陳旭

（中鐵上海設(shè)計院集團有限公司天津分院，天津 300073）

0 引言

現(xiàn)階段我國大力開發(fā)土地，雖然促進了房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，但土地市場逐漸趨近飽和狀態(tài)。開放商也逐漸控制工程造價成本，保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計最優(yōu)化。在新經(jīng)濟發(fā)展模式下，建設(shè)工程需要合理安排各施工階段工作，在節(jié)約型、環(huán)保型建設(shè)理念下，選擇最優(yōu)設(shè)計方案。下面結(jié)合地下車庫相關(guān)設(shè)計進行探討。

1 地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算

1.1 柱網(wǎng)、梁板的合理設(shè)計

地下車庫通常會采用雙向密肋及預(yù)應(yīng)力雙向密肋樓蓋、主次梁樓蓋等結(jié)構(gòu)型式。以山西某工程項目為例，具體在設(shè)計時需要注意幾個層面：短板邊跨度大于等于3.60m，梁跨度大于等于4.0m 時，懸挑長度大于1.5m 的懸梁施工規(guī)范要求起拱，需要注意雙向板的鋼筋放置、現(xiàn)澆板孔洞大小以及板內(nèi)埋設(shè)管線等問題，需要在施工的準(zhǔn)備階段，就確立好各施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)參數(shù)，保障施工操作的準(zhǔn)確性。因為此項目工程建設(shè)為長矩形結(jié)構(gòu)，在布置長形柱網(wǎng)時可根據(jù)工程實際情況采用適合的樓蓋形式，如：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋為7.2～10.5m 等形式。雙向密肋的實心板能承擔(dān)大部分荷載并直接將荷載傳給柱子，可以加強梁的剛度，增加空間高度并減小板厚[1]。

1.2 擋土墻的設(shè)計與計算

對于外墻設(shè)計需要以擋土墻為基礎(chǔ)，綜合工程施工要素和土地利用原理，合理、科學(xué)設(shè)計。擋土墻設(shè)計能夠減少土地資源浪費，對建筑物與生態(tài)環(huán)境以及特殊地段設(shè)計具有保護作用。垂直荷載的變化會對擋土墻內(nèi)力有很大影響，重垂直荷載也同樣不能忽略。如果垂直荷載過大，因其荷載作用會引起擋土墻內(nèi)力占據(jù)很大比重；如果垂直荷載較小，可以依照邊界條件進行簡化計算，但支撐條件需要按照剛度比來確定。如果外墻扶壁柱的面積較大，又或者是與混凝土內(nèi)隔墻的外墻板塊尺寸較大，就可以按照雙向板計算[2]。

2 基礎(chǔ)的選型及設(shè)計

2.1 車庫基礎(chǔ)設(shè)計

設(shè)計人員在對防水板進行構(gòu)想設(shè)計時，需要考慮基礎(chǔ)埋置深度的取值，埋置深度范圍內(nèi)的土體重力在滑動面上形成摩阻力，能提高地基的承載能力。如果設(shè)置鋼筋混凝土為防水底板，底板會與基礎(chǔ)相連，具有一定剛度，當(dāng)?shù)孛嫱馏w發(fā)生滑移，底板對土的側(cè)向滑移，能夠?qū)ν恋丶右钥刂?，增強土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也是土體的自重作用，其大小與防水底板的厚度、剛度、配筋情況、基礎(chǔ)之間的凈距離等因素相關(guān)?；诖?，在我國很多建筑設(shè)計中會基于安全性考慮，采用防水底板制約土體滑移。

2.2 基礎(chǔ)計算方法

防水板的基礎(chǔ)內(nèi)力計算方式采用的是簡化方法，針對防水板而言，尤其需要考量到水浮力的作用壓力。如果地下水位低于基礎(chǔ)底面，地基反力會在獨立柱基范圍之內(nèi)；當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨A(chǔ)底面，防水板和基礎(chǔ)均受水浮力作用。因此，不管地下水存在是基于什么樣的情況，獨立基礎(chǔ)與防水板都是共同發(fā)揮作用的整體。從這個層面看，運用簡化方法來計算獨立基礎(chǔ)和防水板基礎(chǔ)具有一定的制約性，會因為誤差而有所影響，產(chǎn)生的誤差值大小取決于獨立柱基的計算彎矩與獨立柱基加防水板實際彎矩的“等效”程度。

3 裂縫與控制設(shè)計

地下車庫多為超長結(jié)構(gòu)，容易造成混凝土結(jié)構(gòu)開裂的問題。因此，設(shè)計者需要立足于建設(shè)整體綜合考量，結(jié)合超長結(jié)構(gòu)建筑對施工帶來的不利因素，結(jié)合工程實際情況，確立可行性實施方案。如果增大結(jié)構(gòu)伸縮縫間距或者是不設(shè)置伸縮縫時，施工人員需要采取相應(yīng)的措施，以防結(jié)構(gòu)開裂程度擴大。同時，對于地下車庫結(jié)構(gòu)開裂，也會造成裂縫位置出現(xiàn)滲漏問題。所以，為了減少工程結(jié)構(gòu)開裂影響，目前針對這個問題所采取的設(shè)計方法是盡可能不設(shè)縫，以此解決地下車庫出現(xiàn)變形、滲漏等問題，具體建筑結(jié)構(gòu)施工所采取的防開裂措施如下：

3.1 采取補償收縮混凝土

補償收縮混凝土需要借助具有膨脹成分的水泥，按照一定的科學(xué)配比，通過與自身或者其他水泥成分發(fā)生反應(yīng)，其中像膨脹劑就是依靠本身的化學(xué)反應(yīng)或與水泥其他成分反應(yīng)，與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石一水化硫鋁酸鈣。需要注意的是，補償收縮混凝土與普通混凝土有一定的區(qū)別：①通過既定條件的控制和約束作用，膨脹混凝土?xí)⑾鄳?yīng)的預(yù)應(yīng)力，能夠改變混凝土內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，增強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，減少混凝土表面開裂問題，提高抗裂性；②在水泥硬化過程中，膨脹結(jié)晶體起到填充、切斷毛細(xì)孔縫作用，進而改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高其抗?jié)B透性。與此同時，需要做好補償收縮混凝土的養(yǎng)護工作，尤其是面對復(fù)雜的、施工面積較大的工程，需要嚴(yán)格把控溫度變化，需要保持混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度的平衡性，減緩混凝土溫度降低的速度，實現(xiàn)養(yǎng)護的實際作用。養(yǎng)護過程需要細(xì)致，綜合各個階段，全面做好養(yǎng)護舉措，如果出現(xiàn)養(yǎng)護不到位的情況，就會造成不暢，收縮混凝土失去原本的效能，和普通混凝土無異，并且也會產(chǎn)生裂縫[3]。

3.2 設(shè)置后澆帶

后澆帶在建筑施工中的作用十分重要，如果出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉或者收縮不均勻等相關(guān)問題，會產(chǎn)生裂痕，而后澆帶的作用就是可以及時應(yīng)對這種問題，將施工風(fēng)險以及工程質(zhì)量問題最小化。后澆帶是在早期混凝土施工中釋放約束力的一種施工技術(shù)，具體施工結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。為此，施工人員需要全面掌握施工圖紙各環(huán)節(jié)的施工要點和工程建設(shè)的實際情況，嚴(yán)格根據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行施工操作，在基礎(chǔ)底板、墻、梁相應(yīng)位置留設(shè)混凝土后澆帶。后澆帶澆筑的位置也有明確的要求，需要從建筑結(jié)構(gòu)中找到受力較小的點。對于后澆帶的澆筑需要考慮氣溫因素，氣溫的高低變化會直接影響后澆帶澆筑的效果，通常會選擇在氣溫較低的時候進行澆筑，可以利用澆筑水泥或水泥中摻微量鋁粉的混凝土，使其強度增加，減少出現(xiàn)新澆筑的混凝土與原混凝土銜接處出現(xiàn)裂縫。新澆混凝土在硬結(jié)過程中會收縮，而已建成的結(jié)構(gòu)受熱要膨脹，受冷則收縮。如果受到溫度影響使其變形，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，根據(jù)變形程度大小在構(gòu)件中也會出現(xiàn)不同程度的裂縫。

圖1 后澆帶

4 基坑支護施工

4.1 做好施工前的基礎(chǔ)準(zhǔn)備

在地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中，基坑支護也是必要的工程，需要施工人員做好基坑施工的準(zhǔn)備工作。首先，需要做好施工現(xiàn)場的清掃工作，與施工無關(guān)的雜物清除干凈，保持施工現(xiàn)場的平整度，按照相關(guān)基坑開挖施工方案及施工段的劃分，繪制施工總平面布置圖，根據(jù)工程人員對施工現(xiàn)場的實際勘察結(jié)果，確定開挖機械、路線，基底標(biāo)高、邊坡坡度及土方堆放地點；其次，按照基坑開挖工期開始提前降水，并且工程建設(shè)單位需要安排合適的人員在開挖環(huán)節(jié)做好監(jiān)督工作，配合開挖工作，24h 值守。在降水期間進行基坑水位的監(jiān)測，保障水位降至基底標(biāo)高500mm 以下，確保開挖期間降水不間斷；最后，完善好相關(guān)建設(shè)材料、做好質(zhì)量檢測，試運轉(zhuǎn)機械設(shè)備，保障機械運轉(zhuǎn)正常再進行施工，同時，技術(shù)人員要確定基坑放坡尺寸及深度，做好基坑開挖底口、上口尺寸的放樣。在土方開挖前將坐標(biāo)、標(biāo)高控制點引測進施工場地，并建立高程、坐標(biāo)場區(qū)控制網(wǎng)。

4.2 做好施工前安全培訓(xùn)

由于建筑行業(yè)施工的特殊性，需要施工單位對作業(yè)工種做好培訓(xùn)與安全教育，對施工人員進行技術(shù)考核。施工前土方組長向所有參加施工的人員進行有針對性的安全技術(shù)交底，確保每一位施工人員能熟練操作關(guān)鍵技術(shù)，能夠明確施工順序，并且具備良好的安全防范意識，對施工中所運用的各種技術(shù)與機械設(shè)備相關(guān)參數(shù)與功能使用都有一定的了解。與此同時，需要落實好安全監(jiān)管措施，提高安全管理水平。施工單位需要安排專門的監(jiān)管人員，從施工人員意識、施工設(shè)備、施工環(huán)境等方面進行全面審查，并且針對施工現(xiàn)場危險源地方，做好安全標(biāo)識以及相應(yīng)的防范措施。

5 結(jié)論

綜合上述對地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容分析，了解柱網(wǎng)、梁板的合理設(shè)計與計算，對基礎(chǔ)的選型及設(shè)計，并結(jié)合以往案例分析，針對裂縫問題通過補償收縮混凝土與后澆帶的方式，來解決裂縫問題，并且在基坑支護施工中，做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作以及安全防范。