南京金海设计工程有限公司 江苏 南京 210000
[摘要] 本文分别对地下车库的桩型及主要结构构件进行成本分析，获得最优桩型及各结构构件的最优截面尺寸，以此作为地下车库结构精细化设计的通用方法。
[关键词] 地下车库 抗拔桩 顶板 顶板梁 底板 底板柱墩 框架柱 外墙 成本
概况
随着城镇化建设的快速推进，人民的生活水平不断提高，汽车数量不断增加，现有的住宅小区项目根据停车要求均配建有一定数量的地下车库，根据以往的工程统计，地下车库的结构造价（钢筋混凝土部分）约占住宅小区项目土建总投资的10~25%。地下车库的结构成本控制在整个项目投资控制中起到相当重要的一部分。
近年来住宅小区的地下车库根据工程成本及交付品质的综合考量，较多项目采用中柱网的结构形式（即停车方向采用大跨柱网，车道及车位采用小跨柱网）。但不同的项目统计，结构成本相差较大，在房地产底利润的时代，对地下车库结构进行精细化设计势在必行。
大柱网 中柱网 小柱网
１．基本条件
南通市某住宅小区项目，基地总用地面为56629.6平米，总建筑面积为93242.6平米。其中地上住宅建筑面积86375.5平米，临街商业网点建筑面积5632.4万平米， 配套基层社区建筑面积1234.7平米，设地下一层满铺地下室，地下车库建筑面积32571.6平米，地下室建筑层高3.4m；车库顶板覆土1.4m，室外地坪绝对标高4.1m，场地平坦，顶板处设有消防通道及消防扑救场地。
场地抗震设防烈度为7度，地震分组属第一组，设计地震加速度为0.10 g。建筑的场地类别为Ⅲ类，特征周期值0.45S。
1-1层,杂填土:色杂,稍密,主要由粉质粘土混碎砖、碎石、混凝土块等组成,硬质含量50%-70%左右。
1-2层,素填土:灰黄色、灰色,可塑-软塑,主要由粉质粘土、粉土含少量碎砖、碎石及植物根茎等组成。
2-1层,粉质粘土:灰黄色,可塑-软塑,切面稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
2-2层,淤泥质粉质粘土:灰色,流塑、局部为软塑粉质粘土,具水平微层理,夹薄层粉土,局部夹少量腐殖物,稍有光泽,无摇振反应,干强度中等,韧性中等。
3层,粉质粘土夹粉砂:灰色,软塑,夹薄层稍密粉砂,具水平层理,无光泽,摇振反应中等,干强度低、韧性低。
4-1层,粉细砂:灰色,饱和,中密-密实,颗粒级配一般,含云母碎片,主要矿物成分为石英、长石等。
4-2层,粉细砂:灰色,饱和,密实,局部夹腐殖物,颗粒级配一般,含云母碎片,主要矿物成分为石英、长石等。
4-3层,粉细砂:灰色,饱和,中密-密实,颗粒级配一般,含云母碎片,主要矿物成分为石英、长石等。
4-4层,粉砂:灰色,饱和,稍密,局部中密,局部夹薄层粉质粘土,颗粒级配一般,含云母碎片,主要矿物成分为石英、长石等。
5层,中粗砂含卵砾石:灰色,饱和,中密-密实,颗粒级配良好,主要矿物成分为石英、长石等,含10%-15%左右卵砾石,卵砾石直径在0.2-3.0cm左右,颗粒形状以圆形、亚圆形为主,成分为石英岩。
6-1层,强风化砂质泥岩:棕红色,岩体结构风化破坏强烈,岩芯呈坚硬土状、砂土状及碎块状,手捏易碎,遇水软化强烈,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
地下车库标准柱网
地下车库剖面
地下车库柱网采用中柱网，顶板采用无次梁的梁板式结构；地库基础采用平板式筏板基础（柱底设柱墩），以3层粉质粘土夹粉砂为基础持力层，持力层承载力特征值为100kPa；抗浮水位按室外地坪下0.5m考虑。
２．地下车库精细化设计
地下车库的精细化设计可通过标准柱网的桩及结构构件的成本测算，选择最经济合理的桩型或截面尺寸。
3.1 抗拔桩：
地下车库抗浮一般采用抗拔桩方案，根据地质报告及当地施工条件，抗拔桩可如下三种方案：
方案1：边长500的预应力混凝土实心方桩，有效桩长14m长，一柱一桩；
方案2：边长400的预应力混凝土实心方桩，有效桩长9m长，一柱两桩；
方案3：边长350的预应力混凝土实心方桩，有效桩长10m长，一柱两桩。
方案 | 抗拔承载力特征值（kN） | 有效桩长 （m） | 单柱下桩数 （m3） | 综合单价 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 320 | 14 | 1 | 423.60 | 5930.40（1.00） |
方案2 | 160 | 9 | 2 | 273.60 | 4924.80（0.83） |
方案3 | 160 | 10 | 2 | 215.00 | 4300.00（0.73） |
经成本分析：地下车库抗拔桩采用边长350的预应力混凝土实心方桩的方案较为经济。
3.2 顶板：
地下车库顶板考虑防水，板厚考虑如下三种方案：
方案1：顶板板厚均为300mm；
方案2：车道处板厚300mm，车位处板厚250mm；
方案3：顶板板厚均为250mm。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （吨） | 混凝土量（m3） | 模板量 （m2） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 383.94 | 11.20 | 102.26 | 370.09 | 143170.05 | 372.90（1.00） |
方案2 | 383.94 | 9.56 | 93.48 | 372.06 | 129964.50 | 338.50（0.91） |
方案3 | 383.94 | 9.05 | 86.36 | 374.03 | 123403.90 | 321.41（0.86） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/吨； 混凝土C35单价按570元/m3；模板按75元/m2 | ||||||
经成本分析：地下室顶板板厚均为250mm较为经济。
3.3 顶板梁：
地下车库考虑设备管线及净高要求，顶板梁截面尺寸考虑如下三种方案：
方案1：大跨方向主梁400x700，小跨方向主梁300x600（车位）~300x700（车道）；
方案2：大跨方向主梁350x800，小跨方向主梁300x600（车位）~300x700（车道）；
方案3：大跨方向主梁350x900，小跨方向主梁300x600（车位）~300x700（车道）。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （吨） | 混凝土量（m3） | 模板量 （m2） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 383.94 | 8.97 | 29.54 | 142.37 | 73257.45 | 190.80（1.00） |
方案2 | 383.94 | 8.16 | 28.90 | 158.89 | 69992.07 | 182.30（0.96） |
方案3 | 383.94 | 6.87 | 31.42 | 177.34 | 66248.71 | 172.55（0.91） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/吨； 混凝土C35单价按570元/m3；模板按75元/m2 | ||||||
经成本分析：顶板梁大跨方向主梁采用350x900截面尺寸较为经济。
3.4 底板：
地下车库底板考虑防水，底板厚考虑如下三种方案：
方案1：底板厚为450mm；
方案2：底板厚为400mm；
方案3：底板厚为350mm。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （吨） | 混凝土量（m3） | 垫层量 （m3） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 383.94 | 9.60 | 143.61 | 34.07 | 147534.11 | 384.26（1.00） |
方案2 | 383.94 | 8.43 | 133.16 | 34.07 | 135565.28 | 353.09（0.92） |
方案3 | 383.94 | 7.11 | 120.77 | 34.07 | 121804.95 | 317.25（0.83） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/顿；混凝土C35单价按570元/m3；垫层按490元/ m3 | ||||||
经成本分析：地下车库底板板厚采用350mm厚较为经济。
3.5 底板柱墩：
地下车库底板柱墩平面尺寸，根据以往工程经验考虑如下三种方案：
方案1：底板柱墩平面尺寸3000×2600（车道两侧）/ 3000×2000（车位之间）；
方案2：底板柱墩平面尺寸2700×2300（车道两侧）/ 2700×1700（车位之间）；
方案3：底板柱墩平面尺寸2400×2000（车道两侧）/ 2400×1400（车位之间）。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （吨） | 混凝土量（m3） | 垫层量 （m3） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 383.94 | 0.90 | 48.60 | 6.48 | 35456.63 | 92.35（1.00） |
方案2 | 383.94 | 0.86 | 38.28 | 5.10 | 28723.58 | 74.81（0.81） |
方案3 | 383.94 | 0.90 | 29.16 | 3.89 | 23138.35 | 60.26（0.65） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/顿；混凝土C35单价按570元/m3；垫层按490元/ m3 | ||||||
经成本分析：地下车库底板柱墩平面尺寸采用2400×2000（车道两侧）/ 2400×1400（车位之间）方案较为经济。
3.6 框架柱：
地下车库框架柱截面尺寸考虑如下三种方案：
方案1：框架柱截面550×550 (C35)；
方案2：框架柱截面500×500 (C35)；
方案3：框架柱截面450×450 (C40)。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （顿） | 混凝土量（m3） | 模板量 （m2） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 383.94 | 2.21 | 9.53 | 64.84 | 21566 | 56.17（1.00） |
方案2 | 383.94 | 2.31 | 7.88 | 61.73 | 20902 | 54.44（0.97） |
方案3 | 383.94 | 2.03 | 6.38 | 58.65 | 18452 | 48.06（0.86） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/顿； 混凝土C35单价按570元/m3；混凝土C40单价按580元/m3； 模板按75元/m2 | ||||||
经成本分析：地下车库框架柱采用C40的450x450截面的方案较为经济。
3.7 外墙：
地下车库外墙墙厚考虑如下三种方案：
方案1：外墙墙厚350mm；
方案2：外墙墙厚300mm；
方案3：外墙墙厚250mm。
方案 | 面积 （m2） | 钢筋量 （吨） | 混凝土量（m3） | 模板量 （m2） | 金额 （元） | 平米含量 （元/m2） |
方案1 | 35.00 | 0.98 | 12.25 | 70 | 17217.11 | 491.91（1.00） |
方案2 | 35.00 | 0.82 | 10.50 | 70 | 15414.70 | 440.42（0.90） |
方案3 | 35.00 | 0.87 | 8.75 | 70 | 14659.70 | 418.85（0.85） |
备注：钢筋HRB400单价按5100元/吨；混凝土C35单价按570元/m3；模板按75元/m2 | ||||||
经成本分析：地下车库外墙墙厚采用250mm较为经济。
３．结论
4.1 地下车库采用不同桩型及不同的结构构件尺寸，工程造价均有较大的差异，选择合理的方案可以不同程度上降低工程成本。
4.2 地下车库面广量大，覆土荷载及结构柱网相对统一，可以通过较为精细的成本对比，提早确定标准柱网处的各结构构件的最优截面尺寸及桩基方案，可减轻结构设计工作量，缩短出图时间，提升设计质量及效率。
4.3 当地下车库荷载及柱网不同时，均可参照此篇的方法进行精细化设计。
参考文献
[1] GB 50108-2008 地下工程防水技术规范 中国建筑工业出版社 2008
[2] JGJ476-2019 建筑工程抗浮技术标准 中国建筑工业出版社 2019
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