地下室結構優化設計與成本控制分析

左露

合肥工業大學設計院（集團）有限公司 安徽 合肥 230001

1 地下室結構工程成本管理的現狀及重要性

在整個建筑工程設計過程中，很多開發商只注重項目的總體設計方案和戶型設計方案，而對地下室的結構工程設計重視不夠。只有在施工圖階段才能真正確認設計方案是否合理，這就導致地下室結構工程造價管理往往被忽視，無法有效實施。與地上建筑相比，地下室屬于單一投入，如果僅僅依靠銷售地下車庫車位來彌補成本，顯然不是正確的處理策略。隨著現金流效率的降低，市場競爭日趨激烈。只有不斷提高工程項目的利潤率，才能有效提高市場競爭力[1]。

2 地下室結構設計過程中常見的問題及其解決措施分析

2.1 抗浮問題

對于一些地下面積較大的高層建筑，塔式結構的抗浮問題在后續使用過程中往往不會出現，但在地下室和裙樓結構中，抗浮不符合相關標準的情況非常普遍。為了有效地解決這些問題，文章結合實際工程設計經驗，認為可以從以下幾個方面入手。

2.1.1 降水位抗浮。結合實際情況，應適當增加基坑底面的設計標高，從而有效地降低抗浮水位。具體措施包括：①施工過程中盡量選用無梁樓蓋或寬扁梁樓蓋，一般情況下，寬扁梁截面高度盡量保持在1/16～1/22之間；采用寬扁梁可以大大降低地下室結構的整體高度，從而達到降低抗浮水位的目的。②一般而言，與“低板式”梁板式筏板基礎中的覆土質量相比，平板筏板基礎的質量基本相同，但前者的基礎高度遠高于后者。因此，平筏基礎的使用也可以達到降低浮沉水位的目的。

2.1.2 提高地下室整體質量。提高地下室整體質量的優勢是非常突出的，包括：①如果要適當調整地下室主體結構基礎埋深，提高地下室的整體質量，可以間接完成施工，也可以提高整體承載能力。②提高地下室的整體質量是解決地下室抗浮問題的最有效途徑，也是最直接的解決辦法，但在使用過程中應充分考慮地基土的承載力。如果用這種方法來解決地下室結構設計中的抗浮問題，一般可以從以下兩個方面入手。

第一，在不改變基坑底面高度的前提下，提高地下室的整體質量，增加屋面厚度，使地下室頂板的大板之間不需要增加二次梁。一方面簡化了施工工藝，另一方面有效解決了抗浮問題。但這種方法也有一定的局限性，所以在使用過程中必須結合實際情況。

第二，改善地基配重，包括：①低成本高密度填充材料在基礎頂面施工中的應用；②地基上填土厚度的增加；③底板厚度的增加。雖然這些措施可以解決地下室抗浮的問題，但也會增加地基的埋深，間接增加地下室抗浮水位的高度。因此，這取決于使用前的情況。

2.2 不均勻沉降問題

引起地下室結構不均勻沉降的因素是多方面的，包括施工因素、材料因素和后期管理保護因素。目前，解決地下室結構不均勻沉降的有效措施有兩種。首先，選擇樁基礎作為主體結構。這不僅可以減少主體結構的最終沉降，有效地提高地基的承載能力，而且可以避免設置沉降和澆筑帶后的各種問題。但由于該方法造價高，僅適用于超高層建筑的施工。二是采用復合地基，較常見的方法是在主體結構中加入CFG樁復合地基，在純地下室和裙房結構中采用天然地基。

2.3 施工縫問題

在實際施工過程中，大多數施工單位在計算地下室外墻相關參數的過程中，會忽略抗裂性能驗算，從而出現滲漏、不符合施工規范要求等問題，主體結構與地下室入口無預留沉降縫，后澆帶定位錯誤，建筑物超過預定長度時無后澆帶，底板與地下室外墻結構不科學等，地下室空間大，長度長，因此，必須采取措施防止裂縫進一步擴大。可采取的措施有：①增加收縮混凝土。在混凝土拌和過程中加入HEA、UEA等微膨脹劑，當混凝土實際膨脹值與最終收縮值之差超過混凝土極限抗拉值時，結果表明，該方法能有效地控制外墻裂縫。②增設后澆帶。后澆帶是保證混凝土早期內約束力迅速釋放的技術措施，在地下室外墻避免長期變形縫方面得到了廣泛應用，取得了顯著效果。③加強鋼筋混凝土的抗拉能力。地下室外墻混凝土施工過程中，應盡量選用抗變形鋼筋，邊墻應加設水平溫度鋼筋。

3 控制地下室結構成本的有效方法

3.1 地下車庫的成本控制

一般來說，地下車庫屬于不能出售的區域。地下車庫的面積越大，需要投入的資金就越多。因此，可售面積占總建筑面積的比例需要合理控制。如果比例超過規定值，將影響經濟效益。因此，地下車庫的面積越小越好，可以降低成本。另外，要合理控制地下車庫的車位比例。車位比例越低，投資成本越低。停車位比例應控制在0.85。車位比例越大，成本增加越多。因此，在地下車庫的設計中，應合理控制每個車位的面積。地下車庫鋼筋混凝土結構的經濟跨度一般在8m左右，根據3個小車位的柱距設計，柱網需控制在8～8.2m之間，保持停車通道垂直，車位布局緊湊，交通不受影響影響。

3.2 地下室深度造價控制措施

地下室的設計深度主要是指地下室的高度和層數，它直接關系到土方的開挖量和運輸量。所涉及的費用包括在基坑圍護區投資的資金量、投資于地下室底板和側墻加固的資金、抬升樁和抗浮錨的成本等。地下室越淺，控制成本越容易。

地下室層高與工程造價成正比，當層高降低100mm時，投資減少1%。為有效控制地下室的層高：①合理選擇樓板體系，將結構梁高度控制在合理范圍內。②合理布置各專業設備的管道和管網，進行分析和連續優化至少可節省200mm的空間。③這樣，地下室安裝的機械通風和排煙設備將減少，有效高度可減少400mm左右，投資額將大大減少，從而有效控制成本。

4 結束語

在建筑地下室結構設計過程中，設計師需要綜合考慮各種因素。一般來說，建筑物地下部分的混凝土和鋼筋用量較大，約占總造價的40%～60%。因此，要有效降低結構造價，避免浪費，就必須科學合理地進行結構設計，既能有效地提高建筑物的安全性和穩定性，又能有效地降低造價，給企業帶來更多的經濟效益。