超大地下室结构（精选7篇）

超大地下室结构 第1篇

厦门海峡交流中心二期B地块项目位于厦门国际会展中心北侧, 临近海边, 地下3层, 地上2栋48层塔楼, 裙楼5层, 其中地下建筑面积约113917.70m2。地下室结构形式为框剪结构, 基础形式为桩筏基础, 底板底标高为-15.95m, 地下水位相对建筑标高为-0.9m。地下室东西宽189.2m, 南北长236.7m, 未设置一道伸缩缝, 属“超长/超宽/超深水位地下室结构”。

地下室底板混凝土为C40P8 (主塔楼部分) 及C30P8, 外墙及地下室顶板室外部分混凝土均为C30P8。底板厚度为600mm, 承台厚度分别为3.0 m及4.5m (塔楼部位) 、2.0m (裙楼部位) 、1.2m (纯地下室部位) ;地下室室外顶板厚度为180mm, 覆土约1.0～1.5m;3层地下室外墙厚度自下而上分别为600mm、500mm、400mm, 层高分别为4.2m, 3.9m, 5.7m。

2 应用“跳仓法”施工技术

2.1 选择“跳仓法”施工技术

本工程原设计方案根据《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 要求, 地下室横向和竖向共设置15条贯穿整个地下室底板/楼板/顶板及外墙的后浇带。留置后浇带是取消永久变形缝的比较成熟的方法, 但大量结构后浇带给施工带来困难, 进而对地下室混凝土结构变形裂缝控制造成很大的难度。

“跳仓法”施工技术由于混凝土浇筑的连续性, 并不需要特别处理施工缝, 同时施工缝的数目较使用后浇带减少了一半, 降低了开裂渗水的概率。而且取消后浇筑带, 减少了后浇带混凝土剔凿、垃圾清理、后浇带支撑等大量工序, 进而减少基础底板、顶板及外墙防水施工控制渗漏的隐患, 同时可以提前进行地下室防水和土方回填施工, 有利于结构抵抗温差裂缝。

结合本工程地下室特点, 综合考虑质量、工期等多方面因素, 经各有关部门及专家论证对比, 本工程地下室采用“跳仓法”施工技术, 取消混凝土结构后浇带。

2.2 “跳仓法”施工原理

“跳仓法”施工原理是运用“抗放兼施, 先放后抗”的原则进行施工, 通过合理设置跳仓间距, 在跳仓施工阶段, 释放混凝土早期应力, 即所谓“先放”, 在封仓阶段, 混凝土的抗拉强度已经有所增长, 充分利用混凝土的约束减小应变, 即所谓“后抗”, 并通过封仓后及时做防水层、回填土等措施, 避免混凝土结构长期暴露在空气中, 使结构承受收缩和温差作用减到最小, 进而达到控制混凝土裂缝的目的。

2.3 “跳仓法”施工技术应用

本工程地下室尺寸为189.2m236.7m, 属于超大地下室大体积混凝土结构。地下室底板及各层楼 (顶) 板根据“跳仓法”工艺要求划分成34块仓块, 地下室外墙划分成18块仓块, 每块长度控制在40m左右, 第27仓和32仓为2#、3#塔楼基础大筏板。具体详见图1。

跳仓法的控制原则为“隔一跳一”, 即至少隔一仓位跳仓或封仓施工。由于混凝土的早期水化热较高及收缩较大, 早期塑性收缩最大一般在12小时, 6～7d后水化热变小及收缩变缓, 因此相邻仓位混凝土浇筑时间间隔不宜小于7d, 封仓间隔施工时间宜为7～10d。

3 设计构造措施

3.1 节点构造措施

为避免应力集中, 应尽量避免结构断面的突然变化, 当不可能避免时, 应作局部过渡及补强处理。

(1) 由于主楼筏板厚度为4.5m及3.0m, 而周边底板厚度为0.6m, 厚度差异较大, 设计在厚薄底板交接处设置过渡斜坡, 以避免应力在交接处过于集中, 其构造详见图2。

(2) 顶板室内外高低差较大 (主要为1.5m～2m) , 造成框架梁相邻跨在高低差处未能连续, 高差大于0.6m时, 设计在梁高低差处采取加腋构造措施, 具体大样详见图3。

3.2 钢筋构造措施

抗温度及收缩应力的钢筋采用“细”而“密”的设计原则。“细”而“密”的钢筋将约束混凝土的塑性变形, 从而分担混凝土的内应力, 推迟裂缝的出现, 即提高混凝土的极限拉伸。混凝土极限拉伸和钢筋直径及间距的关系见式:

式中:εpa配筋后的混凝土极限拉伸;

Rf混凝土的抗裂设计强度 (MPa) ;

p配筋率100;

d钢筋直径 (cm) 。

(1) 本工程地下室外墙体水平分布筋除满足强度计算要求外, 其设计配筋率不小于0.4%, 水平钢筋直径采用12～14mm, 间距均为100mm, 且设置在竖向受力钢筋的外侧。

另外, 为提高外墙抗渗水平, 地下室外墙与土壤直接接触的外侧钢筋混凝土保护层设计厚度为50mm, 并在保护层中设置Φ6@150双向钢筋网片, 以有效减少混凝土的开裂, 钢筋网与墙内受力钢筋之间用Φ6@600拉结, 梅花形布置。

(2) 地下室底板及顶板配筋在满足强度设计要将基础上, 均构造配置双层双向拉通钢筋网, 底板为双层双向ф18@150, 顶板为双层ф12@150。当楼板板面负筋未拉通时, 设置温度筋, 按要求配置双向温度收缩钢筋网, 配筋率≥0.1%, 钢筋网与周边板面钢筋搭接长度300mm。

3.3 混凝土等级控制

为了降低水泥用量, 减少混凝土收缩, 除主楼底板混凝土强度等级为C40, 其余地下室底板、外墙及楼顶板混凝土强度等级均为C30, 混凝土强度设计等级均控制在C30～C40。同时, 附墙柱混凝土强度等级与墙体相同, 以方便施工操作, 防止墙柱交界处开裂。

3.4 底板防水卷材采取“空铺法”

本工程底板防水卷材采用聚合物改性沥青聚胎脂防水卷材, 设计采取“空铺法”施工, 使防水层与基层尽量脱开, 防水卷材在一定程度上起到滑动层的作用, 可以大大减少地基对地下室结构的约束, 进而降低砼的收缩应力, 可有效减少混凝土的开裂。同时, 防水层有足够的长度参加应变, 这对解决防水层被拉裂起到良好的缓冲作用, 避免砼收缩变形造成防水层拉裂破损渗水。

4 施工控制要点

本工程地下室采用“跳仓法”施工技术, 混凝土配合比及原材料选择在规范的基础上从严要求。

4.1 混凝土配合比设计

(1) 本工程地下室混凝土等级为C30P8、C40P8, 采用混凝土60天强度作为混凝土配合比强度设计指标。

(2) 所配制的混凝土 (泵送) 拌合物, 到浇筑工作面的塌落度控制为120±20mm。

(3) 粉煤灰等掺合量的总量不大于混凝土中胶凝材料用量的40%, 具体掺量控制在100～120KG/m3。

(4) 水胶比<0.45;每立方混凝土用水量不超过160KG。

(5) 砂率为38～42%。

(6) 混凝土初凝时间6～8h、终凝时间10～12h。

4.2 原材料选择

(1) 水泥:选用中热或低热的水泥, 采用普通硅酸盐水泥 (非早强型) 。7天的水化热不宜超过270KJ/KG, 3天的水化热不宜超过240KJ/KG, 水泥的比表面积为300～350m2/kg, 尽可能选用水泥比表面积小的水泥。

(2) 外加剂:采用聚羧酸高性能缓凝减水剂, 外加剂掺量占胶凝材料的比重0.8～1%, 可减少水用量, 减少水泥用量, 同时提高混凝土的和易性和可泵性。

(3) 外掺料:采用Ⅰ级粉煤灰, 代替部分水泥, 可降低混凝土的水化热, 同时改善混凝土的可泵性。

(4) 细骨料:采用中、粗河砂为宜, 模数为2.5～3.0, 含泥量1.5%, 泥块含量0.5%。采用细度模数大、粒径大的沙子, 可大大减少水泥及水的用量, 在满足可泵性的前提下, 尽可能减少砂率, 以避免对混凝土强度产生不利影响。

(5) 粗骨料:采用选取粒径大、强高、级配好花岗岩碎石子, 5～40mm连续级配, 含泥量0.8%, 泥块含量0.5%, 尽量在满足施工条件的前提下, 采用粒径大、级配良好的石子, 可以减少水泥用量, 减少用水量, 改善和易性, 提高混凝土的抗压强度。粗骨料的形状对混凝土的和易性和用水量有较大影响, 因此, 针片状颗粒重量比例不应大于15%。

(6) 拌合水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定。

(7) 为控制混凝土的入模温度, 使其浇筑温度不超过28℃, 要求混凝土搅拌站采用低温水拌制混凝土, 骨料放置在遮阳避雨篷中, 避免阳光直晒, 以降低原材料的入机温度。

4.3 混凝土浇筑振捣

(1) 混凝土各段浇筑方法采用斜坡分层连续浇筑, 即“分层浇筑、分层振捣、一个斜面、一次到顶”的推移浇筑法。所有水平分层或水平构件的混凝土均用振动棒振捣密实, 层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间, 水平构件的混凝土表面除用振动棒振捣外, 还应在面层混凝土浇筑2～3小时后, 用平板振动器进行纵横向振捣, 顺边搭接振捣宽度不少于50mm。

(2) 剪力墙竖向施工缝周边的混凝土浇筑应放慢浇筑速度, 待分层振捣密实后, 方可继续向上浇捣混凝土;底板施工缝周边的混凝土, 第一次浇筑高度应略比止水钢板高2～3cm, 宽度不少于1.2米宽, 待振捣密实后, 方可继续往上浇捣混凝土, 以保证施工缝处混凝土的浇筑质量。墙体砼的浇筑从每仓墙体一端向另一端均匀推进浇筑, 浇筑点不能过于集中, 当墙体有洞口时, 洞口两段混凝土浇筑高度要保持一致, 墙体砼分层浇筑, 每次浇筑高度为500mm。

(3) 混凝土浇筑振捣应“好好打”, 加强振捣, 但应避免漏振、过振, 以期获得密实的混凝土, 提高混凝土密实度和抗拉强度。浇筑后, 及时排除表面积水, 约2～3小时后, 进行一次抹面, 防止早期收缩裂缝的出现。

(4) 大体积混凝土浇筑面应及时进行二次抹压处理, 初凝时, 随即用木抹子进行抹压处理, 应做到随裂随压。

(5) 为保证上返部位混凝土的密实, 外墙上返部位宜采用先浇筑底板、楼板混凝土, 再浇筑上返部位混凝土的方法。即待底部混凝土稳定或接近初凝后, 再浇筑上返部位的混凝土。

4.4 混凝土的养护与成品保护

(1) 混凝土养护的意义有两个, 一是控制混凝土的内外温差, 延长散热时间, 防止表面裂缝, 控制温度收缩;二是使混凝土表面保持湿润, 使之充分水化, 提高混凝土的抗拉强度, 避免过早出现体积收缩, 使收缩出现时混凝土已具备基本抗裂能力。

①楼顶板、底板混凝土养护:混凝土二次抹压压光后, 及时进行保温保湿覆盖养护, 养护时间≥14d。夏季高温天气, 混凝土养护以保湿为主的, 直接覆盖一层土工布, 然后再进行连续喷雾养护;冬季低温天气, 混凝土养护以保温为主, 先覆盖一层塑料薄膜, 然后覆盖土工布 (厚度按计算铺设) , 接着再进行连续喷雾养护。

②外墙混凝土的养护:混凝土浇筑完毕, 应带模浇水养护7d;拆除模板后, 可在墙体顶部架设喷淋管持续浇水养护, 也可在墙两侧挂麻袋或土工布等, 覆盖喷水养护, 养护时间≥14d。

③大体积混凝土的养护应实施信息化管理, 即合理布设测温点, 对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测, 当实测结果不满足温控指标要求时, 应及时调整保温与养护措施 , 防止出现有害裂缝。

(2) 混凝土成品保护

①楼面混凝土养护期间, 应至少3天以后方可上施工荷载, 且混凝土强度必须达到1.2Mpa以上。

②大体积混凝土养护期结束后, 地下结构 (含地下室顶板) 应及时回填土, 不宜长期暴露在自然环境中。

4.5 施工缝处理

跳仓接缝处应按施工缝的要求设置和处理, 在地下室底板、外墙、顶板垂直跳仓缝及外墙反口水平施工缝处沿构件的厚度方向中间位置均应预埋止水钢板, 其中底板、外墙、顶板垂直跳仓缝应采用Φ12钢筋焊接钢筋支架网并绑扎20目的钢丝网片 (靠先浇筑混凝土的底板侧) 的支撑形式留置施工缝, 具体做法见图4。

施工缝在封仓前, 应将施工缝处 (钢丝网可不用凿除) 的杂物、混凝土浮浆、松散混凝土块、止水钢板上的混凝土清除干净, 并进行清洗湿润, 以保证混凝土接缝处的施工质量。

5 结束语

(1) 地下室结构裂缝控制是地下室抗渗的基础, 受多方面因素影响, 应从设计措施、材料选择及施工要点上综合考虑各项措施。

(2) 根据地基、结构、施工等条件, 选择应用“跳仓法”施工技术, 依据“抗”、“放”结合的原则组织施工, 可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力, 对超大地下室结构裂缝控制效果显著。

参考文献

[1]王铁梦.“抗与放”的设计原则及其在“跳仓法”施工中的应用, 北京:中国建筑工业出版社, 2007.12

[2]《混凝土结构设计规》.[GB50010-2002].

地下室结构露筋处理方案 第2篇

地下室结构露筋处理方案

一、工程概况

杭政储出【2010】38号地块商品住宅工程，位于杭州市下沙经济开发区南端的24号大街以南15号大街以东的交汇处；该工程由12栋18~34层单体高层和一个地下车库组成。总建筑面积169264平方米，其中地下室建筑面积41194平方米。

二、露筋情况

根据现场观查，露筋主要体现在以下三个部位：

1、地下室顶板粱底；

2、地下室底板；

3、地下室后浇带

三、原因分析

1、地下室梁底露筋主要原因分析：A、由于地下室顶板梁高度大部分均超过700mm，钢筋自重大，施工时为了保证梁底钢筋的保护层厚度，防止压碎保护层垫块，在粱底垫设横向钢筋，造成垫设钢筋裸露；B、混凝土浇筑时，钢筋保护层垫块移位或间距过大，造成局部粱底主筋保护层偏小或箍筋锈蚀；C、由于部分梁底钢筋较多，间距较密，遇到个别混凝土骨料径粒过大，水泥浆无法包裹钢筋和充满模板。

2、地下室底板露筋原因分析：主要出现在地下室底板的上部，由于采用泵送商品混凝土，坍落度相对偏大，底板上部钢筋与下部钢筋没有拉钩等构造筋，混凝土振捣后造成局部上层钢筋上浮。

3、地下室后浇带露筋原因分析：在地下室后浇带的粱底部位出现少量露筋现象，其原因为混凝土浇捣时，保护层垫块移位，造成露筋。地下室结构露筋处理施工方案

四、材料选用

环氧树脂胶（添加丙酮、乙二胺、苯二甲基丁酯）、聚合物抗裂砂浆等。

五、材料简介

环氧树脂胶：环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参数等符合特定的要求，通过掺合丙酮和添加乙二胺起到稀释、起固化、提高胶体强度的作用，添加本二甲基丁酯有增加韧性作用，韧性不佳，脆性较大的弊病。同时聚合物抗裂砂浆有防止开裂之功。

六、修补措施

构件表面露筋：先将混凝土残渣及铁锈清理干净，露筋部位用清水冲刷，使修补部位湿润，用丙酮（稀释）、乙胺、苯二甲丁酯与抗裂砂浆混合修补，待砂浆达到一定强度后浇水养护。

地下室底板面露筋：将露筋部位凿毛，冲洗干净，将修补部位用比结构高一等级细石混凝土铺于上面，用平板振捣器振捣密实。

七、施工步骤 构件表面露筋：

1、剔除构件露筋部位的混凝土残渣，并将铁锈清除干净，提前一天用清水冲刷露筋部位，使其湿润；

2、将丙酮（稀释）、乙胺、苯二甲丁酯根据说明书混合，搅拌均匀，并与聚合物抗裂砂浆调成糊状；

3、用抹子或刮板将拌好的砂浆分层抹灰压实抹平，每层厚度不得大于10mm；

4、待砂浆达到一定强度后，浇水养护不少于7天。地下室结构露筋处理施工方案

地下室底板面露筋；

1、将地下室底板表面露筋处凿毛，清除浮渣；

2、提前一天将凿毛部位用清水冲刷干净使其湿润；

3、将凿毛修补部位用糊状水泥浆套浆，使水泥浆分布于每一部位；

4、将比原结构高一等级的细石混凝土根据需要铺于修补部位，用平板振动机来回振捣，保证其密实，使混凝土表面和接茬部位泛水泥浆。

5、在终凝前用木搓板搓平，覆盖塑料薄膜，养护时间不少于7天。

八、施工中应注意的问题

1、在清理露筋部位时，应做到浮渣、铁锈清除彻底。

2、必须提前一天浇水湿润，但修补时不得有明水。

3、基层处理应到位，修补后养护要及时，并保证养护时间。

九、资料整理

1、对于地下室露筋部位，必须在图纸中标注清楚，注明露筋部位、露筋程度等。

2、做好施工纪录，详细注明裂露筋复部位及施工时间及其施工方法。

3、对原材料厂家证明、合格证及有关检验报告进行收集与整理

超大地下室结构 第3篇

【关键词】主厂房；开挖；精细施工

向家坝水电站地下厂房开挖最大宽度、高度分别为33.4m、88.2m（均为世界第一）。开挖施工时段2006年8月31日～2009年4月，历时32个月。

1.工程地质情况

地下厂房围岩地质条件复杂，处于软硬相间的15o～20°缓倾角水平层状砂岩和泥岩中，地质构造发育，岩性变化巨大，洞周出露4条2级软弱夹层。厂区岩体微透水至中等透水，但厂房中下部为主要渗流带，施工期设计渗水排水量达372m3/h。厂区7个煤层均有开采。岩层有瓦斯和H2S气体。

2.厂房开挖的主要风险

厂房开挖支护施工特点有①洞室开挖跨度大、高度大；②开挖、支护工程量大（洞挖52万方、锚杆4万根、锚索750索、喷砼8771方）；③与厂房交叉洞室多；④厂房区域范围内围岩水文地质条件复杂。

以上特点给厂房开挖带来的风险是：施工期厂房顶拱的稳定及长期稳定问题；施工期厂房高边墙的稳定问题；贯通性好的地下水可能带来水下施工；且侵害高边墙稳定问题；岩壁梁的岩台成型质量问题；瓦斯安全问题。

3.厂房开挖施工

3.1施工方案

施工布局和组织是：空间多部位，工序多流畅，监测紧跟进。

总体施工方案为：①合理新增3条施工支洞，有效降低了厂房各层通道高度，将原四层通道增加为五层，为实现多通道“立体多层次”快速施工提供了保障；②充分利用厂房的长度（最长255m，最短173.0m），组织安排好开挖、初喷、锚杆造孔、注浆、挂网、锚索、喷砼等多项工序的“平面多工序”作业；③根据厂房通道布置情况，将厂房共分为9层施工，高度为7.0m～11.38m；④因厂房开挖区与河水贯通性好，为能在干地施工和防止外水压力对厂房边墙的作用，在下挖之前，先把厂房四周的施工期帷幕完成，阻止和减小地下水对施工的危害；⑤先把顶拱加固，治理完善，然后才能下挖；⑥与厂房四周边墙相贯的洞室，先于边墙开挖，释放应力，锁固洞口，待边墙挖到时，支护工作量小，支护速度快，变形小。⑦外观和内观相结合，永久和临时观测相结合，有接触和非接触观测相结合，根据反馈变形和应力状况采取相应的工程措施和安全措施。

3.2关键部位施工方法

3.2.1顶拱层施工

顶拱岩层倾角15°～20°，层状结构面对顶拱稳定影响较大，较易形成掉块或塌方，出露2条软弱夹层。

顶拱层开挖高度为11.2m，开挖量达76919m3，各类锚杆6333根。开挖分三区（见图一），先中导洞开挖，再导洞扩挖和降低底板，最后两侧扩挖。

施工要点：①选取科学合理的揭顶顺序和工序施工方案，有利于工程施工安全控制和大跨度厂房围岩稳定；②在不良地质洞段，采取“分区开挖、短进尺、弱爆破、强支护”的方案，必要时采取超前支护；③严格控制单响药量，控制质点震动速度在规定范围内；④严格“一炮一审”制，实施“个性化”装药，加强过程监督；⑤适时、准确地监测顶层开挖爆破影响深度和质点振动速度，围岩变形监测，及时调整开挖爆破参数和施工方案。⑥针对层状岩层，紧跟掌子面完成对穿锚索，形成深层支护。

3.2.2岩锚梁开挖施工

厂房岩锚梁层高9.0m，开挖共分6区，先中部槽挖，再两侧5m保护层及岩台开挖。

岩锚梁开挖共分为5区施工，其施工程序见图二：5区岩台竖向光爆孔和辅助孔提前造孔→2～4区保护层开挖→5区岩台开挖→边墙支护施工→6区保护层开挖→第Ⅳ层预裂。

施工要点：①采用专用导管定位，有效地控制了钻孔精度；②保护区开挖均采用“双层光面爆破”。即将设计轮廓光爆孔外的缓冲孔，同样按光面爆破原理进行设计，形成双层光面保护屏障，最终达到高质量设计轮廓面。③调整光爆孔装药结构，变“集中”为“分散”，实行“均匀微量化装药”。即将Ф25mm、重量为125g的光爆孔专用药卷，均匀地分成10小条，再将每小条按设计间距绑扎在导爆索和竹片上，实行“均匀微量化装药”，形成优良开挖壁面。④岩锚梁岩台上拐点直孔、岩台斜孔、岩台下拐点直孔，三孔采用错孔布置，使炸药能量在上下拐点部位分布，由集中变为分散均匀微量化。

3.2.3高边墙施工

地下厂房开挖最大高度达88.2m，重点控制第Ⅳ～Ⅶ层的开挖与支护，其总开挖高度为36.12m，单层最大开挖高度10.5m。开挖采用“边墙一次深孔预裂，全断面开挖”的新工艺控制方案，并取得成功。边墙结构预裂采用KSZ-100Y型预裂钻机进行造孔，钢管样架导向。梯段单循环长度为8～10m。为了控制围岩变形及加快施工进度，支护各道工序依次滞后于开挖掌子面约10～20m。

施工要点：①厂房边墙与相邻洞室交叉段施工应遵循“先洞后墙”的原则，即相邻洞室交叉段应先进行锁口施工，并利用先挖洞进行厂房边墙环向预裂；②通过爆破试验和回归计算，确定合理爆破参数；③严格“一炮一审”制和“个性化”装药；④为防止新出露围岩的卸荷变形、掉块，提高和改善围岩承载能力，应及时实施系统和加强支护；⑤“层间转序”快，上层开挖及支护各道工序全部结束50～100m后即可展开下层作业。

3.2.4施工期帷幕施工

施工期帷幕主要为围绕主厂房外围的第三层灌浆廊道临河侧施工期帷幕，其施工的及时与否直接关系到主厂房防渗及排水，关系到主厂房开挖施工进度。第三层灌浆廊道施工期帷幕设置单排、双排两种，单排间距2m，双排间距1.5m，孔深85m～100m，总工程量为27962m。帷幕灌浆压水试验透水率的控制标准q≤3lu。

3.2.5瓦斯控制

向家坝地下厂房洞群为低瓦斯隧洞，瓦斯爆炸和燃烧的安全问题比较突出，针对此问题，采取的措施是；重点监测，作业人员监测仪器随身带；强制抽排风不间断；遇超标瓦斯，强行停工整制。

4.施工期安全检测

4.1爆破振动观测

在厂房、主变洞等部位布置振动测点，采用TOPBOX 爆破振动测试系统，进行水平径向、水平切向和竖直向三个方向的监测，实测振动速度峰值一般控制在10cm/s以内。

4.2松动圈检测

检测结果显示，厂房岩壁梁岩台、第Ⅳ层以下直墙的开挖影响深度值为0.2～0.7m，说明在主厂房Ⅲ层保护层开挖和直墙深孔预裂所实施的一系列精细爆破技术，有效地控制了对围岩原有质量的影响。

4.3变形检测

结果显示，主厂房顶拱、边墙最大变形12.87、6.5mm。 检测数据分析表明：采用“开挖后及时跟进支护”，“先洞后墙提前释放应力” 等施工技术措施得当。

5.结语

向家坝地下厂房开挖通过选择合理的施工程序、控制爆破參数，成型良好，创造了等多个 “样板工程”。总结几点经验与建议：

5.1在不利地质条件下超大型地下厂房顶拱采用先开挖中上导洞后分两序先后扩挖到位的施工方法是可行的。但由于顶层开挖工期长达10个月，所以在能够保证安全、高质量、进度更快施工方案方面还应进一步探索和研究。

5.2岩锚梁开挖通过增加投入、精细化组织和管理，开挖成型优良。应建议将岩锚梁开挖高标准要求和工艺升级为国家级工法，各单位投标报价即可与之相适应，有利于工程总体进展和安全。

5.3高边墙开挖改变常规的“预留保护层，中部梯段拉槽施工技术”方式，调整为“边墙深孔预裂，全断面梯段开挖施工技术”，保证了高边墙开挖成型质量，加快施工进度，实施证明其施工程序、方法、爆破参数和工艺是合理的。

超大地下室结构 第4篇

关键词：地下工程,基坑,止水帷幕,降水

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参考文献

[1]JGJ 94-2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]冶金部建筑研究总院.CECS 22:90土层锚杆设计与施工规范[S].1991.

超长建筑地下室的结构无缝设计论文 第5篇

摘 要：文章结合某工程对超长地下室结构裂缝控制进行分析研究，并全面介绍该工程超长无缝设计及施工处理方法，希望为今后类似工程的设计提供参考。

关键词：超长建筑;无缝设计;裂缝控制

工程为某房产公司开发的住宅小区，设一层地下室，其建筑面积约14400m2，地下室长约190m，宽约115m，底板板厚300mm，外墙厚350mm，砼强度等级：墙、柱为C35;梁、板为C30，砼抗渗等级均为P6级。

1 裂缝成因分析

在建筑工程中，超长地下室外墙与底板裂缝的形成，是由多种因素所影响带来的收缩应力造成的。从已建成的建筑来观察，超长地下室底板裂缝呈现出：裂缝与地下室底板的长向垂直，同时，按一定的间距沿着长向分布的规律。文章将从收缩应力的角度对超长地下室底板及外墙裂缝产生的原理进行相应的分析。

超长地下室底板及外墙处在收缩变形的作用之下时，混凝土会产生从两端至中心的.位移趋势;这一趋势的产生，必然会受到地基土对其的约束，所以，底板的全载面会产生水平法向应力。通过工程实践可知，砼水平法向应力是造成底板垂直裂缝的主要应力，是设计的主要控制应力。同时，地基土对底板的约束作用，是沿着底板长向连续式的进行约束，所以，由端部至中心，混凝土底板载面上的水平法向应力，将随着地基土的约束而累积并增大，其最大值出现在底板截面的中心位置。当最大法向应力大于混凝土底板的抗拉强度时，底板中心位置将产生第一批垂直裂缝。底板开裂之后，每块底板的水平法向应力又将按相同原理进行分布，并产生下一批裂缝，如此继续下去。

2 补偿收缩砼抗裂原理

混凝土结构出现裂缝一般直接由砼干缩及温差引起，当地下室底板和外墙均采用普通砼时，干缩及温差均较大，容易产生裂缝。对于超长地下室砼结构，如果采用传统的施工方法，每隔30～40设置一条后浇带来解决砼的开裂问题，会导致施工工期延长，后浇带的清理及浇捣也非常麻烦，处理不好极易导致地下室渗漏，此外，后浇带不封闭，则需一直进行施工降水，也会导致工程费用增加。

3 无缝设计中采取的设计及施工措施

通过以上分析，本工程超长地下室的设计，即地下室砼采用膨胀混凝土，混凝土中掺入适量膨胀剂，同时每隔30m左右设置一条膨胀加强带，加强带内采用膨胀砼，膨胀剂掺量适当提高;此外，结合上部主楼设置膨胀后浇带，后浇带除上部主楼周边设置外，沿长度方向设置三条，沿宽度方向设置两条。膨胀后浇带及加强带具体做法如下：

3.1 膨胀后浇带。当前超长地下室混凝土结构的设计中，设置后浇带是常用的方法。它的主要作用是，将混凝土早期的收缩应力释放出来，减少混凝土的变形。后浇带设置间距通常在30～40m之间，设置于梁跨的三分之一位置，且应避免将其设置于大跨处。其宽度通常在800～1000mm之间，本工程采用800mm。后浇带内纵向受力钢筋处理方法一般有以下几种：(1)梁板钢筋都断开之后再搭接，此种方法会导致梁钢筋焊接、搭接处理困难，质量很难保证，易造成结构隐患;(2)梁板钢筋都不断开，施工方便，但钢筋会约束混凝土的收缩，进而影响后浇带的效果;(3)梁钢筋不断，板钢筋断开，这样能大量减小钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束，同时避免梁钢筋全部焊接、搭接的困难。后浇带经过跨的梁板配筋适当加大。

3.2 膨胀加强带。由于后浇带部分不可以和主体一起施工，给施工带来了：钢筋裁断之后需要焊接、搭接;后浇带两侧要设可靠的支撑;影响模板的周转、延长工期、使得施工和降水变得更加复杂，如果处理不当很容易留下隐患;后浇带混凝土的凿毛和清理麻烦等问题。本工程每隔30m左右设置一道膨胀加强带，带宽2m，两侧设密孔铁丝网，加强带外侧为普通膨胀砼，到加强带时改用大膨胀混凝土，设置加强带可以连续浇捣超长砼结构。此外，在加强带部位设置了附加钢筋。

4 设计措施

在设计时，应当注意一下几点：(1)材料选用：应按《混凝土膨胀剂》和《混凝土外加剂应用技术规范》的规定选择膨胀剂，其具体掺量应通过实验确定。(2)构造措施：合理提高超长地下室墙、板受力钢筋配筋率，墙、板受力钢筋应以细且密的原则设计，由于墙体的养护和施工易受外界温差的影响，很容易产生竖向的裂缝，所以，应以细且密的原则设计墙体水平筋。墙体水平构造筋之间的间距最好小于150mm，并应适当控制其配筋率，另外，墙的中部应当加密水平筋之间的间距。(3)混凝土的收缩率和其强度的等级成正比，所以，不能用等级太高的混凝土浇筑地下室，通常不能超过C40。地下室通常都选择自防水混凝土，应注意地下室底板及外墙的防水施工，设置多道防护线，在地下室的防渗漏方面也是很重要的。

5 施工措施

5.1 底板混凝土可选择90d或60d强度，来减少水泥的用量，降低混凝土的早期水化热。

5.2 确保膨胀剂的掺量准确。

5.3 如果施工条件充足，浇筑完混凝土之后，在其顶部可设水管慢淋对墙体进行养护，有良好的效果。

5.4 混凝土的振捣和布料应当按照施工规范进行，以保证混凝土振捣匀质、密实。

5.5 在完成地下室施工后，应当及时覆土回填，同时尽快做好墙体的围护结构。

5.6 在工程建设中，超长地下室的混凝土养护工作是非常重要的，只有采取保湿养护膨胀混凝土的方法，才能更好将其膨胀效应发挥出来。

6 结语

本工程控制地下室裂缝可分为“堵”和“疏”两种方法。以“堵”为主，控制裂缝的产生，对施工图进行优化，严格控制混凝土配合比，对混凝土的浇捣及养护严格把关;以“疏”为辅，在地下室适当部位设置后浇带，尽量减小混凝土约束应力的积聚，以达到控制裂缝发展的目的。

参考文献

[1] 游宝坤，李光明，王栋民.超长钢筋混凝土结构UEA无缝设计施工[J].建筑结构，(6)：21～23.

[2] 王钐瞪，工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，.

超大地下室结构 第6篇

关键词：地基沉降,地下结构,防水措施,渗透结晶

1 前言

自从20世纪80年代以来, 中国新型建筑防水材料得到迅速发展, 目前防水卷材以SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、三元乙丙防水卷材、CPE氯化聚乙烯防水卷材、PVC合成高分子防水卷材为主;防水涂料以沥青聚氨酯防水涂料、聚合物水泥基复合防水涂料、JS复合防水涂料、硅胶防水涂料为主[1]。

随着人们环境保护意识的逐步提高, 无机环保型防水材料应用范围越来越广, “水泥基渗透结晶型防水材料”已逐渐成为地下混凝土结构防水堵漏工程的主要新型防水材料[2], 并有相应的规范及技术规程, 明确了水泥基渗透结晶型防水材料的正确应用。

然而, 防水材料的选用, 首先应取决于被保护的结构及其所处的环境, 以及这种结构和环境的变化反过来对防水材料的耐久性、适应性要求, 因此, 在选择地下防水材料时, 首先应当考虑被保护的对象及其环境, 而非防水材料本身。

2 建设项目地基及地下空间构成

海峡国际会展中心建于河道冲积区的洲地上, 原地面高程介于-3.0～3.0米之间 (罗零高程, 下同) , 有河道及港汊通过, 在场地未平整之前, 江水涨潮高水位约在罗零高程5.3米, 高于原地面标高 (见图1) 。为了满足项目的防洪排涝安全和建设需要, 场地竖向标高确定为10.0～8.0米, 在短时间内 (3～5个月) 采用回填砂的办法使场地标高提升, 提升高度约为13.0～5.0米, 亦即在原状土上短期内增加了较大的堆积荷载, 致使下卧层土质发生变形沉降, 同时回填层也因密实度问题存在沉降, 这对地下空间的防水结构和防水材料的选择带来一定的影响。

根据项目的岩土工程勘察报告, 场地主要地层结构及岩性特征如图2所示。

从地质剖面图 (见图2) 可以看出, 该项目地基现状表层10～20米以下存在很厚的③淤泥质土夹细粉砂, 最大厚度达26.2米, 以及⑤淤泥质土夹细粉砂, 最大厚度达23.2米, 压缩模量都在2.5Mpa以下。众所周知, 在软土地基上, 受到地面较大堆载或天然地基上的大面积填土荷载时, 会产生不均匀地面沉降, 且大面积地面荷载产生的地基变形速度较缓慢, 沉降稳定时间较长;因此, 在短时间内完成项目建设, 对其地下空间的防水措施应予以充分的考虑。

3 地基变形对防水结构影响分析

地下室防水材料的选用与地下室的施工过程、地基形成、施工排水方式等有着一定的关系, 因此有必要对不同的地基状态进行分析, 有针对性地选用防水材料;我们主要讨论两种情况, 即一般开挖地基的地下室防水结构和基于高填方地基地下室防水结构, 现说明如下:

(1) 一般开挖地基地下室防水结构:绝大部分的地下室施工都是在现状地面的基础上进行开挖, 边坡采用基坑支护, 排水采用盲沟和集水坑的方式;在这种状态下基坑下部的地基土受到上部土方的开挖后的卸载而产生向上被动土压力的释放, 并受基坑外侧土压力的挤压产生向上的主动土压力;地下室边侧也因基坑开挖后产生向基坑内挤压的水平被动土压力释放和主动土压力, 其周边地基土在开挖后出现的应力状态如图3所示 (侧向和竖向被动土压力的释放) 。

在地下室结构的施工过程以及在地下结构施工完成之后, 地下室周边的各向地基土压力保持基坑开挖后的趋势, 且地下水也会产生向地下室结构方向挤压的水压力, 使地下室外围的附加防水层更加密切地向地下结构挤压, 对地下结构的防水保护具有一定的受益倾向。因此, 在空间较小的地下室 (主要是指与外围地基接触面积) 防水材料可以采用各种柔性防水卷材或防水涂料, 在这种环境下的, 任何防水材料在外围土压力和水压力的共同挤压作用下, 使防水附加层与地下室受力结构保持良好的连接关系, 有利于发挥附加防水层的积极作用。

(2) 基于高填方地基地下室防水结构:在高填方地基土上进行地下室施工时, 由于回填材料在回填过程中不能保证其密实度都能达到上部荷载作用下保持长期稳定, 也就是说回填土在地下室施工和今后一定时间内依然会存在下沉问题;如果原状土下卧层存在软土地基, 在上部大面积回填土的荷载作用下, 将会产生不均匀地面沉降, 且沉降速度较缓慢, 沉降稳定时间较长;因此, 高回填地基土在地下室结构施工过程和施工完成后一段时间内, 将依然产生向下沉降的趋势, 使得地基土与地下室结构产生剥离现象, 其地基土的受力状态出现如图4所示的情况, 这些地基的沉降变化及其应力状态将给地下附加防水层的稳定与安全带来不利的影响。

针对高回填地基的特点, 地基的沉降必将造成附加防水层与地下室结构之间有一定脱离影响 (见图5、图6) , 若防水材料采用防水卷材, 尽管其具有一定的柔韧性和延伸率, 但是如果地基沉降导致防水卷材的延伸量大于其容许值, 将会破坏卷材防水层的结构使之失去防水作用;若防水材料采用防水涂料, 在地下室结构下部的素混凝土垫层上涂刷防水涂料, 也会产生因地基土的沉降带动素混凝土垫层的沉降和龟裂, 使得防水涂料失去对地下室结构的防水作用。

因此, 基于高填方地基的地下空间防水材料的选用及其附加防水措施, 应充分考虑地基沉降带来附加防水层的有效性、安全性和可靠性。

海峡国际会展中心建于河道冲积区的洲地上, 除了回填材料自身密实过程中产生沉降之外, 还存在原状土在上部堆积荷载的作用下产生的沉降;此外, 地下室基础施工标高在0.5～3米之间, 施工期间的排水采用轻型井点降水, 井深18米, 其布置见图5, 井点降水历时3个多月, 在一定程度上又加速了地基土的沉降。对于超大地下空间而言, 附加防水层不因地基沉降而保持长期有效是至关重要的;因此, 如何选择正确的附加防水材料及其防水措施, 对高填方超大地下空间的防水具有重要的意义。

4 底板防水措施的比较与分析

建筑物地下空间结构基本上是采用钢筋混凝土结构, 因此, 在地下工程防水设计中首先考虑采用结构自防水技术[3][4], 其次再根据工程特性、地质状况、地下水类型等选择必要附加防水材料, 以期达到长久的防水效果。

近年来高聚物改性沥青类和合成高分子类防水卷材, 由于其材料在柔韧性、延伸率、铺贴牢靠等方面的突出优点, 因此在很多工程中得到应用[5]。

同时, 建筑防水涂料因其施工简单方便, 适用于任何形状的基面, 并可形成致密无缝的涂膜, 广泛应用于各种防水工程中并取得了迅速的发展[6]。

水泥基渗透结晶型防水材料是国外在渗透及反应概念的基础上发展出的新一类防水材料, 是以硅酸盐水泥、石英砂等为基材, 掺入活性化学物质组成的, 既可作为涂料使用, 也可直接掺入混凝土中形成本体结构防水, 它使用了具有催化作用的物质, 遇水就激活, 能促使水泥再产生新的晶体, 当混凝土中产生新的细微缝隙时, 一旦有水渗入, 只要活性物质存在又会产生新的晶体把水堵住, 所以具有自我修复能力[7][8]。

由于海峡会展中心地基是在短时间内填筑河滩地而形成的, 且地下室施工采用井点降水, 井深为18米持续时间约3个月, 底板素混凝土垫层完成30天时间内, 实测沉降量为2～4mm, 考虑到地基将进一步沉降对防水材料的功效有一定的影响, 经过综合分析与比较, 最终采用水泥基渗透结晶型防水材料。

为了尽可能减少水泥基母料在底板混泥土变形前的有效反应, 促使在混凝土后续变形中依旧具有反应、结晶的抗渗作用, 防水材料的施工采用干撒方法 (见图8) , 即在地板混凝土找平层和钢筋绑扎完成后, 再进行防水材料的施工, 铺撒厚度满足规范要求;在混凝土浇筑过程中, 由于上部钢筋的存在而使混凝土在防水材料上部产生滚压作用, 使得防水材料依旧均匀地与混凝土黏合在一起。

应用这一方法, 无论混凝土在浇筑初期以及在运行期产生的裂隙, 水泥基防水材料都会发挥防水作用, 不会因为地基土的沉降而导致附加防水层的失效。当然, 如果投资许可的情况下, 在实施水泥基防水材料之前增加一层自粘性防水卷材, 对整体附加防水会起到更加安全的效果。

5 侧墙防水措施与节点防水处理

海峡国际会展中心的地下室防水外墙墙体为250厚C35混凝土, 抗渗等级为S8;由于地下室外墙的外侧有一定作业空间, 而且侧墙混凝土先行浇筑, 因此防水问题较好解决, 主要考虑外侧回填土及其二次回填土的沉降对侧墙附加防水层的影响, 即主要考虑沉降对防水层的保护和防水层延续问题。

由于地下室外墙自防水混凝土可以先行浇筑, 考虑到与地下室底板防水的延续性, 因此侧墙防水也同样采用水泥基渗透结晶型防水材料, 采用外侧涂刷的施工方式, 外墙底部的防水涂料可以直接与底板外侧防水相连接, 形成完整的防水体系;考虑到回填土的沉降对防水材料的影响, 在其外侧布置一层聚苯板保护层, 外墙的整体防水结构见图9。此后, 地下水在压力的作用下向混凝土方向挤压, 使得水泥基防水材料中的活性化学物质, 在浓度梯度和压力差共同作用下, 渗透到混凝土内部与其他成份发生化学反应, 生成不溶于水的结晶体, 密封混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝, 起到阻水、防水作用[8]。

同样, 节点防水处理对于整体防水也是极端重要的, 这里主要讨论施工后浇带、桩端连接、穿墙管, 当然还有施工缝、结构断缝的防水处理等。各节点的防水处理祥见图10说明。

6 结束语

基于高填方超大地下室空间的结构防水而言, 由于在短期内存在较大的地基沉降。若采用防水卷材将有可能会因为地基沉降使其变形超过容许值, 造成附加防水层失效;同时, 在超大空间的地下结构施工中, 排水设施的存在与封堵、钢筋铺设等对防水卷材容易造成破损, 因此其保障率将会受到影响。

若采用沥青基、聚合物改性沥青基、合成高分子类的防水涂料, 要实现迎水面防水就得涂刷在素混凝土垫层上, 由于地基的下沉将带动素混凝土垫层与底板结构层的剥离, 从而失去对主体混凝土结构的防水作用。

因此, 基于高填方超大地下室空间的结构附加防水, 首先应充分考虑地基沉降对附加防水层的有效性、耐久性和可靠性的影响, 其次是考虑防水材料的选用, 再者是考虑防水材料的施工工艺, 从而确保附加防水层的安全可靠。

在海峡国际会展中心项目的地下超大空间结构中, 采用无机的水泥基渗透结晶型防水材料, 并使用干撒方式铺洒在混凝土垫层上, 与随即浇筑的混凝土融合在一起, 使附加防水层与主体结构层紧密地联系在一起, 使水泥基防水材料始终与混凝土结构保持紧密的防水作用。

诚然, 水泥基渗透结晶型防水材料是近年来引进的无机防水材料, 对其真实性能与机理的认识还有一定差距, 而且, 国内市场上也有不少同类产品, 其质量与性能指标也存在参差不齐, 因此, 在实际项目的应用中, 应当保证其性能优异和价格合理, 更重要的是职业道德操守与公平公正的市场行为, 切实维护地下结构防水的长久有效。

参考文献

[1]沈春林.国内外防水材料的现状与发展概况[J].工业建筑, 2000, (9) :1~5.

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[3]贺行洋, 刘月亮等.防水混凝土设计原则及配制技术途径[J].新型建筑材料, 2008, (9) 59~61.

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[5]牛慧.新型防水材料的选用及应注意的问题[J].潍坊学院学报, 2008, (3) :116~118.

[6]余剑英, 孔宪明.中国建筑防水涂料的现状与发展[C].第三届中国防水技术与市场研讨会2003 China Waterproofing Technology&Market, 2003.21~31.

[7]郝吉武, 杨治伟等.水泥基渗透结晶型防水材料的研究进展[J].佳木斯大学学报, 2008, (7) :493~496.

超大型地下汽车库交通设计探讨 第7篇

现在超大型建设项目越来越多, 项目规模越大, 与之配套的停车数量也就越多。我国现行的JGJ 100—98汽车库建筑设计规范和GB 50067—97汽车库、修车库、停车场设计防火规范, 对于大于500辆的汽车库, 除了要求必须设置3个出入口外, 没有其他规定。各地只有浙江省出台过大于500辆汽车车库的规定。该规定仅对车库出入口的个数有描述, 很难对设计进行指导。笔者查阅了一些超大型汽车库的设计文件, 发现很多设计只是将小型汽车库的内容以“阵列”方式“堆”出一个超大型汽车库。设计者并没有意识到交通设计不到位所产生的危害。至于超大型汽车库的人防、防火等安全问题, 暂不在本文探讨范围。

笔者曾参与河南省一个约5 000辆地下汽车库项目的设计。该项目规模庞大, 建筑面积达22万m2, 给笔者留下了深刻的印象。下面结合该项目, 谈一下超大型地下汽车库的交通和功能流线设计的体会。

1 5 000辆汽车的尺度

按照小型车停车位尺寸3 m×6 m计算, 将5 000辆小型车一字排开, 有30 km长。5 000辆小型车以时速5 km驶过地面坡道出口需要6 h。假设每辆车在收费口停留5 s且单向行驶, 5 000辆车全部驶离车库约需13 h。在墙、柱、行车道、设备用房等都没有特殊要求的情况下, 按照传统方式设计一个车位约需30 m2~35 m2, 5 000辆汽车大约需要建筑面积为15万m2~17.5万m2。

2 影响车库交通设计的因素

2.1 基地周边规划环境

基地周边环境和相关部门的要求决定了基地出入口个数和位置, 从而决定了基地干道的分布、走向和宽度, 以及高峰时段基地的车流方向。基地周边环境还影响着基地内各个单体的性质、规模和位置, 进而影响到地下车库的范围与规模。反之, 5 000辆超大型汽车库出入口高峰时段有大量汽车通行, 也影响着基地主次干道的布置和地上建筑单体的布局。

2.2 基地总平面布置

基地总平面布置是影响车库交通的一个重要因素。为了减少车库对基地的不良影响, 车库出入口一般靠近基地出入口, 并避开对噪声敏感的建筑;垃圾车通道应避开餐饮等对卫生要求高的建筑;地上停车位应与地下车库结合设计;无障碍车位应方便轮椅进出;工程车等大型车辆应设置专用出入口。

2.3 物业管理方式

物业管理方式也是影响车库交通的一个重要因素。比如5 000辆车位中哪些是物业使用的, 哪些用于出租, 哪些用于出售。出租车位哪些是按年出租, 哪些是按月租, 哪些是临时停车。有的车位高峰时段长期租给一方, 等到夜间转租给专门夜间使用的客户。通过物业管理对车道和出入口进行划分, 比如哪些出入口是免费的, 哪些出入口是收费的, 哪些出入口供工程车等大型车辆通过, 垃圾车走哪些车道, 哪些出入口供物业使用等。为了减少车辆在收费口的滞留时间, 是否安排部分车辆先柜台交费再出车等。对物业管理做预见性的框架设计, 这样即便将来车库发生变化, 只要不脱离框架, 都可从容应对。

3 将地下城的概念引入地下车库的交通设计

当建筑规模大到一定程度时, 建筑就会出现一些小城市的属性。有人说:“某大学校园就像一个小城市”, 其实该大学校园除了教学以外, 还增加了很多城市的属性。它融入了工作、生活、商业和娱乐等诸多因素。当车库规模大到一定程度时, 也会出现一些小城市的属性。我们把车库道路像城市道路那样分成主干道、次干道和支路。当地下车库发生堵车时, 也可像城市道路那样利用支路进行车辆分流。占地下车库九成以上的普通车位也像住宅小区和组团那样进行划分。大型工程车车位、垃圾车和特种车车位等相当于城市里的工业区, 这样可减少干扰, 方便管理。

JGJ 100—98汽车库建筑设计规范规定不超过500辆的车库需设2个出入口, 超过则需设3个出入口。我们把不超过500辆的停车位设置成一个“停车区”, 每个停车区相当于一个设有2个车行出入口的车库 (人员出入口另计) 。这样整个地下车库就由若干停车区组成。停车区之间以次干道连通并由次干道汇集到主干道上。在停车区内部, 其道路 (相当于支路) 按照汽车库规范要求的宽度、转弯半径等设计, 做法与普通的小型汽车库一致。笔者参与的超大型地下车库分为两层, 在基地四角各设置了1个单向双车坡道联通上下两层, 每层建筑面积约11万m2。两层共分为12个区, 其中10个是不超过500辆的停车区, 剩下2个分别是商业区和物业办公及设备用房区。每个区的边界同时也是防火分区和防烟分区的分界线。在此基础上, 每个区内部再各自划分防火分区和防烟分区。

4 影响地下车库车辆疏散时间的其他因素

4.1 汽车出入口的个数

出入口个数太少会导致高峰时段车辆阻塞。由于每个出入口都要占用大量的坡道面积, 都要配置管理人员、管理用房和排水设施等, 所以出入口也非越多越好。笔者接触的超大型汽车库仅设有10个车行出入口。

4.2 车行出入口的位置

车辆出入口位置是否合适, 对减少车辆进出车库的时间至关重要。车库出入口应设在方便车流疏散且对地面建筑干扰小的位置, 多靠近基地出入口。车库出入口受多种因素影响, 须经多方案比较论证后确定。

4.3 道路宽度和运行方式

在满足规范要求的前提下, 道路宽度是可以经过计算得出的量化值。当道路满足不了汽车通过量时, 可以用局部增加道路宽度 (或车道数) 的方法来调整。车库道路多采用单向行驶的方式, 这样可以有效地减少堵车。

4.4 收费口通过时间

汽车收费出入口多采用“一杆一车”、刷卡或现金支付的模式, 一般需要滞留3 s~10 s。收费点是车库交通的最大瓶颈。一旦收费口产生阻塞, 会导致部分车辆逆向开往其他出口, 从而造成更大的阻塞。为了缓解该瓶颈的交通压力:

一是可以调整部分车辆的使用时间, 尽量避开上下班高峰时段;

二是部分采用月付费或营业厅付费再上车等方式;

三是使用激光扫描等先进付费方式。

4.5 汽车在地下车库的行驶速度

经调查, 地下车库主干道的行驶速度约20 km/h (5.6 m/s) , 次干道的行驶速度约为10 km/h (2.8 m/s) , 支路的行驶速度约为5 km/h (1.4 m/s) , 汽车在干道拐弯和坡道的行驶速度约10 km/h (2.8 m/s) , 在坡道拐弯的行驶速度约5 km/h (1.4 m/s) 。以上行驶速度是后文计算车库通行能力的重要数据。

5 通过精确计算, 消灭堵车

道路基本通行能力是单位时间内在单车道上, 车道断面通过的最大车辆数, 用公式表示:N=1 000v/L0 (辆/h) 。其中, L0为最小车头间距;v为行车速度。

在遇到突发状况时, 最小车头间距即L0=Vt+L安+L车。其中, V为车速;t为制动过程行驶时间, 包括驾驶员看到车和做出反应的时间, 根据经验一般为1.2 s~2 s, 因地下车库车速较慢, 制动时间取1.2 s;L安为车辆安全距离, 取1 m;L车为车辆长度, 取5 m。

具体计算分支路, 次干道和主干道三种情况:

支路基本通行能力:

行驶速度为5 km/h (1.4 m/s) , 最小车头间距L0=Vt+L安+L车=1.4×1.2+1+5=7.68 m。其基本通行能力为N=1 000×5/7.68=651辆/h。

次干道基本通行能力:

行驶速度为10 km/h (2.8 m/s) , 最小车头间距L0=2.8×1.2+1+5=9.36 m。

基本通行能力N=1 000×10/9.36=1 068辆/h。

主干道基本通行能力:

行驶速度为20 km/h (5.6 m/s) 。最小车头间距为L0=2.8×1.2+1+5=12.7 m。

基本道路通行能力N=20×1 000/12.7=1 575辆/h。

道路可能通行能力是指考虑到道路多车道和交通条件的影响, 对道路基本通行能力进行修正后的通行能力, 是道路所能承担的最大交通量。地下车库几乎没有非机动车和行人通行的干扰, 其行驶环境比地面道路较为理想, 所以对通行能力的折减一般仅考虑车道宽度和多车道系数的折减, 详见表1。

当单向车道数多于一条时, 设计通行能力应予以折减。折算系数如表2所示。

以笔者参与的地下车库为例, 其道路是单向双车道, 车道宽3.25 m。其可能通行能力公式:N可能=N×K宽度×K车道数。

1) 时速5 km时, N可能=651×0.96×1.89=1 181辆/h;2) 时速10 km时, N可能=1 068×0.96×1.89=1 938辆/h;3) 时速20 km时, N可能=1 575×0.96×1.89=2 858辆/h。

计算出各种车道可能通行能力后, 再计算和调整地下车库高峰时段关键部位的疏散时间。

1) 每个停车区有两个支路出入口, 一进一出, 500辆车需要500/1 181辆×60=25.4 min, 即可全部驶入或驶出。

2) 5 000辆车通过10个停车区的20个次干道连接口通向主干道, 十进十出, 需要5 000/10/1 938辆×60=15.5 min。

3) 主干道通向10个出入口, 上班高峰时段九进一出 (即使上班高峰也难免有逆行车辆, 为防止逆行造成混乱, 保留1个出口供车出行) , 5 000辆车需要5 000/9/2 858辆×60=11.67 min, 即可全部驶入或驶出。

4) 地下2层联通地下1层的2 500辆车通过4个弧形坡道, 上班高峰时段三下一上, 需要2 500/3/1 181辆×60=42.35 min。

5) 如10个出入口不用等候, 上班高峰时段九进一出, 5 000辆车需要5 000/9/1 938辆×60=17.2 min。

6) 如每辆车在收费口停留5 s, 5 000辆车需要5 000/9×5/60+17.2=63.5 min。

综上所述, 在不考虑空车位、部分高峰时段仍停在车库的车辆 (包括物业用车和工程车等) 的情况下, 5 000辆车全部驶入或驶出车库收费口需63.5 min, 收费点成为车辆行驶的第一大瓶颈。第二大瓶颈是4个地下2层连接地下1层的弧形坡道 (需42.35 min) 。我们以将出入口通行时间缩短到第二瓶颈的42.35 min为目标。为此把需要停留5 s的收费车设为X辆, 则:5X/9+3 600X/9/1 938+3 600× (5 000-X) /9/1 938=2 541 s (即42.35 min) , 得出X=2 716辆。因此, 出售、物业使用、按月交费、营业厅交费的车位总数应安排为5 000-2 716=2 284辆。假如再压缩第二大瓶颈的通过时间, 则必须增加通向地下2层的车道宽度、车道数量甚至于增加坡道数量, 这样做, 成本将大幅提高。

虽然车辆等待最长时间42.35 min还有些长, 安排2 716辆普通收费车也未必一定能做到面面俱到。但是只要在设计中按照上述计算方法从解决瓶颈入手, 设计者便可根据建设方的需求, 通过调整出入口个数、车道宽度、车道数、车位属性、付费方式、物业管理办法等, 得出最优化的解决方案。希望笔者对超大型地下汽车库的交通和功能流线设计的点滴经验, 对超大型地下汽车库设计难点提供参考。

摘要：以某地下汽车库项目 (约5 000辆) 为例, 将地下城的概念引入设计中, 对超大型汽车库的交通和功能流线组织进行了深入分析和探讨, 并对超大型地下汽车库设计难点作了研究, 以供参考。

关键词：超大型汽车库,交通,地下城,设计

参考文献

[1]JGJ 100—98, 汽车库建筑设计规范[S].

[2]GB 50067—97, 汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].