高层建筑地下室及地下车库结构选型的经济比较0 管理提醒.docx
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高层建筑地下室及地下车库结构选型的经济比较0管理提醒
高层建筑地下室及地下车库结构选型的经济比较
高层建筑的地下室及地下车库，采用无梁楼板和平板式筏基时，以及上部仅有低层裙房、或无地上房屋的地下车库采用独立柱基抗水板时，可以降低地下室层高，减少基础埋深、墙高、外墙防水面积、土方及护坡、降水及抗浮费用，以及减少了因基础反梁需回填的材料和工序。
与传统采用梁板式楼盖和梁板式筏基的综合比较表明，有明显的经济效益。
1地下室结构选型
1.1高层建筑地下室
现在公共高层建筑的规模都比较大，地下室多数用做商场、餐厅、汽车库和设备机房等大空间房屋，有的最下层地下室为人防，柱距较大，采用一般梁板式楼盖时，由于梁截面高度大，机电管道需要在梁下通行，因此，层高多数在3.8～4.5m之间，机电设备用房还需另行考虑。
当有多层地下室时，地下层1顶板作为上部结构的嵌固部位，按现行规范[1，2]规定，应采用梁板结构，其余地下室如用做汽车库采用无梁楼盖时，层高可降低到3.3～3.4m。
例如上世纪80年代初设计的北京西苑饭店B段2层地下室柱距为8m×8m，层高2.7m，采用了无柱帽预应力平板楼盖[3]。
北京富盛大厦一期写字楼，地下层2～4层高均为3.3m，由于采用了无梁楼盖平托板柱帽、CFG桩复合地基平板式筏基，减小了地下室埋深、土方量和护坡量，为在工程现场窄小的不利情况下方便施工、缩短工期创造了条件，取得了较好的经济效果。
富盛二期综合楼，主楼地下室4层，相邻无地上建筑的地下室3层，主楼地下室层3,4顶板采用了无梁楼盖，层高均为3.3m；采用平板式筏板基础，持力层为粉质粘土和砂质粉土，承载力特征值为200kPa。
1.2地下车库
目前在大中型城市的住宅区和一些公共建筑中，设有与高层主楼地下室不设永久缝连接在一起的地下车库，有的上部有低层裙房，有的顶部为绿化覆土层，形成地下长、宽达数百米的不设永久缝的大面积地下车库。
例如，北京国美家园工程地下室宽264.5m，长458.6m，地上有18栋23～27层的高层住宅和若干栋低多层配套商业及其他建筑。
地下汽车库结构常见楼盖为梁板式，层高3.7～3.9m；采用无梁楼板平托板柱帽时，层高可降低到3.3m或3.4m。
基础采用梁板式筏基或平板式筏基，有的工程为了有效地解决主楼与地下车库基础之间的差异沉降而采用独立柱基抗水板[4]。
北京清华科技园地下车库长98.5m，宽82.3m，共4层，柱距8.1m×8.1m，地下层3,4为六级人防兼车库，地下层2为车库，地下层1除车库外为办公和机房，层高均为3.4m。
无地上房屋的地下层1顶和地下层2～4顶采用无梁楼板平托板柱帽。
由于车库不与主楼相连，无需考虑与主楼间基础的差异沉降，采用了平板式筏基，板厚1.3m,柱下设柱帽。
富盛二期无地上房屋的3层地下室（图1），均采用了无梁楼盖平托板柱帽。
地下层1顶部为3m厚覆土，地下层1层高5.55m，地下层2，3为车库，层高约3.3m。
因工程施工用地的局限性，先施工高层主楼，待结构封顶后再挖槽施工地下车库，并与主楼地下室连接成整体、不设永久缝，故采用平板式筏基，板厚700mm，柱下设柱帽，基底与主楼基底同标高。
2综合经济效益比较
2.1实际工程对比
对比工程参照富盛二期地下车库的柱网，地下2层，地下层1为车库，顶部覆土3m，地下层2为六级人防兼车库，混凝土强度等级：
外墙C30，柱、基础及梁板C35，地下水位标高按-6.00m，为简化起见，内部分隔墙及车道、楼梯等没有计算在内。
工程不考虑抗震设防。
方案1，2的比较见表1，平面布置及构件尺寸见图1。
可以看出，方案2的总造价比方案1多出10％，如果按实际工程计入地下室的防火分区、人防扩散室等分隔墙及楼梯、汽车坡道等项目，方案2每平方米的建筑综合造价将比方案1高出10％以上。
两种楼盖方案综合比较表1
项目
方案1
方案2
楼盖形式
无梁楼盖平托板柱帽
梁板式
基础形式
独立柱基抗水板
梁板式筏基
层高（m）
3.3
3.8
钢筋（kg/m2）
27.48
100%
48.70
177%
基础
混凝土（m3/m2）
0.328
100%
0.259
79%
钢筋（kg/m2）
79.14
100%
81.05
102%
地下层1,2柱、墙、楼盖
混凝土（m3/m2）
0.447
100%
0.429
96%
结构造价（元/m2）
1322
100%
1413
107%
其他造价（元/m2）
488
100%
577
118%
总造价（元/m2）
1810
100%
1990
110%
2
注：
1）基础、地下层1,2柱、墙、楼盖用量及造价均按工程建筑面积为5654.6m2计算；2）其他造价包括：
外墙和底板的卷材（SBS）防水；土方和护坡；地下层2地面地梁间回填砂石及100mm厚C15混凝土面层；3）两方案做法相同、数量一样的均不计，如顶板上防水和地面做法等；3）造价按《北京市建筑工程概算费用定额》（2004年）计算，下表同。
（a）地下层1，2顶结构平面（b）基础平面
图1方案1
（a）地下层1，2顶结构平面（b）基础平面
图2方案2
（a）方案1（b）方案2
图3地下室剖面图
2.2地下车库基础不同形式的对比
仍以上述车库为例，基础分别采用5种形式（图4）。
按一个中柱基础进行综合造价比较，结果见表2。
（1）独立柱基抗水板
（2）满堂平筏板正柱帽
（3）满堂平筏板倒柱帽（4）满堂十字形次梁沿柱主梁筏板
（5）满堂沿柱—个方向为主梁、另一方向为间距8.2m/3的单向次梁筏板
抗水板厚：
500mm
柱基：
ZM1:
4600×4600×900
ZM2:
4300×4300×900
轴○1○8条基：
b＝1400mm，h＝700mm
轴○A○H条基：
b＝750mm，h＝700mm
外墙：
300mm；柱：
800×800
地下层1：
ZM1:
3200×3200×450，板厚400
ZM2:
2800×2800×450
地下层2：
ZM1:
2800×2800×320，板厚250
ZM2:
2400×2400×320
图4基础五种形式
5种基础形式的比较表2
基础
其他造价（元）
总造价（元）
基础
形式
钢筋
（kg）
混凝土
（m3）
造价
（元）
方案1
方案2
方案1
方案2
1
值
3581
41.29
43656
105510
115319
149166
158975
值
3609
36.98
39099
113452
（114870）
123549
（124967）
152551
（153969）
162648
（164066）
2
％
101
90
90
108
（109）
142
（144）
102
（103）
102
（103）
值
3546
37.65
39807
104465
（105901）
115825
（117261）
144272
（145708）
155632
（157068）
3
％
99
91
91
99
（100）
134
（135）
97
（98）
98
（99）
值
5422
36.54
48339
114415
（115833）
124821
（126239）
162754
（164172）
173160
（174578）
4
％
151
86
86
108
（110）
144
（146）
109
（110）
109
（110）
值
5027
34.90
47335
112147
（113565）
123116
（124534）
159482
（160900）
17tydf
（171869）
5
％
140
85
85
106
（108）
142
（144）
107
（108）
107
（108）
基础底板厚：
400mm
柱基：
JZL01:
650×1000
JCL01:
350×850
外墙：
300mm；柱：
700×700；板厚200mm
地下层1：
KL01:
650×1100
KL02及L01:
350×800
地下层2：
KL01:
650×900
KL02及L01:
350×700
注：
1）每个中柱基础的钢筋、混凝土用量及造价为8.2m×8.2m所
属面积的值，其他造价包括：
土方、护坡、外墙混凝土、外墙防水按整栋工程总面积比例摊算到一个中柱所属面积；回填砂石、垫层混凝土、底板防水按中柱所属面积计算，带括号数值为当考虑与高层主楼基础处理不均匀沉降筏板下垫50mm厚聚苯板软垫层的值，地下室顶板上防水及地下室地面作法不计在内。
2）对比比率以基础形式1为100%。
可见，如果地下室层1，2顶采用梁板式楼盖或无梁平板式楼盖，当考虑了地下室分隔墙、楼梯、车道等项目时，其综合造价基础形式3与形式1接近，而形式2，4，5的均比形式1的明显高出许多。
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