，插值法求得消防車活荷載29.75 kN/m2。消防車活荷載應(yīng)考慮覆土厚度影響的折減系數(shù)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄B，覆土應(yīng)力擴散角35°，當(dāng)覆土厚1.5 m 時，折減系數(shù)按表B.0.2 取0.83，29.75×0.83=25 kN/m2;當(dāng)覆土厚2.0 m時，折減系數(shù)按表B.0.2 取0.72，29.75×0.72=21.4 kN/m2。設(shè)計墻、柱時，消防車活荷載按實際情況考慮;設(shè)計基礎(chǔ)時不考慮消防車荷載。

3.2 上部結(jié)構(gòu)布置和計算

地下車庫采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，柱網(wǎng)尺寸主要為8.1 m×8.1 m，框架柱尺寸主要為600 mm×600 mm，局部650 mm×650 mm，地下室外墻厚300 mm。地下室頂板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，經(jīng)計算分析，消防荷載對地下車庫頂板的梁截面配筋影響較大，因此消防車道下主梁截面450 mm×1 200 mm、次梁截面300 mm×950 mm，其余部分主梁截面450 mm×1 000 mm、次梁截面300 mm×800 mm，次梁采用十字梁布置。地下室頂板厚250 mm。混凝土強度等級C35。

地下車庫全長約700 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范伸縮縫間距要求，為了避免樓板出現(xiàn)較大的裂縫和解決整個建筑場地高差變化較大問題，設(shè)置三道雙墻雙柱結(jié)構(gòu)縫將地下車庫分成四個單體，雙墻凈間距控制最小1.2 m，分開的四個地下車庫高差依次為1.5 m，0.5 m，1.5 m。四個地下車庫均有單獨的汽車出入通道，相鄰地下車庫之間設(shè)置行人和汽車連通道。

地下車庫屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類)，框架抗震等級為三級，計算軟件采用中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM 系列SATWE 計算，框架柱最大軸壓比0.79，梁板柱配筋、裂縫和撓度等滿足規(guī)范要求。

4 基礎(chǔ)設(shè)計

C 區(qū)、D 區(qū)全部采用柱下獨立基礎(chǔ)，A 區(qū)、B 區(qū)19號～22號樓等高層住宅周邊地下車庫采用柱下獨立基礎(chǔ)，以③層全風(fēng)化花崗巖和④-1，④-2層強風(fēng)化花崗巖為基礎(chǔ)持力層。A 區(qū)、B 區(qū)其余樓號周邊地基土性質(zhì)較差，區(qū)域內(nèi)有一個天然深坑，局部自然地面標(biāo)高低于基礎(chǔ)底標(biāo)高，擬采用人工挖孔樁或鉆孔灌注樁，采用人工挖孔樁時，選擇④-2強風(fēng)化花崗巖(下)作為樁端持力層，樁身直徑1 000 mm，樁端擴大頭直徑1 600 mm，單樁承載力設(shè)計值5 500 kN，樁長以入巖深度1.5 m 控制且不小于6 m。采用鉆孔灌注樁時，選擇⑤層中風(fēng)化花崗巖作為樁端持力層，樁長23 m，樁徑600 mm，單樁承載力設(shè)計值7 000 kN。兩種樁型對比，人工挖孔樁具有設(shè)備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，施工質(zhì)量可靠，同一場地可同時全面展開施工，工期短，造價低等優(yōu)點。鉆孔灌注樁具有抗震性好、承載力大、軟土硬土都適合，能夠解決特殊復(fù)雜地基問題等優(yōu)點。經(jīng)計算柱底最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值4 500 kN，選用人工挖孔樁能夠滿足承載力要求。人工挖孔樁樁身大樣圖見圖2。

圖2 樁身大樣圖

地下車庫底板采用梁板式，基礎(chǔ)梁截面350 mm×800 mm，基礎(chǔ)底板為400 mm 厚防水板，A 區(qū)板底標(biāo)高22.2，抗浮設(shè)計水位標(biāo)高26.0，基礎(chǔ)抗浮設(shè)計計算水頭高度3.8 m，地下車庫結(jié)構(gòu)自重與地下室頂板覆土重量的和大于1.05 倍水浮力作用值，即Gk/Nw，k≥1.05［3］，同理，地下車庫各區(qū)抗浮驗算均滿足規(guī)范要求。

5 施工圖設(shè)計的要點

5.1 超長地下室處理

地下車庫分區(qū)后，每個區(qū)結(jié)構(gòu)長度仍有200 m 左右，超出規(guī)范規(guī)定的混凝土收縮縫間距將近4 倍，為防止由于施工期間混凝土收縮及后期溫度應(yīng)力的影響采取下面一些措施:

1)設(shè)置加強后澆帶，后澆帶寬1 200 mm，間距不大于55 m，采用比相應(yīng)結(jié)構(gòu)部位高一級的微膨脹混凝土澆筑，伸縮后澆帶在兩個月后封閉;2)采用碎石骨料和低水化熱的水泥配置混凝土，并適量加入粉煤灰;3)施工時應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，加強養(yǎng)護，采取合理的施工工序;4)添加混凝土外加劑。

5.2 相鄰地下車庫基礎(chǔ)高差較大的處理方法

相鄰兩個地下車庫A 區(qū)、B 區(qū)和C 區(qū)、D 區(qū)之間地下室外墻凈間距1.2 m，基礎(chǔ)底高差1.5 m，若不做處理高處條形基礎(chǔ)下的基底壓力將對相鄰地下車庫側(cè)墻產(chǎn)生不利作用，為此將縫兩側(cè)的墻下條形基礎(chǔ)和樁基承臺降為同一個標(biāo)高，從高區(qū)地下車庫基礎(chǔ)底部開始做60°放坡，用毛石混凝土或素混凝土回填至高區(qū)地下室底板，詳見圖3。

圖3 基礎(chǔ)高差處理示意圖

5.3 大底盤地下車庫與單體相交處的構(gòu)造處理

為減少可能存在的差異沉降對主體結(jié)構(gòu)的不良影響，在設(shè)計過程中控制基礎(chǔ)沉降量及差異沉降，在住宅單體與地下車庫的交界處合適位置設(shè)置沉降后澆帶，帶寬800 mm～1 000 mm，在主體結(jié)構(gòu)封頂后封閉沉降后澆帶。1號～21號樓住宅基礎(chǔ)為平板式筏形基礎(chǔ)，筏板厚1.0 m～1.2 m，在筏形基礎(chǔ)底板周邊一跨地下車庫底板加厚至600 mm，增強基礎(chǔ)變形協(xié)調(diào)能力。地下車庫頂板與單體地下一層板高差850 mm，在樓板板高差處剪力墻內(nèi)設(shè)置混凝土環(huán)單體周邊拉通暗梁，增強水平力的傳遞作用。

6 結(jié)語

煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)大型保障房項目地下車庫面積大、場地標(biāo)高變化大，基礎(chǔ)設(shè)計復(fù)雜。通過將地下車庫分割為四個部分，解決了場地高差大和超長地下室混凝土收縮變形問題。根據(jù)地下車庫地質(zhì)資料和荷載取值，進行上部結(jié)構(gòu)合理布置和基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計。施工圖設(shè)計時注意以下方面:超長地下車庫設(shè)計時應(yīng)采取的防裂措施、相近基礎(chǔ)高差較大時的處理方法和大底盤地下室與各單體相交處構(gòu)造加強措施。整個項目在2014年年底主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)全部施工完畢，沒有發(fā)生樓板裂縫、滲水和不均勻沉降等工程事故。

［1］山東廣源巖土工程有限公司.煙臺開發(fā)區(qū)C-22 住宅小區(qū)巖土工程勘察報告(詳細(xì)勘察)［R］.2012.

［2］煙臺金宇巖土有限責(zé)任公司.煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)C-22 安置小區(qū)項目巖土工程勘察報告［R］.2013.

［3］GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.