关键词：大底盘；地下车库；结构设计
1、前言
在民用建筑设计中，高层住宅、写字楼及商住楼由于使用需要经常在底部设置单层或多层裙房、在地下设置停车场，主楼地下室与裙房地下室以及部分单建式地下车库连为一体，形成大底盘地下室，平时用作地下车库和设备房间。有的主楼没有裙房，仅有地下车库与主楼地下室相连，形成大底盘，多用于住宅小区。
2、结构设计
2.1结构设计基本概况
本工程结构设计基准期为50年，设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，地基基础设计等级为甲级。按《建筑抗震设计规范》要求，本工程抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g；场地类别为Ⅱ类，场地特征周期值Tg=0.40s。建筑抗震设防类别为丙类。在多遇地震作用下结构阻尼比取0.05。
2.2结构体系
由于建筑功能要求，主楼和车库连为一体。车库主体结构采用板柱剪力墙结构，布置一定数量的剪力墙，以保证主楼嵌固于地下室顶板。
2.3主要构件断面
剪力墙是本工程主要抗侧力结构构件，承担主要的水平荷载，外墙厚度为350mm，内墙厚度为250mm。框架柱截面为600x600mm。
3、大底盘多塔结构地下室设计要点
3.1嵌固部位的位置与地下室抗震等级的关联
主楼±0.0结构板作为嵌固部位时，主楼地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，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；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.5条及其条文说明。此处“相关范围”一般指：主楼周边1~2跨的地下室范围。主楼基础底板作为嵌固部位时，车库除满足自身要求的抗震等级外，相关范围的抗震等级不应小于主楼的抗震等级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.6条及其条文说明以及《建筑抗震设计规范》第6.1.3-2条及其条文说明。此处“相关范围”一般指：主楼周边外延3跨且不小于20m。
3.2地下室基础底板模板设计要点
柱墩尺寸根据柱网尺寸合理取值，一般为0.3~0.35L;如8.1米柱网，柱墩尺寸一般取2.7米。主楼厚筏板与地下室薄板交界处构造要加强。沉降后浇带构造特殊处理。车库结构构件混凝土标号应重点说明。与主楼相连的地下室基础等级及桩基等级。《建筑基底基础设计规范》及《建筑桩基技术规范》中“层数相差超过10层的高底层连成一体建筑物”为甲级。审图中心一般认为与主楼相连的地下室基础等级及桩基等级均为甲级。设计时应注意地下室如设抗拔桩，必须有设计试桩；必须进行地下室沉降计算。
4、地下室结构专业经济性控制要点
主楼布桩尽量墙下布桩，当桩不能完全墙下布时，在满足桩间距要求的前提下，尽量靠近墙下布置，减小传力途径。主楼底板满足一定刚度要求的前提下，板厚尽量减薄，通常配筋率按0.15%控制，局部不足处设加筋。同时严格控制筏板挑边宽度，最大限度减少筏板面积。
单建地库筏板采用筏板+下柱墩（无梁楼盖+柱帽）形式，传力直接均匀，经济性好，方便施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆底板的配筋率按最小0.15%控制，柱墩配筋率控制在0.15%～0.25%。柱墩的尺寸按照筏板有限元计算情况，控制在35%柱网尺寸以内。底板水反力计算时采用抗浮水位进行承载力计算，按常年水位验算裂缝。基础尽量减少外挑，以减少土方开挖量。框架柱及地下室外墙要合理控制框架柱轴压比，保证计算结果均为构造要求，降低含钢量；与地下室外墙相连的框架柱箍筋不必全高加密；与主楼相邻一跨的框架柱箍筋不必全高加密；根据地下室层高及水位，合理确定地下室混凝土外墙厚度；按抗浮水位进行承载力计算，按常水位进行裂缝验算；地下室外墙计算模式为与底板相连一端按固定支座，与顶板相连一端介于铰接与固端之间，计算时可根据情况附加有利弯矩，降低外墙底部及跨中弯矩；外墙配筋设计时，通长筋选取小直径钢筋，根部不足处另设加筋；外墙水平分布筋满足0.15%的配筋率即可。
地下室顶板按防水规范要求最薄250mm控制，充分发挥其承载力；配筋均采用通长筋+附加筋，部分通长筋考虑抵抗混凝土收缩变形；局部跨度较大或荷载较大处板块再根据实际情况适当加厚；计算板的裂缝时，考虑板支座处梁宽的刚域作用。三、大底盘地下室的抗浮问题实例分析工程实例概况：地下室为大底盘，其上有多栋高层建筑。高层塔楼之间是单层地下室覆土1.2m，单层地下室部分存在抗浮问题。地下室埋深约5米，地下水位高度至板底4.8米，结构自重加覆土可平衡3.9米的水浮力，工程所在地区设计抗拔桩为φ500预应力管桩20米长，抗拔承载力特征值为400KPa。
地下室后浇带封闭后三个月发现地下室部分柱顶部、底部出现有规律的环形水平裂缝，沉降观测显示单层地下室中间部分上抬约12-15cm，出现裂缝的柱与高层塔楼平行，与塔楼相邻的柱没有裂缝。技术论证后认为，地下室局部上浮10cm多，抗拔桩失效。可采取增加自重的方法抗浮。补抗拔桩或抗拔锚杆。当增加自重或补抗拔桩（抗拔锚杆）有困难时可设永久性降水坑，内置自动泵，水量达到预定标高，自动抽排。排水管埋在50mm地面找平层内，接至室外排水沟。该工程地下室范围为渗透性很差的土层，每天抽水量很小，预计费用不大，这是可接受的方案。
该工程实例给我们的启示是在不渗透土层设计地下室不考虑抗浮，应该慎之又慎。管桩作为抗拔桩主要问题在于连接，尽可能采用单节桩，桩顶与承台锚固要可靠，用作抗拔桩的预制管桩在沉桩不困难的情况下建议不设桩尖。上部结构塔楼相对大底盘地下室结构刚度大，荷载不均匀，基底反力不均匀，基础底板的不均匀变形。设计不当会引起基础开裂。目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝，二是设置施工“后浇带”，待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。地下室抗浮设计，一般考虑建筑自重、地下室顶板覆土与抗拔桩共同工作。这就必须要求地下室覆土完成后，才能停止基坑降水。长期的大面积降水，费用很高。在这种情况下，不考虑覆土、适当增加抗拔桩，可能更经济、更合理。
5、地下室防裂设计
由于大底盘多塔结构的地下室相对较长，地下室的平面长度和宽度超过100m甚至200m以上，远远超过伸缩缝最大间距，大底盘地下室需要设置沉降缝或伸缩缝，而不设计永久性的伸缩缝。对此结构设计中还必须考虑超长地下室的基础及外墙的防裂问题。大底盘多塔结构的工程实践中发现，留缝并不是决定结构形变的唯一手段，混凝土裂缝产生的原因与许多因素有关，以下对超长地下室控制混凝土裂缝预防设计要做到以下事项：一是混凝土强度等级不宜太高，在满足承载力和防水要求条件下，应控制在C25至C35强度之间。二是严格控制砂石骨料含泥量与配比，控制降温和加强养护，为减少混凝土硬化过程中的收缩应力。三是设置施工后浇带以释放基础在混凝土硬化过程中的收缩应力，沿基础长度每间隔20米留一道伸缩后浇带，与沉降后浇带搭配设计，带宽800毫米，设在柱距三等分的中间范围内。四是大体积基础底板混凝土，采取分层浇注，阶梯式推进，每层混凝土在初凝前完成上层浇注。五是结合工程实际采用“调”、“抗”、“挖”等技术，细化施工工艺。
6、结论
高层建筑的快速发展，致使大底盘多塔楼结构日益受到青睐，底层裙房开发为商业用房，建筑物之间的地面设置庭院绿化，充分利用地下部分设置地下车库，并与高层楼房连通，地下部分形成大底盘地下车库，用以解决日益突出的绿化与停车的矛盾问题。
参考文献：
[1]吴礼杰.?大底盘多塔结构的设计[D].?河北工程大学，?2013.
[2]杨柳.?高层建筑结构大底盘多塔结构设计[J].?工程建设与设计，?2014(8):31-34.
[3]单纯勇.?大底盘多塔结构地下室设计浅析[J].?建筑技术开发，?2015，?42(8):36-39.
论文作者:马红艳
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第4期
论文发表时间:2020/4/23
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