廣州南鐵路新客站汽車客運(yùn)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

都 興 利

(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510010)

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廣州南鐵路新客站汽車客運(yùn)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

都 興 利

(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510010)

結(jié)合廣州南鐵路新客運(yùn)站工程實(shí)例，從地基基礎(chǔ)、地下空間頂板、地下室外墻、繞行車道等方面，闡述了該客運(yùn)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并探討了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

客運(yùn)站，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，地下室，繞行車道

1 工程概況

廣州鐵路新客站汽車客運(yùn)站位于番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)廣州南站東廣場的南北兩地塊，總用地面積為31 838 m2。根據(jù)《關(guān)于送審建筑設(shè)計(jì)方案的復(fù)函》(穗規(guī)函[2011]3752號)的意見，本次建設(shè)為北地塊部分的汽車客運(yùn)站工程，即客運(yùn)站一期，用地面積為15 952 m2。本地塊西南面毗鄰廣州南站及其車行匝道，西北面為石壁南一路，東南面為廣州火車南站東廣場，東北面為規(guī)劃路及規(guī)劃文化用地。

廣州鐵路新客站汽車客運(yùn)站一期總建筑面積為23 319.4 m2，其中，地上建筑面積為543.1 m2，地下建筑面積22 776.3 m2，地下2層，地面僅設(shè)置建筑出入口及設(shè)備通風(fēng)口。本工程結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為一級。抗震設(shè)防烈度為7度，地震分組為第1組，基本加速度值為0.10g，場地類別為Ⅱ類，按7度抗震構(gòu)造措施設(shè)防。本工程框架結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，客運(yùn)站筏基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級。外圍繞行車道樁基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級,客運(yùn)站效果圖見圖1。

2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

廣州南汽車客運(yùn)站位于南站北路旁。地貌單元屬珠江三角洲沖洪積平原地貌單元，地面較平坦。該區(qū)地層按地質(zhì)成因依次分為：①(Qml)第四系素填土層；②-1,②-2,②-3(Qal+pl)沖積—洪積土層；⑤(K)泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化層；⑥(K)泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化層；⑦(K)泥質(zhì)粉砂巖微風(fēng)化層。

客運(yùn)站主體地下2層，地下室開挖深度為-15.2 m。開挖基坑后，地下室底板大部分位于⑤強(qiáng)風(fēng)化層或⑥中風(fēng)化、⑦微風(fēng)化。由于本工程為純地下室結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平均荷載不大于400 kN/m2。且荷載分布較為均勻，適合采用天然地基基礎(chǔ)。因廣東地區(qū)地下水位較高，客運(yùn)站依靠自身重量不足以滿足抗浮要求，需增設(shè)抗浮錨桿。

客運(yùn)站繞行車道因?yàn)樗诘貕K使用需要，沿車道行車方向板底標(biāo)高呈拋物線分布，造成板底地質(zhì)條件較為復(fù)雜。車道兩端標(biāo)高較高板底土層為松散的填土層①、稍密的細(xì)砂層②-1、流塑(軟塑)狀態(tài)的淤泥(淤泥質(zhì)土)，車道中段標(biāo)高較低板底已進(jìn)入泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層和微風(fēng)化層。從安全及經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，采用樁基解決場地地質(zhì)條件差別較大的問題。避免后期在使用過程中因不均勻沉降而造成結(jié)構(gòu)安全問題。

2.2 純地下空間的頂板設(shè)計(jì)

1)首層大面積開洞。

本工程為下沉式汽車站，平面尺寸為130 m×117 m。停發(fā)車位置均設(shè)置在-1層，為滿足地下室采光及車道換氣等使用要求。地下室頂板需要大面積開洞，從而給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出很大的挑戰(zhàn)。

其次，因-1層行車需要，在車道上方出現(xiàn)3條跨度超20 m的人行通道，通道凈跨長達(dá)30 m(如圖2所示)，在豎向力及自重的作用下其自身的撓度變形控制成為一個難點(diǎn)(如圖3所示)，在這幾個人行通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁的做法，較好地控制了因長度而造成的撓度及裂縫問題。預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的特性，能提高鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有構(gòu)件截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料省(可節(jié)約鋼材40%～50%,混凝土20%～40%)。

再次，左開洞范圍集中于擋土墻相鄰一跨，此做法導(dǎo)致原整層分擔(dān)的水平推力集中由擋土墻及其相鄰一跨承擔(dān)，而在左側(cè),軸所在的通道成為擋土墻與主體建筑連接的唯一結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得天橋本身承受巨大的水平推力，因此此構(gòu)件需按壓彎構(gòu)件來考慮其受力情況，為保證其安全性對天橋部分做如下處理：a.增加與天橋相鄰跨的梁柱截面，盡可能分擔(dān)其水平。b.在高度無法增加的情況下，增大天橋主受力梁截面。c.將天橋梁按水平撐桿考慮，增加預(yù)應(yīng)力筋。d.加密水平聯(lián)系梁使4條主梁形成一個受力整體。

2)地下室溫度變化引起的脹縮變形，本工程因?yàn)橄募臼┕?，所以在溫度?jì)算上采用基準(zhǔn)溫度35 ℃，升溫18 ℃，降溫35 ℃進(jìn)行溫度應(yīng)力計(jì)算?？紤]建筑使用、止水防滲、保溫隔聲等功能的影響，混凝土樓面不設(shè)縫，首層大面積開洞也會導(dǎo)致的局部應(yīng)力集中等不利因素更增加了設(shè)計(jì)的難度。

為解決此難題本工程采取了以下措施：a.采用多套軟件復(fù)核的做法取長補(bǔ)短盡可能反映出真實(shí)的溫度受力情況。對局部應(yīng)力集中位置進(jìn)行加強(qiáng)。b.樓面較危險(xiǎn)構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁，施加預(yù)應(yīng)力以提高受力性能、抗裂性能和減小撓度。c.加強(qiáng)大開洞邊樓板厚度及配筋，避免局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的樓板開裂。

2.3 地下室外墻設(shè)計(jì)

1)地下室層高較高的問題：

客運(yùn)站主體地下2層，地下室深度為-14.2 m，單層層高達(dá)到7 m。側(cè)壁承受土壓力及水壓力的跨度較大，在上文中所提及的首層在臨近地下室外墻處的大面積開洞也影響整體的穩(wěn)定導(dǎo)致地下室外墻變形增大，提高了設(shè)計(jì)難度(見圖4)。

同時(shí)在-1層的擋土墻側(cè)也有大面積開洞使墻體的總高度由原來7 m增加到14 m，為解決此難題，本工程做了如下處理：a.在加強(qiáng)擋土墻及相鄰一跨的前提下，在-1層開洞的適當(dāng)位置增加水平支撐，在條件允許的情況下將水平支撐外延使梁端部接觸現(xiàn)有的基坑壁，使水土壓力能直接通過水平梁盡可能的傳遞到-1層的整體梁板處。b.在-1層標(biāo)高所在的剪力墻位置加強(qiáng)圈梁設(shè)置使水土壓力盡量傳遞到兩側(cè)扶壁柱上。c.在變形最大的位置設(shè)置扶壁柱。通過以上措施將變形控制在規(guī)范允許范圍。

2)工程周邊情況復(fù)雜導(dǎo)致在水、土壓力的計(jì)算上出現(xiàn)比較多的工況：

本工程除南邊市政道路，東邊火車南站，此兩側(cè)情況比較穩(wěn)定外，西側(cè)及北側(cè)均為待建地塊，且與本工程用地紅線基本相鄰。導(dǎo)致在模型計(jì)算中須區(qū)分西側(cè)無土、北側(cè)無土、西北均無土及四周均有土等4種不同工況取其包絡(luò)。

2.4 繞行車道設(shè)計(jì)復(fù)雜

因?yàn)槔@行車道借用新中軸公司的地下空間地塊，為使地下空間能夠聯(lián)通，繞行車道被設(shè)計(jì)成為獨(dú)立體系的隧道式結(jié)構(gòu)且沿車道行車方向標(biāo)高呈拋物線分布(見圖5)。最深處覆土厚度達(dá)6 m。

本地塊尚未動工且存在動工的意向，因此在水土壓力計(jì)算上存在與上文相同情況，在模型計(jì)算中需區(qū)分內(nèi)側(cè)無土、外側(cè)無土、兩側(cè)均無土及兩側(cè)均有土等4種不同工況取其包絡(luò)。從安全及經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，在與各方面協(xié)調(diào)并經(jīng)過縝密的計(jì)算后提出利用現(xiàn)有對頂式基坑支護(hù)作為抵抗水平力永久結(jié)構(gòu)構(gòu)件的，節(jié)省成本。

3 結(jié)語

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中遇到諸多情況，如:

1)首層大面積開洞；2)周邊地塊建筑結(jié)構(gòu)形式的不確定性，施工及使用時(shí)間的不確定性；3)溫度作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重大影響；4)地下室局部層高較高等。

考慮到本工程的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中模擬了多個工程狀態(tài)，采用了多個分析軟件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，力求使本工程結(jié)構(gòu)達(dá)到安全、適用、經(jīng)濟(jì)。

[1] 徐榮年,徐欣磊.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2] 徐 建.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見及疑難問題解析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

The structure design summary of automobile passenger station of railway new passenger station south Guangzhou

Du Xingli

(GuangdongArchitecturalDesignInstitute,Guangzhou510010,China)

Combining with the railway new passenger station engineering south Guangzhou, from the foundation, underground space roof, basement outer wall, detouring lane and other aspects, elaborated the structure design method of the passenger station, and discussed the economic and technical index of structure design, so as to realize the safety and economy of structure.

passenger station, foundation design, basement, detouring lane

1009-6825(2017)13-0044-02

2017-02-15

都興利(1977- ),女

TU318

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