谈阳城兰花·滨河家园地下车库的结构设计

2013-08-15吴培亮

山西建筑 2013年27期

吴培亮

(山西省第二建筑设计院，山西长治 046000)

1 工程概况

阳城兰花·滨河家园是山西兰花集团在阳城滨河东路获泽河边投资兴建的高层住宅小区。小区规划用地3.9hm2，地块呈三角形，场地沿滨河东路由西向东弧形收缩，地势西高东低，场地高差约3m，地上由6栋24层住宅、1栋30层住宅、2栋12层住宅，1座3层幼儿园，1座3层物业楼和临街商铺组成。除主楼外，整个小区地下一层均设车库，车库顶覆土1.5m，其上为小区地面，地面要求满足园林景观要求，并设弯曲有致、宽窄错落的景观水系，使小区水景、建筑、绿地相互融合。

地下车库采用框架结构，主要柱网尺寸7.8m×7.8m，车库顶板采用梁板体系，建筑平面总长307m，宽由102m收至15m。车库外围为钢筋混凝土外墙，墙厚300mm。车库层高3.9m，总建筑面积18390m2。

2 场地情况

小区场地两面环路、一面临山，场地自然地面较路面低4m左右，属获泽河河漫滩地貌，建筑场地类别为Ⅱ类，地下水位埋深6.7m，场地属建筑抗震有利地段，场地无液化、无软弱夹层，不存在滑坡、崩塌及震陷等不良地质作用。

由勘探资料可知，场地勘探深度范围内地基土层主要由杂填土层及河卵石层组成，因杂填土层较薄，属基槽开挖范围，第二层河卵石层分布普遍、厚度较厚，承载力较高(承载力特征值300kPa)，故可选第二层河卵石层为基础持力层。

3 基础设计

车库结构形式为框架结构，其柱网尺寸较大，基础形式应根据地质条件、荷载大小等综合判定。对有防水要求的地下车库一般采用梁板式筏基或独基加防水板的做法。

梁板式筏基一般应用于地基承载力较低，为加强结构的整体性避免地基处理以调整结构的不均匀沉降，其梁高较大，综合费用较高，但整体性较好;独基加防水板的做法要求地基土有足够承载力，其传力简单、明确，施工方便，费用较低，非常适合本工程的基础设计。故本工程地下车库的基础设计选用独基加防水板的做法。

在这种做法中，防水板仅用来抵抗水浮力，不考虑它的地基承载能力，独立基础承担全部结构重量并考虑水浮力的影响，其计算可采用通常的简化法，可将独立基础和防水板人为的分割成两部分，然后分别进行单独计算。独基的设计和普通的独立基础完全相同，全部竖向荷载均由独基承担，防水板下设柔性压缩层。当地下水位低于基底时，地基反力仅作用在独基范围内。因本工程场地地下水位较深，故可不考虑地下水位高于基底的情况。为确保防水板不受力或少受力，防水板下应设柔性压缩层。本工程选用聚苯板作为柔性压缩层。

4 外墙设计

地下车库的外墙兼为挡土墙，因为外墙顶部通常有框架梁通过，故地下车库的外墙设计一般只考虑地面荷载、侧向土压力水压力的作用。当柱网尺寸与层高的比值超过2时，外墙设计可将墙下端视为固定支座、上端视为铰接的单向板进行设计;当柱网尺寸与层高的比值小于2并且柱子截面尺寸比较大时，可按双向板计算配筋，边界条件为上部铰支、左右及底部固结。若地下室层高较高，可采用墙底加腋的措施使墙体厚度及配筋大为减小。

5 顶板设计

地下车库为框架结构，其顶板采用了梁板体系，主框架梁截面为400×1000，主框架梁上设正交的双向次梁(次梁截面为300×750)，为了使板跨减小为柱网尺寸的一半，应将板划分成3.9m×3.9m的双向板，板厚取200mm。为了节约钢材，梁板柱内均采用HRB400级钢筋，可以在保证强度要求的同时降低用钢量。

根据建筑功能要求，地下车库顶板部分局部考虑消防车通行。消防车活荷载的选取根据GB 50009-2012建筑结构荷载规范表5.1.1的要求，其标准值应取35kN/m2，因地下车库顶板覆土较厚，按照荷载规范附录B消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数进行折减，消防车活荷载的取值可按折减后的活荷载进行计算。按上述方法，经折减后的消防车活荷载的标准值约为25kN/m2。

6 裂缝控制

本工程地下车库建筑平面尺寸307m×102m，长宽均超规范限值，而结构又不允许设置变形缝，因此如何采取措施防止结构开裂成为设计中必须考虑的一个主要问题。考虑到车库顶板有1.5m厚的覆土，使用过程中结构受大气温差变化的影响较小，引起的温度应力也较小，故只需解决混凝土的干缩问题即可。

本工程在设计中，基础和顶板除和周围主楼之间设置沉降后浇带外，沿纵横两个方向每隔30m～40m设一道温度后浇带，将整个结构划分成一个一个的方块，并延长后浇带的浇筑时间。为防止混凝土水分蒸发形成湿度变化梯度，要求严格控制施工阶段及后期的养护工作，及时回填车库顶板覆土，防止混凝土因气温急剧变化而导致的可能开裂。同时车库顶板内配筋采用细而密的钢筋，并将超过50%的顶板钢筋拉通，以增强顶板的抗开裂能力。