地下車庫結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)性對比分析

摘 要：柱網(wǎng)、樓蓋體系、層高及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案等因素對地下車庫建設(shè)成本均有較大影響。文章以甘肅省定西市某住宅建設(shè)項(xiàng)目為例，通過對比地下車庫在2種柱網(wǎng)條件下采用不同樓蓋形式的經(jīng)濟(jì)性差異，結(jié)合不同柱網(wǎng)及樓蓋形式對地下車庫層高的影響，得到了不同影響因素下地下車庫整體經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，并對2種不同基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的工程量和工程造價進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，采用大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于大柱網(wǎng)，采用無次梁樓蓋形式的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于其他樓蓋形式。

關(guān)鍵詞：地下車庫；柱網(wǎng)；樓蓋形式；經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號：TU926

1 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車保有量逐年增加，由于土地資源的緊缺，地下車庫成為城市建設(shè)的必然選擇。修建地下車庫涉及土方開挖、基坑支護(hù)、抗浮設(shè)計(jì)等多項(xiàng)內(nèi)容，建設(shè)成本約占整個項(xiàng)目的10%～20%，因此，業(yè)主方對地下車庫的合理性和經(jīng)濟(jì)性極為重視。在整個項(xiàng)目建設(shè)周期中，方案設(shè)計(jì)階段是對建設(shè)成本有效管控的時期，因而合理的地下室設(shè)計(jì)方案對控制建設(shè)成本起關(guān)鍵作用[1-3]。

影響車庫土建的建設(shè)成本因素有層高、柱網(wǎng)、樓蓋形式、人防及出入口設(shè)置等，由于工程建設(shè)前置條件及地理位置的不同影響程度也不盡相同[4]。文章以甘肅省定西市某住宅建設(shè)項(xiàng)目為例，通過對比不同柱跨及不同樓蓋形式的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，結(jié)合柱跨及樓蓋形式對層高的影響，以期得到合理的車庫結(jié)構(gòu)方案，為類似項(xiàng)目提供參考。

2 工程概況

本項(xiàng)目總建筑面積為393 795 m2，包括多棟高層住宅、一層地下室和幼兒園及商業(yè)配套。其中地下車庫建筑面積為62 263 m2，地下車庫為雙層機(jī)械立體停車庫和設(shè)備用房，采用框架結(jié)構(gòu)。

地下車庫頂板覆土厚度1.5 m，恒載考慮覆土厚度取值為30 kN/m2（覆土土容重為20 kN/m3），活載取值為5.0 kN/m2，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011

—2010）[5]及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》（DB 62/T3055—2020）[6]，抗震設(shè)防烈度為7度（0.15 g），設(shè)計(jì)地震分組為第三組，多遇地震水平地震影響系數(shù)最大值為0.12，場地類別為Ⅱ類，場地特征周期為0.45 s。車庫頂板梁、板砼強(qiáng)度等級為C35，柱砼等級為C35，梁縱筋采用HRB500級鋼筋；柱、板鋼筋采用HRB400，梁柱箍筋均采用HRB400。主樓相關(guān)范圍外地下車庫抗震等級為三級。該建設(shè)場地的地質(zhì)條件見表1。

3 柱網(wǎng)及樓蓋選型

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案，在保證停車位滿足使用要求的基礎(chǔ)上，擬選取2種柱網(wǎng)方案：大柱網(wǎng)8.1 m×8.1 m和大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)（4.8 m×2+6.6 m+4.8 m×2）×8.1 m進(jìn)行對比分析，如圖1所示。地下室頂板可采用的樓蓋選型有：1）井字梁樓蓋；2）十字梁樓蓋；3）無次梁樓蓋（主梁+大板）；4）無梁樓蓋。雖然無梁樓蓋可節(jié)省凈高，但作為覆土重載層樓蓋，存在一定的安全隱患，且無梁樓蓋在重載工況下安全度較低，施工車輛長期運(yùn)行時，易導(dǎo)致無梁樓蓋開裂，故對重載層不建議采用無梁樓蓋。因此車庫頂板樓蓋僅對井字梁樓蓋、十字梁樓蓋和無次梁樓蓋進(jìn)行對比分析。本項(xiàng)目嵌固端按基頂考慮。

4 層高分析

地下車庫層高是建筑設(shè)計(jì)中重要的部分，層高的控制關(guān)系到土方開挖、基坑支護(hù)和降水等方面，是影響工程造價的一個重要因素。由地層剖面圖（圖2）可知，本項(xiàng)目地下水位位于基礎(chǔ)以下，因此，地下車庫層高主要以建筑使用凈高、設(shè)備管線高度以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件高度控制，如圖3所示。設(shè)備管線包括風(fēng)管、噴淋支管與電纜橋架等，可控制安裝高度為0.6 m以內(nèi)。

對比不同柱網(wǎng)條件及不同樓蓋體系下，地下車庫建筑使用凈高、設(shè)備管線高度以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件高度，并匯總見表2。由表2可知，當(dāng)采用大柱網(wǎng)十字梁樓蓋時，地下室凈高較小，其余柱網(wǎng)和樓蓋選型均可滿足設(shè)計(jì)使用要求，因此地下車庫層高可取4 800 mm（包含建筑面層做法）。

5 結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)性對比分析

5.1 柱網(wǎng)及樓蓋形式經(jīng)濟(jì)性分析

在滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算控制參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過對2種不同柱網(wǎng)尺寸下不同樓蓋選型方案進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，不同結(jié)構(gòu)體系下構(gòu)件尺寸統(tǒng)計(jì)匯總見表3。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將不同柱網(wǎng)和不同樓蓋形式下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件從含鋼量、混凝土用量、模板用量進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)，對比結(jié)果匯總見表4。

由表3可知，車庫采用大柱網(wǎng)（8.1 m×8.1 m）的布置方式，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面明顯比采用大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)（4.8 m×2+6.6 m+4.8 m×2）×8.1 m的布置方式要大，含鋼量、混凝土用量、模板用量均要大，綜合造價也相對偏大，而采用大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)的布置方式梁截面小，含鋼量、混凝土用量、模板用量和綜合造價相對較低，且可保證地下室凈高滿足建筑使用功能要求。因此，采用大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)的布置方式明顯優(yōu)于大柱網(wǎng)。

在相同柱網(wǎng)條件下，由表4對比可知，采用井字梁的樓蓋形式含鋼量、混凝土用量、模板用量均要比十字梁和無次梁的樓蓋形式大，綜合造價偏大，十字梁次之，無次梁最小。因此在確定柱網(wǎng)布置形式后，可優(yōu)選選擇無次梁的樓蓋形式，且無次梁的樓蓋形式施工便捷，可相對節(jié)省人工降低項(xiàng)目建設(shè)周期，從而降低成本。

5.2 基礎(chǔ)方案及經(jīng)濟(jì)性分析

基礎(chǔ)持力層為礫砂層，可采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)（墻下條形）+防水板和筏板+下柱墩2種方案，混凝土采用C35，鋼筋采用HRB400；本次計(jì)算車庫以大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前提，統(tǒng)計(jì)匯總2種基礎(chǔ)方案的工程量及綜合價格，結(jié)果見表5。（1）獨(dú)立基礎(chǔ)+防水底板截面：3 300 mm×3 300 mm×700 mm，底板350 mm；（2）筏板+下柱墩截面：2 000 mm×2 000 mm×800 mm，筏板400 mm。

地下室結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)截面及配筋受恒、活荷載控制，因此井字梁樓蓋、十字梁樓蓋、無次梁樓蓋柱受荷面積相同，基礎(chǔ)大小相同。由表5可知，采用筏板+下柱墩的基礎(chǔ)方案更為經(jīng)濟(jì)，可節(jié)約成本，降低工程造價。

6 結(jié)論

（1）在地下車庫設(shè)計(jì)方案中，優(yōu)先采用大柱網(wǎng)+小柱網(wǎng)的布置方式不僅可以有效降低地下室建設(shè)成本，而且也能充分保證地下室凈高，滿足建筑功能使用要求。

（2）從綜合造價方面考慮，無次梁的樓蓋形式其經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于其他樓蓋形式，且施工相對便捷，可節(jié)省人工縮短建設(shè)周期。

（3）在不考慮其他因素時，地下室基礎(chǔ)建設(shè)成本僅與柱網(wǎng)尺寸及框架柱截面大小有關(guān)，與樓蓋形式無關(guān)，且相比于獨(dú)立基礎(chǔ)+構(gòu)造底板的基礎(chǔ)形式，采用下柱墩+筏板更為經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]" 劉帥，牛家興，曾麗雯，等. 地下車庫柱網(wǎng)及結(jié)構(gòu)選型綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（12）：4-6+10.

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[4]" 常云濤，劉鵬，李琰，等. 地下車庫結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2019，49（S1）：715-716.

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[6]" 甘肅省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳. 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程：DB62 /T 3055—2020[S]. 2020.