舟山地下车库设计

陈冬花

(上海尚居建筑设计有限公司，上海 200000)

1 工程概况

本项目位于舟山普陀区东港新区商务中心，项目总用地面积近2.5万m2，总建筑面积约为10万m2，其中地下建筑面积约为3万m2。项目包含公寓式写字楼，商业建筑和其他配套，公寓式写字楼(A，B，C三栋楼)为12层～14层框架结构，商业建筑D楼为5层框架结构。地下室主要为地下1层停车库，设计采用钢筋混凝土框架结构，车库总建筑面积为20 816 m2，主要柱网尺寸为9 m×9 m，东西方向长约123 m，南北方向约172 m(见图1)。

图1 建筑总平面示意图

2 场地介绍

工程场地地貌单元为海岛山前海积人工平原地貌。场地上部为淤泥质粉质粘土，下部以粘性土为主，没有良好的含水层。淤泥质土透水性低。地下水水位变化幅度为1.00 m～1.50 m，场地内最高地下水位标高(抗浮设计水位)1.6 m。

场地地下水对混凝土无腐蚀性;对混凝土干湿交替时具有中等腐蚀性，长期浸水时无腐蚀性;对钢结构物具中等腐蚀性。

3 结构设计

本工程的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。场地土类型为软弱场地土、建筑场地类别为Ⅲ类，场地特征周期(Tg)为0.45 s，属于对建筑抗震不利地段。

3.1 结构方案选择

地库部分结构体系采用钢筋混凝土框架结构，框架抗震等级为四级，9 m×9 m布置柱网，顶板双道井字梁布置，是比较经济实用、传力清晰合理、施工简便快捷的方案。主楼采用钢筋混凝土框架结构，框架抗震等级为三级，结构计算采用PKPM系列SATWE软件进行整体空间计算，考虑扭转偶联、双向地震作用和偶然偏心，楼层刚度算法采用层间剪力比层间位移算法计算分析。同时主楼计算时，与主楼相邻地下车库两跨的柱、墙计入主楼地下室侧向刚度，此部分地库结构抗震等级同主楼，连同主楼一起计算，确定内力，配筋及构造。地下一层与首层的侧向刚度比大于2，使地下室顶板满足嵌固的要求，同时由于主楼地下室顶板与车库顶部的高差，考虑顶板加腋，有利于水平地震力的传递，保证地下室大底盘与各塔楼整体工作，结构各单塔分别进行抗震验算。对上部结构而言，计算所得的结构侧向位移和构件内力等更能反映结构的实际情况。

3.2 车库部分的承压及抗浮

地下车库部分承压及抗浮考虑采用直径600 mm的钻孔灌注桩，桩端持力层为⑧-1层粘土，桩进入持力层深度不小于1 m，单桩竖向承载力特征值1 600 kN，单桩抗拔承载力特征值240 kN。

1)承压计算考虑的工况。

a.施工阶段:地下车库侧壁、顶板均已施工完成，无回填覆土，由于施工阶段采取降水措施，不考虑施工阶段的地下水浮力有利影响。

b.使用阶段:地下车库已施工完成，上部回填覆土已达到景观设计要求，考虑地下水常年低水位的有利影响。

2)抗浮计算考虑的工况。

a.使用阶段一:常年高地下水作用，地勘报告提供常年稳定地下水位抗浮地下水位高程建议取1.60 m。

b.使用阶段二:季节性暴雨期间由于排水不畅，水位达到室外地面以上，该工况应属于短时工况，作为验算复核。

采用抗浮安全系数。基础及其上部覆土的自重等对结构有利的荷载效应，依据GB 50009-2001建筑结构荷载规范中的相关规定，永久荷载对结构的倾覆，滑移或漂浮验算，荷载分项系数均取为 0.9。

3.3 基础沉降

本工程大底盘分割后的各结构计算单元基础设计中需考虑主楼和车库荷载差异，地基承载力和变形等因素，根据工程地勘报告，选用桩基安全等级为一级，设计中分别对主楼，地下车库及相邻部分的桩承载力及沉降变形进行计算分析。

1)地库部分。

地下车库部分采用直径600 mm的钻孔灌注桩(兼作抗浮桩)，桩端持力层为⑧-1层，桩进入持力层深度不小于1 m，单桩竖向承载力特征值1 600 kN，单桩抗拔承载力特征值240 kN，⑧1层粘土，在整个场地内均有分布，埋深适宜，中压缩性，物理力学性质较好，分布厚度较大，桩端阻力特征值为650 kPa，⑧1层下有⑧2层粉质粘土，在场地内部分地段揭露，埋深较大，软塑状，局部可塑状，物理力学性质稍差，中压缩性，当以⑧1层粘土作为拟建建筑物的桩端持力层时，考虑该层为相对软弱层对桩基沉降量的不利作用。

2)主楼部分。

高层主楼部分采用直径700 mm的钻孔灌注桩，桩端持力层为⑧-3层，桩进入持力层深度不小于1.5 m，单桩竖向承载力特征值2 800 kN，⑧3层粉质粘土，埋深较大，中或中偏低压缩性，物理力学性质较好，分布稳定厚度较大，桩端阻力特征值为750 kPa，并无软弱下卧层。采用独立承台的基础形式，保证受力的直接传递。

3)主楼与地库相邻部分。

主楼四周大部分有裙房，裙房距主楼1跨～2跨，5层，主楼、裙房、地库的荷载呈阶梯的变化，本身对沉降控制起了有利作用，裙房部分使用的桩型同主楼。主楼与地库直接相连处，主楼部分计算时已考虑地库相邻跨的荷载，布桩时已适当考虑主楼与地库荷载的差异。

用基础沉降计算软件Autobase2010分析表明，基础沉降差均在15 mm内，满足0.002l(l为相邻柱的中心距)的规范要求，由此可见，按照上述方法对桩基设计沉降量及沉降差控制的比较理想(见表1)。

表1 计算沉降值 cm

考虑主楼与车库之间的沉降差，在车库与主楼交接跨内，沿主楼四周设置800 mm宽的沉降后浇带，当沉降实测值和计算确定的后期沉降差满足设计要求后可浇筑。在主楼与车库之间用后浇带隔开，使其各自形成独立单体，既能在施工期间各自沉降，把主要沉降差所引起的内力释放掉，减少沉降差及应力集中可能产生的结构开裂。同时也避免了同一楼层大面积混凝土浇筑引起的温度应力，然后用后浇带连成整体以满足建筑使用功能的要求。因为高层主楼完成之后，一般情况下，其沉降量已完成最终沉降量的60%～80%，剩下的沉降量就小多了，这时再按实测情况补齐施工后浇带混凝土，二者差异沉降量就较小了，这部分差异沉降引起的结构内力，完全可以由不设永久变形缝的钢筋混凝土结构承担。

4 大底盘超长结构处理措施

本地下车库面积较大，长宽均超过了规范的标准，考虑到地下室周边嵌固及使用功能的要求，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》12.2.3条本工程地下室未设置变形缝，通过采取以下措施控制超长结构带来的伸缩影响:

1)双向每隔30 m设置不小于800 mm宽贯通顶板、底板及墙板的伸缩后浇带。后浇带施工时应严格控制水泥用量、水胶比，后浇带一侧的结构混凝土应一次浇捣完成。伸缩后浇带混凝土应在其所在平面的混凝土浇筑完成两个月后再进行浇灌。后浇带两侧表面混凝土应凿毛，在浇灌后浇带混凝土前，必须清除杂物，表面冲洗干净，然后浇筑混凝土。同时混凝土用无收缩混凝土，添加高性能膨胀剂，降低混凝土表面裂缝。

2)采用低水化热的水泥配制混凝土，按有关规范适量添加粉煤灰或矿渣粉，以降低水化热。严格控制混凝土的配合比及坍落度，施工中要控制混凝土的浇灌速度，做好混凝土早期养护工作，使混凝土表面与内部温差应控制在25℃以内，大体积混凝土分层浇筑，控制振捣质量，增强密实度，控制确保施工质量。

3)为了防止混凝土的水分蒸发形成湿度变化梯度，引起收缩应力造成混凝土表面开裂，要求做好施工阶段和后期的养护工作。大面积板面混凝土应用塑料薄膜覆盖并保温养护，混凝土硬化后宜采用湿麻袋覆盖，养护时间不应少于14 d。拆模后混凝土周围环境相对湿度达到80%以上。及时回填顶板上面的部分覆土，防止混凝土遇到突然的风吹曝晒，引起温度急剧变化，以及急剧降温、寒潮袭击引起温度变化等的不利因素，避免了墙体混凝土的开裂。

5 结语

本工程结构受力体系明确，地下车库的整体性起到了大底盘的作用，满足各楼计算的嵌固端要求。桩基的选择也控制了主楼与车库的沉降差，同时后浇带的合理设置也控制了超长结构混凝土收缩和温度变形引起的裂缝。以上就是我对该结构设计的一些拙见，如有不当之处敬请指教。

［1］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［2］JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］.

［3］GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［4］全国民用建筑工程设计技术措施结构［M］.北京:中国计划出版社，2009.

［5］SYJG2007-1，超长地下室混凝土结构防裂技术规定［S］.

［6］李国胜.多高层建筑基础及地下室结构设计——附实例［M］.北京:中国建筑工业出版社，2011.