地下綜合管廊和地下車庫結構設計分析

徐俊生 殷永剛

摘 要：通過對北京某地下車庫一側的綜合管廊的結構設計，分析了結構設計要點，討論了地下綜合管廊結構方案，并考慮了與相鄰地下車庫交接的要求。并展示了主要設計內容、主要平面、典型節點、建設期和建成后的相關工程情況。本結構主要利用盈建科1.8.1進行整體計算。

關鍵詞：地下綜合管廊；地下車庫；結構設計；抗浮設計

1 方案形式

隨著城市交通發展，大力發展城市地下綜合管廊是新型市政基礎設施發展方向。地下綜合管廊可以將城市供排水、電力電網、通信等各類綜合復雜的管線和設備進行科學的綜合集中管理合理布置。這種綜合管廊能夠有效保障市政管線的日常安全管理和應急維修，避免道路重復施工，可以充分釋放地下空間，節約城市用地。相應的對道路下配套建設的市政管線需要提出更高的結構要求。

本項目的地下管廊，特點是巧妙的把地下市政管廊與地下車庫等建筑物結合起來，為周邊大市政提供電氣、水暖等路由。地下管廊自車庫西南角區域，進入車庫底部，與車庫一起施工。地下管廊自車庫東南角區域，離開車庫，此區域屬于車庫基礎與地下管廊交接處，支線管廊部分區域在車庫汽車坡道下方，地庫下地下管廊并與車庫外側管廊結構脫開，通過止水帶連接，讓兩側基礎變形協調。

車庫管廊設計使用年限100年，此部分混凝土及鋼筋材料要求同干線管廊。混凝土采用C40抗滲混凝土，抗滲等級S6，鋼筋采用HRB400級螺紋鋼。由于車庫管廊與車庫合建，因此必須結合管廊功能需求與車庫建筑結構布置綜合考慮。

為減少車庫周邊護坡工程量，將車庫管廊布置在車庫第二道軸網之間。車庫的放坡和管廊放坡分開開挖，避免開挖過深。由于管廊跨度比柱網跨度小，上部豎向構件無法全部貫通，故管廊南側外墻與車庫外墻重合。框架柱截面450×450，車庫框架柱全部落至管廊底板。管廊北側外墻在車庫內。綜合管廊與車庫位置關系見圖一。

2 基礎形式

綜合管廊基礎為狹長形，條件比較復雜，結合車庫管廊受力要求、剛度要求及抗浮要求，綜合確定車庫管廊基礎采用平板式基礎。板厚600mm，混凝土采用C40混凝土，板受力筋采用HRB400級高強鋼筋。板主要承受上部結構傳來的地反力，并結合地質勘查報告，進行底板抗水力計算（為安全起見，按近年最大豐水水位考慮）。并和地下車庫一樣做好沉降觀測。

3 豎向結構設計

車庫管廊凈高2.9m～3.2m，寬6.2m左右，總長度227m，位于車庫底板下，車庫底板即管廊頂板。支線管廊處，為雙層管廊，支線管廊與車庫坡道結合，在車庫坡道下方，自車庫往南街延伸。結合車庫管廊功能及上部結構構件尺寸情況，確定車庫管廊外墻（含南側、北側外墻）厚度為450mm，混凝土采用C40混凝土，板受力筋采用HRB400級高強鋼筋。墻厚同上部柱寬度，以便于上部結構內力傳遞。

車庫管廊內墻，結合管廊內部受力及管廊功能構造要求，取墻厚300mm，混凝土采用C40混凝土，板受力筋采用HRB400級高強鋼筋。車庫管廊北側外墻，結合車庫框架柱下基礎設計。綜合管廊相當于車庫局部增加了一層地下室，為分析綜合管廊內力，自綜合管廊至車庫下延伸兩跨進行計算。

綜合管廊結構需結合市政，總圖，建筑，電氣設備等多專業配合設計，保證管線不但在運營期間正常運行，還要保證在施工和設備安裝也要預留足夠條件。

4 樓蓋結構設計

車庫管廊頂板與車庫底板二合一聯合設計，車庫管廊底板主要承受車庫內停車功能的荷載。結合管廊設計年限要求，混凝土采用C40混凝土，板受力筋采用HRB400級高強鋼筋。車庫其他區域底板，混凝土采用C30混凝土。

5 綜合管廊抗浮設計

本項目區域抗浮設計水位為80.600m，抗浮設計水位位于車庫底板下方約1m，位于商業底板中間，和南街基本平齊。近50年最高水位：83.5m，位于車庫地面上方約1.5m，位于商業地面上方約2.7m，高于南街約1.5m。近3～5年最高水位：78.58m，位于車庫底板下方約3m，位于商業底板下方約1.5m，位于南街下方約3m。為保證最大水位情況下防水板、管廊、車庫主體的安全，對防水板和主體可按如下原則設計：

（1）一般管廊位置，管廊及車庫自重可抵消抗浮力（約2.4m水頭，可由管廊底板、車庫底板、車庫頂板自重抵消）

（2）管廊局部降低區域，平面面積小（不到100m2），約5.0m水頭，增加浮力較小，經過計算建筑物自重完全可以抗住，故也不考慮抗浮。

6 綜合管廊結構典型結構大樣

為保證上下傳力的有效性，本人與總圖室綜合管廊設計經理協商，要求調整綜合管廊一側外墻與上部結構柱平齊，這樣至少保證一側的框架柱傳力的簡單便捷性。另一側柱子，調整其下獨立基礎為沿管廊方向，這樣對靠近管廊一側框架柱，通過調整其下獨立基礎為條形基礎，有效的調節了上部框架柱對管廊外墻闡釋的水平側壓力，也增大了整體結構的剛度。典型結構大樣詳圖2。

7 結語

本文結合某地下綜合管廊工程實例，介紹了城市地下綜合管廊的設計方法和構造措施。尤其是在當前的智慧城市建設發展背景下，城市綜合管廊的建設發展過程中，避免不了和地下車庫交叉布置，需要綜合管廊緊密的和實際情況相結合，結構設計配合地下車庫采取科學方法加以應用，采用完善的設計方案，保障地下綜合管廊設計建設的整體質量。希望能通過本文對地下綜合管廊的分析，能為實際的建設發展起到一定借鑒作用。

參考文獻：

[1] GB 50838—2015.城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2] 曹彥龍.城市綜合管廊工程設計[M].中國建筑工業出版社.