地下室结构设计优化与成本控制

地下室结构设计优化与成本控制

Summary：目前，随着城市的不断发展，城市土地资源有限，土地利用形势紧张。如何提高土地资源的利用率已成为人们关注的问题。结合目前土地利用现状分析，城市的仓储和车库等大型场所都建在地下。一方面开发了地下空间，另一方面有效缓解了地面土地资源的紧缺。由于地下室结构不可避免地会面临一些结构问题，给施工质量带来一些不利影响。所以在地下室结构设计期间必须要结合实际情况制定方案,全面提升地下室结构稳定性。Keys：地下室；结构设计；成本控制1地下室结构工程成本管理的现状及重要性在整个建筑工程设计过程中,很多开发商都只是注重项目的整体设计方案、户型设计方案等方面,对地下室部分的结构工程设计并没有给予足够的关注和重视。只有在施工图阶段才能真正确认设计方案是否合理，这就导致地下室结构工程造价管理往往被忽视，无法有效实施。与地上建筑相比，地下室属于单一投入，如果仅仅依靠销售地下车库车位来弥补成本，显然不是正确的处理策略。随着现金流效率的降低，市场竞争日趋激烈。只有不断提高工程项目的利润率，才能有效提高市场竞争力。综合分析地下室成本把控的影响因素,主要有机电、建筑、结构以及总设计图等多个方面,而且各个方面都不是平行的关系,彼此之间相互影响,只有整合了各专业的资源才能对地下室成本起到更好的把控。而地下室成本控制最关键的介入点就是优化地下室结构的设计方案,地下室结构优化设计对成本把控是非常重要的,只有采用合理的方式才能实现开源节流,为企业带来更多的经济效益。2地下室结构设计常见问题及解决措施2.1地下室抗浮和防水问题2.1.1具体问题地下水位及其变化是地下室抗浮设计的重要依据。但在具体的地下室抗浮设计中，设计人员往往主要考虑地下室在正常使用时的极限状态，而忽略了洪水期发生洪水时的地下室状态，在地下室施工过程中，由于抗浮度不达标，会造成局部破坏的情况。此外，地下室上方还有多层或高层建筑，这就加大了抗浮问题的处理难度。设计中常见的主要问题是：地下水位测量不科学，导致误差；地下室坡道未进行抗浮验算，导致误差。2.1.2解决方案科学测量确定合理的抗浮水位。根据以下地勘单位提供的指标，确定地下室抗浮水位标准：勘察期间的实际静态地下水位；近3-5年的最高水位；地下室所在地的历史最高水位。根据提供的科学指标并结合实际施工要求确定水位变化。增加基础配重。增加地基配重在一定程度上解决了抗浮问题，但另一方面增加了地基的埋深，一般提高了地下室抗浮和防沉水位的高度，导致工程效率低。在建筑标准允许的范围内，应最大限度地提高基坑底部的设计标高，并间接降低抗浮水位。在建筑施工中，大力提倡采用无梁楼盖或宽扁梁来降低水位。地下室防水工程可以说是设计中最关键的问题。在地下室防水设计中，应根据工程具体合理的要求确定防水等级。为了达到更好的防水效果，地下室施工宜采用结构自防水混凝土。同时，地下室防水作为一个重要的工序，仅仅一层防水混凝土是不够的，还需要选择耐久性较好的卷材进行进一步的防水。此外，还要注意地下室的渗水和排水情况，并设置相应的排水管道。2.2地下室抗震设计问题及解决措施抗震设计也是地下室设计的一个重要方面,这关系着人们的安全问题。根据建筑施工审核的要求,要确保地下室建筑深埋高度大于地下室的外地面高度。在计算实际建筑高度时,是将室外的地面作为起始点。另外,顶板作为建筑上层结构的嵌固点,要保证地下室一层与上层结构的抗震等级一致,一层以下的建筑结构抗震等级递减。地下室的建筑也是不尽相同的,可以按照具体的实际情况来选择科学合理的抗震等级。2.3地下室保护层和垫层厚度问题GB50108-2001地下工程防水技术规范对防水混凝土结构有明确规定:结构厚度不应小于250mm;裂缝宽度不得大于0.2mm,并且不可以贯通。迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层强度等级不应小于C15、厚度不小于100mm,在软弱土层中不应小于150mm。许多的工程实践表明,引起渗水漏水现象的主要原因是:地下室结构厚度或者迎水面钢筋保护层的厚度都没达到规范限制标准。因此,在地下工程防水技术规范限值方面有了进一步提高。2.4地下室结构超长与不均匀沉降问题2.4.1结构超长地下室结构虽受温度的变化比地上建筑结构的影响较小,但地下室结构周边的约束作用较强,因此地下室结构超长问题也是建筑设计中的关键部分。可以采用以下办法解决:设置伸缩后浇带,后浇带的宽度要按钢筋搭接所需最小尺寸和实际工程操作情况来定。2.4.2不均匀沉降不均匀沉降是大部分建筑物在建造的过程中都要面对的问题,但是也是一个较容易解决的问题。可以采用CFG柱地基处理,CFG桩是由砂、粉煤灰、碎石、石屑掺水泥加水搅拌,用各种成桩机械制成的具有一定强度的可变强度桩。可充分利用桩间土的承载力的共同作用,并可传递荷载到深层地基中去,具有较好的技术性能和经济效果,能有效解决地下室不均匀沉降问题。3控制地下室结构成本的有效方法3.1地下车库的成本控制一般来说，地下车库属于不能出售的区域。地下车库的面积越大，需要投入的资金就越多。因此，可售面积占总建筑面积的比例需要合理控制。如果比例超过规定值，将影响经济效益。因此，地下车库的面积越小越好，可以降低成本。另外，要合理控制地下车库的车位比例。车位比例越低，投资成本越低。停车位比例应控制在0.85。车位比例越大，成本增加越多。因此，在地下车库的设计中，应合理控制每个车位的面积。地下车库钢筋混凝土结构的经济跨度一般在8m左右，根据3个小车位的柱距设计，柱网需控制在8～8.2m之间，保持停车通道垂直，车位布局紧凑，交通不受影响影响。3.2地下室深度造价控制措施地下室的设计深度主要是指地下室的高度和层数，它直接关系到土方的开挖量和运输量。所涉及的费用包括在基坑围护区投资的资金量、投资于地下室底板和侧墙加固的资金、抬升桩和抗浮锚的成本等。地下室越浅，控制成本越容易。如果项目占地面积大，在一楼设置地下室比在二楼设置地下室更划算。由于竖向布置方式不同，投资额也不同。投资额与地下一、二层的面积成反比。如果地下一层的面积超过地下二层的面积，超出的越多，投资就越少。最低成本楼层的建筑面积是最小的，投资额也是最小的。地下室层高与工程造价成正比，层高每降低100mm，投入资金就减少1%。所以，较为经济的建筑地下室会将层高控制在3.6m以内。要对地下室的层高有效控制：（1）合理选用楼盖体系，将结构梁高控制在合理范围内。（2）合理布置各个专业设备的管线和管网，进行分析并不断优化，这样可节省至少200mm的空间。（3）对地下车库进行自然通风排烟设计，这样，地下室安装的机械通风排烟设备就会减少，有效高度可以减低大约400mm，投入的资金量大大减少，从而有效控制成本。3.3人防面积的成本控制人民防空领域有规定的目标，不能随意调整。如果需要调整，调整的次数是非常有限的。人防地下室面积是一个刚性指标，不能多建。与投入非人防地下室的资金相比，投入人防地下室的资金量更多，一般为600元/平方米。因此，为了控制人防领域的成本，我们可以把投入的资金量降到最低。3.4覆岩厚度的有效成本控制地下室顶板覆盖厚度每增加100mm，地下室每平方米平均造价增加10元。一般来说，如果地下是车库，覆土厚度不宜超过1.2m，这是由于覆土厚度的增加，结构荷载也会相应增加。在同一柱网的情况下，梁越高，经济指标越高，投入资金越多。因此，适当减小土层厚度可以减少资金投入。4结束语在建筑地下室结构设计过程中，设计师需要综合考虑各种因素。一般来说，建筑物地下部分的混凝土和钢筋用量较大，约占总造价的40%-60%。因此，要有效降低结构造价，避免浪费，就必须科学合理地进行结构设计，既能有效地提高建筑物的安全性和稳定性，又能有效地降低造价，给企业带来更多的经济效益。Reference：[1]阿不都沙拉木·阿布里孜.地下室空间设计对开发成本控制的影响[J].产业与科技论坛,2016,15(10):79-81.[2]王呈辉.沿海地区某地下室结构设计实例分析[J].工程技术研