談地下車庫基礎結構設計

池 海

(上海聯創建筑設計有限公司，上海 200093)

1 工程概況

張江成長型科創企業綜合服務平臺項目坐落于上海市浦東新區張江中區C-8-1-2地塊。項目西至川和路，南至祥科路，北至海科路，東連C-8-1-1盛迪總部項目。項目由兩棟高層塔樓在10層通過連廊連接成整體構成，用地面積為16 890 m2，地上13層，計容總建筑面積47 813.18 m2，地下2層，建筑面積26 083.86 m2，總建筑面積為73 879.04 m2。兩棟高層塔樓在10層通過桁架連廊連接成整體組成。高層塔樓的1層為入口大堂，層高5.5 m；2層及以上為科研空間，層高4.5 m，建筑總高59.650 m。建筑單塔長58.8 m，寬33.6 m，單塔高寬比為1.77；10層連廊連接后建筑長度為151.2 m，長寬比為4.5。主體典型柱網為12.6×8.4，8.4×8.4。

地下1層，2層為員工食堂、機動車停車庫和設備用房。其中地下2層設置人防區域。地下1層層高5.8 m，地下2層層高4.0 m，基礎埋深約11.0 m。地下室典型柱網8.4×8.4，8.4×6.0。

2 工程水文地質條件

2.1 場地、地形

本場地屬于穩定場地根據擬建場地的工程地質條件，適宜建造本工程各建筑物。

2.2 場地巖土層分布

場地揭露地基土由素填土、粉質黏土、粉土、淤泥質土、黏土、粉砂等組成，無論垂直或水平均欠勻質，總體上屬欠均勻地基土。各土層性質及分布情況見表1。

2.3 地下水情況

擬建場地淺部地下水屬潛水類型，補給來源為大氣降水及地表逕流，受季節、氣候的影響較大，深部有承壓水分布。經驗算，承壓水不會對本工程基坑坑底產生突涌影響。地下水潛水高水位取埋深0.50 m，低水位取埋深1.50 m。抗浮設計水位取室外地坪下埋深0.50 m。設計時按不利原則考慮分別采用最高、最低水位。

地下潛水對混凝土有微腐蝕性，當長期浸水時，潛水對鋼筋混凝土中的鋼筋有微腐蝕性，當干濕交替時，潛水對鋼筋混凝土中的鋼筋有弱腐蝕性；潛水對鋼結構有弱腐蝕性。承壓水對混凝土有微腐蝕性，對混凝土中的鋼筋有微腐蝕性。地基土(地下水位以下)對混凝土有微腐蝕性。本場地屬穩定場地，根據擬建場地的工程地質條件，適宜建造本工程各建(構)筑物。

表1 各土層性質及分布情況

2.4 場地抗震信息

場地位于抗震設防烈度7度區，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組屬第二組，建筑場地的類別為Ⅳ類場地，屬于抗震一般地段；特征周期Tg=0.90 s,地震影響系數最大值αmax=0.08；本場地為不液化場地，可不考慮地基土地質液化影響。本場地可不考慮軟土震陷影響；場地屬對建筑抗震一般地段。

3 地下車庫結構設計

本工程地下兩層，平面長度約176.3 m，寬度約72.8 m，框架結構，四周均設置擋土墻，底板頂面標高-9.800 m。承臺厚度主要由抗沖切承載力確定；底板厚度綜合考慮沖切與抗彎確定，抗彎承載力計算時主要按地質報告提供的最高水位進行，且復核低水位工況。

基礎選型：根據地基土質，上部結構體系，柱、墻荷載大小，柱距等情況，本工程采用柱下樁承臺+筏板基礎方案。主樓范圍下柱墩厚度為1 100 mm～1 600 mm，底板厚度為600 mm；純地下室區域，下柱墩高度為1 200 mm。底板厚度為550 mm。

1)基礎埋深和持力層情況。

本工程±0.000相當于絕對標高4.950 m(吳淞高程)，地下1層層高5.800 m；基礎埋深約11.0 m；純地下室區域樁基持力層為⑤3灰色粉質黏土層，主樓區域樁基持力層為⑦1層灰黃色砂質粉土，樁端土層極限端阻力標準值分別為1 800 kPa和5 500 kPa。

2)抗拔樁布置方式選型。

由圖1，圖2可知，一般情況：無水工況下柱下集中布置樁彎矩小，經濟性較好。高水位工況下均勻布置樁彎矩小，經濟性較好。本項目為高水位工況，優先采用均勻布樁。采用初步設計模型試算：模型a沿軸線均勻布樁，模型b筏板均勻布樁，模型c柱下集中布樁，如圖3～圖5所示。

工況X最不利水位-0.050，水浮力最大。

工況Y施工階段井點降水，無水浮力(考慮施工荷載)。

表2 三種模型內力比較表

結合項目，綜合考慮支座彎矩、跨中彎矩、筏板配筋、布置所需樁數(見表2)。采用沿軸線均勻布置模型a。

3)樁型選擇。

a.勘察報告中建議該工程主樓(A幢+B幢)建筑選擇⑦1層作為樁基持力層，樁型可采用500 mm～600 mm的PHC管樁。地下室車庫抗拔樁建議采用抗拔預制樁。

b.本著對項目、甲方、結構負責態度，進行預制樁與灌注樁的綜合比較。分析預制樁與灌注樁的優缺點(見表3)。

c.對預制樁或灌注樁的經濟性進行詳細比較，見表4，表5。

d.綜上考慮，本工程主樓(A幢+B幢)樁型采用PHC500預制管樁，樁長36 m，進入持力層⑦1深度約1.5 m，單樁承載力設計值為1 850 kN。地下車庫抗拔樁選用400預制方樁，樁長約28 m進入持力層⑤3層約1.2 m，單樁豎向抗拔承載力設計值為600 kN。

表3 預制樁與灌注樁的綜合比較

表4 地下室樁基選型比較(抗拔樁，樁頂標高-6.350 m)

表5 地下室樁基選型比較(承壓樁，樁頂標高-6.350 m)

4 結語

基礎工程的投資約占建筑土建的25%～30%，基礎工程的工期約占項目全部工期的25%，基礎工程是埋設于地下的隱蔽工程，對設計、施工質量要求非常高。隨著地下車庫的普及，地下室車庫基礎結構優化設計越發重要起來。作為一名工程師，在項目有限的設計時間內，本著對項目負責、對甲方負責、對結構負責的態度精益求精，做優項目。

參考文獻：

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