第４２卷第６期 ２０１５年６月 建筑技术开发 Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２Ｏ１５ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 地下车库方案阶段设计思考 王永华 ，牟立群 ，孙长征 （１．上海砼森建筑规划设计有限公司山东分公司，山东淄博２５５０００；２．烟台建筑设计有限公司， 山东烟台 ２６４００１；３．汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司，济南２５５０００） ［摘 要］综合考虑地基承载力修正、顶板结构选型、抗震设计、差异沉降和概念设计等设计因素，针对地下车 库方案设计提出建议，为附建式地下车库设计提供设计依据。 ［关键词］建设选址；基础埋深修正；顶板结构选型；抗震设计；沉降差控制；概念设计 ［中图分类号］Ｔｕ ２０８ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１５）０６—００６６—０３ ＴＨＩＮＫＪＮＧ ＡＢｏＵＴ ＵＮＤＥＲＧＲｏＵＮＤ ＧＡＲＡＧＥ ＤＥ ＳＩＧＮ Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇ—ｈｕａ，Ｍｕ Ｌｉ－ｑｕｎ，Ｓｕｎ Ｃｈａｎｇ－ｚｈｅｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｅｓｉｇｎ ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ＥＡｂｓｔｒａｃｔ］ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｄｅ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｐｔｕｇｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｔｃ．，ａｎｄ ｇａｖｅ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｇａｒａｇｅ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ａｔｔａｃｈｅｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｇａｒａｇｅ． ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｐｔｈ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；ｒｏｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ； ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｌ选址方案设计原则 和道路交通规划要求，与城市结构和路网结构 收稿日期：２０１５￣３５—１２ 相适应。地下汽车库排风口的位置宜避免对附 防火要求。露出地面部分如出人口、通风口等， 应与周围建筑物和其他易燃、易爆设施保持防 火和防爆间距。应该考虑并避开城市地下公用 地下车库的选址首先要符合城市总体规划 近建筑物和城市空气造成污染，且应符合城市 作者简介：王永华（１９７９一），女，内蒙古赤峰人，工程师 ｅ—ｍａｉｌ：４１９４６８０７１＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。 进而可了解坝体的安全性能。通过对重力坝抗震 性能进行有限元分析，可知地震荷载作用下大坝 参考文献 ［１］潘家铮．重力坝设计［Ｍ］．北京：水利水电出版社，１９８７． 的动力响应特性，进而评价在地震荷载作用下， 大坝的安全性能。 （１）静力分析表明，重力坝水平方向最 大位移发生在坝顶，变形和强度验算满足工 程要求。 ［２］王娜丽，钟红，林皋．ＦＲＰ在混凝土重力坝抗震加固中的应用研 究【ＪＪ．力学发电学报，２０１２，３１（６）：１８６—１９１． ［３】姜淑海，王丹，金峤．高混凝土重力坝抗震配筋效果的模型试验 研究［Ｊ］．水电能源科学，２００９，２７（４）：９７—８７． 【４１陈灯红，杜成斌，苑举卫．基于ＡＢＡＱＵＳ的粘弹性边界单元及在 应力坝抗震分析中的应用ｆＪ］．世界地震工程，２０１０，２６（３）：１２７一 ｌ３２． （２）动力分析表明，在地震作用下重力 坝下游折坡处和１００ｍ高程处出现最大压、拉 应力，它们有超过混凝土的动抗拉、压强度的 ［５］殷秀海，王维娜．碾压混凝土重力坝抗震性能的ＡＮＳＹＳ分析『Ｊ１． 水利科技与经济，２００９，１５（３）１９６—１９８． ［６］周星德，张青，吴继敏，等．一种提高重力坝抗震性能的方法［Ｊ１． 水利水电科技发展，２０１ｌ，３１（３）：３１—３３． 趋势，在这些部位应采取一些结构措施或工程 加固措施。 ６６ ［７］李守华．重力坝抗震性能的有限元分析【Ｊ】．城市道路与防洪， ２０１２（１２）：１６２—１６５． 第４２卷 王永华，等：地下车库方案阶段设计思考 第６期 设施的主管线和其他地下工程等。由于地下汽 车库建在地下，水文和工程地质条件将是重要 因素，它会影响造价和工期，应选择较有利的 地址条件，避开地下水位过高或地质构造复杂 地段。 ２ 采用天然地基时主楼地基承载力的修正 主楼基础的计算深度区分如图１所示。 Ｂ１ Ｂ， Ｂ 囊 主楼 主 喽 ｝，＞２ ＝ Ｅ＝＝ ｇ１ ｑ２ 飞 【ＩＩＩ【『『『『『『『 ．【ＩＩ．１ｌｆ『ｒｍ 二工 图１ 带裙房的主楼基础计算埋深 （１）对于主楼和裙房一体的结构，当 ，＋ ，≤２Ｂ，规范未规定主楼基础的计算埋深， 建议均可按当 ，邶：＞２Ｂ时，主楼基础的埋深 计算时可将基础底面以上范围内的荷载，作为 基础两侧的超载考虑并将其折算成等效埋深。 （２）对于主楼和裙楼之间设沉降缝分开的 结构（即主楼和裙房不为一体的结构），规范 未规定主楼基础计算埋深，建议也可按当 ＞２Ｂ时，主楼基础的埋深计算时可将基础底面 以上范围内的荷载，作为基础两侧的超载考虑 并将其折算成等效埋深。 （３）对于地下室底面防水板下有软垫层的 基础埋深，应按软垫层下的实际地基反力 （防 水板自重、地下室地面建筑做法重及地下室地 面的活荷载按ＧＢ５０００９－－２０１２《荷载规范》第 ５．１．２条要求折减后的数值）来确定基础的等效 埋深 ，ｄ＝ｄｅ＝ｑ／ｒｍ。 （４）ＧＢ ５０００７－－２０１１《建筑地基基础设计 规范》第５．２．４条“对于地下室，如采用箱形基 础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算 起”是有条件的，只有当基础底面地基反力的 平均值不小于挖去的原有土重时，才可以按上 述规定计算。当为超补偿基础（即建筑物的重 量小于挖去的土重，这种情况一般出现在地基 承载力较低的及大面积纯地下室结构中）时， 应按建筑物重量的等效土层厚度计算基础等效 计算埋深 并取 。 对于所有各类带地下室（底面有软垫层的 地下室除外）基础的计算埋深，均可按基底标 高处实际底反力ｇ来确定基础的等效埋深 ， ｄ＝ｄｅ＝ｑ／ｒｍ，需同时满足条件ｄｅ ｄ ，ｄ。为室外 地面标高算起至基底标高处的埋深。 ３地下车库顶板结构选型 近年来逐步出现大量３０万１ＴＩ 以上的高层 住宅区，其地下车库的面积达到８～１Ｏ万ｒｌｌ 不等， 所占投资比重增大，关注车库的造价与管线综 合的优化处理，即室外综合管线与车库使用净 高、结构造价之间的合理平衡，如何合理综合 布线，使车库的使用净高与经济性达到最大效 益发挥，成为了大底盘居住区、公建地下车库 设计的重要课题。地下车库使用净高满足不小 于２．２ｍ，车库层高控制在４．１ｍ以内，同时车库 顶板覆土厚度控制在１．７０ｍ以内，有效控制车 库顶板的覆土荷重，同时确保室外管线包括生 活给水管线、消防给水管线、雨水管线、污水 管线、电力管线、通信管线、热力管线、煤气 管线等多种管线能够满足设计和施工要求。 ３．１顶板结构选型 结构顶板选型采用传统的井字梁板体系； 车库常规跨度为６．２～９．０ｍ不等，结构设计通常 采用２ｍ×２ｍ～３ ｍ×３ ｒｎ的井字梁板划分，板 厚通常取值为１５０～１８０ｍｍ不等，结合覆土荷 重及消防车道等荷载的分布，框架主梁梁高通 常在４００ｍｍ×７００ｍｍ～４００ｍｍ×９００ｍｍ范围， 对于工程造价及建筑层高起控制作用。 ３．２采用新型顶板结构形式 采用新型顶板结构形式，空心楼盖体系， 可将接近９００ｍｍ高的框架主次梁格现浇实心 板结构代换为６００ｍｍ厚的空心楼板结构（含 １５０ｍｍ厚混凝土整浇层），增加了３００ｍｍ车 库净高，同时减少并简化了模板的支设，加快 了施工速度，改善了下沉管线后车库净高的指 标，减少了土方开挖数量。同时将室外管线中 的消防给水管线、电力管线、通信管线、热力 管线均下沉至地下车库顶板走线，各专业管线 ６７ 第６期 王永华，等：地下车库方案阶段设计思考 第４２卷 走向做到尽量减少交叉，合理避开车库内占用 是连续的，不会出现突变，高层主楼地基下沉， 高度空间较大的风管，满足车库净高要求，同 由于土的剪切传递，高层主楼以外地基随之下 时在覆土内增设排水沟或镀锌过滤管，将雨水 沉，其影响范围随土质而异。地下车库与主楼 集中收集，然后通过排水沟或镀锌过滤管将雨 水集中汇人室外雨水管网中，这样可以减小找 坡长度，有效降低建筑做法，控制覆土厚度在 １．５０ｍ左右，有效减小结构荷重，从而优化设计， 实现了净高及性价比的合理平衡。 ４抗震设计问题 裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定抗 震等级外，相关范围不应低于主楼的抗震等级； 主楼结构在裙房顶板对应的相邻上下各一层应 适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时， 应按裙房本身确定抗震等级。当地下室顶板作 为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等 级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造 措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于 四级。 地下室中无上部结构的部分，抗震构造措 施的等级可根据具体情况采用三级或四级，也 可以不考虑抗震计算，当不考虑抗震计算时， 为了保证楼房基础底盘的整体性和刚度，在地 下车库内除了车道、防火分隔墙、楼梯间、通 风竖井、人防的钢筋混凝土墙以外，宜设置一 定数量的纵横向钢筋混凝土构造墙。 ５地下车库的基础与主楼的基础之间差异沉降 的分析与策略 ５．１差异沉降分析 建筑物的沉降是一个十分复杂的问题。 通常，一般建筑物在施工期间随着荷载逐渐 增加，地基被压缩下沉，当工程竣工时完成的 沉降量，对于砂土可认为其最终沉降已基本完 成，对于低压缩粘性土可认为已完成最终沉降 的５０％～８０％，对于中压缩粘性土可认为已完 成２０％～５０％，对高压缩性粘性土可认为已完成 ５％～２０％。因此，根据相邻建筑物的预估沉降量 已完成情况可以计算出主群房屋下的附加应力 所引起的沉降及其相互影响。 ５．２设计方案 工程实践表明，地基沉降在高低层连接处 的连接处不会发生突变的差异沉降，而是在地 下车库若干跨内产生连续性的差异沉降。 ５．２．１减小高层主楼的基础沉降 适当扩大基础底面积，以减少基础底面单 位面积上的压力。地基持力层应选择压缩性较 低的土层，其厚度不宜小于４ｍ，并且无软弱下 卧层。当地基持力层为压缩性较高的土层时， 高层主楼的基础采用桩基础或复合地基，地下 车库采用天然地基的方法，或高层主楼与地下 车库采用不同直径、长度的桩基础，以减小沉 降差。 ５．２．２控制地下车库的沉降 车库基础埋置在与高层主楼基础不同的土 层，使地下车库的基底持力层土的压缩性大于 高层主楼基底持力层土的压缩性。地下车库采 用天然地基，高层主楼采用桩基础或复合地基。 地下车库应尽可能减小基础底面积，不宜采用 满堂筏板基础，宜采用独立柱基加抗水板的基 础形式。 ６概念设计 抗震设计工作是结构设计的重中之重，在 结构设计中体现均匀对称的原则，结构规则性 的原则，选择合适的结构体系，准确的结构分 析计算，正确处理好薄弱部位，在复杂多变的 情况下找出结构抗震设计的基本规律。把工程 做到最大的优化，在方案阶段与建筑师主动合 作，以结构体系功能及受力、变形特征的整体 概念去构思结构总体系，并以承载力、刚度和 延性为主导的概念设计，把工程做到最大化收 益设计。 参考文献 【ｌ】ＧＢ５００１１－－２０１０，建筑抗震设计规范［ｓ】． ［２１ ＧＢ ５００１０－－２０１０，混凝土结构设计规范【ｓ】． ［３］ＪＧＪ ３—２Ｏ１Ｏ，高层建筑混凝土结构技术规程［Ｓ］． ［４］ＧＢ ５００７－－２０１ １，建筑地基基础设计规范［ｓ】． ［５１ ＧＢ５０００９－－２０１２，建筑结构荷载规范［ｓ】． 【６］卢著辉，徐正来．地下车库上浮事故原因分析与破坏鉴定［Ｊ】＿建 筑技术，２０１４，４５￣）：３２６—３２９．