不同柱跨與設(shè)計(jì)水位影響下的地下室經(jīng)濟(jì)性分析

鄭鎮(zhèn)源

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院 廣東廣州 510060）

前言

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中接觸較多的是主體建筑工程費(fèi)中基礎(chǔ)的造價(jià)及結(jié)構(gòu)造價(jià)。在每個(gè)項(xiàng)目開(kāi)啟不久，都需要對(duì)工程的造價(jià)進(jìn)行估算，免不了需要做些經(jīng)濟(jì)性的方案比選，下面本人就設(shè)計(jì)中遇到過(guò)的工程，針對(duì)不同的地庫(kù)柱跨以及不同的工程條件（計(jì)算水頭）所做的工程造價(jià)進(jìn)行比較。

1 正文

在房地產(chǎn)發(fā)展較為成熟的今天，較為常用的地庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)形式主要有普通梁板框架、無(wú)梁樓蓋、和大板加腋三種形式，目前空心樓板形式亦逐漸在被應(yīng)用，但由于施工控制點(diǎn)較多且麻煩，一般僅用于有特殊要求的空間結(jié)構(gòu)。本文中主要針對(duì)地庫(kù)設(shè)計(jì)中幾個(gè)建筑要點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，其中涉及到普通梁板結(jié)構(gòu)和無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)兩種形式，分析的因素：地庫(kù)柱距、設(shè)計(jì)水位。

1.1 地庫(kù)柱距

地庫(kù)的柱距需要考慮地庫(kù)車輛的擺放，盡量不造成空間上的浪費(fèi)，常規(guī)的地庫(kù)柱距有以下幾種布置形式：Ⅰ型（7.8m×8.1m）、Ⅱ型（5.4m×5m/6.1m）、Ⅲ型（7.8m×5m/6.1m）。

圖1

1.2 工程設(shè)計(jì)條件

（1）地下室為兩層，結(jié)構(gòu)層高分別為3.7m（負(fù)一層）、3.5m（負(fù)二層）；

（2）頂板按照梁板式考慮，負(fù)一層板采用無(wú)梁樓蓋，底板為防水板；

（3）地下室頂板覆土按照1.5m考慮；

（4）水頭按5m和9m兩種情況分別考慮；

（5）地面活載取4kPa，不考慮消防車荷載，裝修層按照100mm考慮，其余荷載按照規(guī)范取值；

（6）基礎(chǔ)采用管樁，單樁承載力特征值分別為φ600（2800kN），φ500（2000kN），樁長(zhǎng)按40m考慮（暫不考慮樁的抗拔）；

（7）使用材料：鋼筋使用HRB400；混凝土C35；

（8）材料綜合單價(jià)按如下考慮：

φ600管樁-317元/m，φ500管樁-238/m，鋼筋-5700元/t，混凝土-520/m3；

（9）工程選址考慮在中山或南沙這類軟弱土層較厚的地方。

2 設(shè)計(jì)過(guò)程

本工程首層按照梁板式設(shè)計(jì)，有利于提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，負(fù)一層板因可不考慮結(jié)構(gòu)抗震，采用無(wú)梁樓蓋形式相對(duì)節(jié)省工程成本。本工程采用YJK計(jì)算軟件（盈建科建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件）中的多、高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元模塊和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。為減弱邊界效應(yīng)的影響，擴(kuò)大計(jì)算的平面面積，Ⅰ型x向10跨，y向8跨（10m×7.8m、9m ×8.1m），Ⅱ型x向14跨，y向13跨（14m×5.4m、8m×5m/5m×6.1m），Ⅲ型x向10跨，y向 13跨（10m×7.8m，8m×5m/5m×6.1m）；計(jì)算的單層面積：Ⅰ型5686.20m2，Ⅱ型5329.80m2，Ⅲ型5499.00m2。上部結(jié)構(gòu)嵌固端取在基礎(chǔ)面。

依據(jù)工程條件及設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行受力分析，合理選用構(gòu)件截面并進(jìn)行構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)如表1所示。

承臺(tái)尺寸中“（2φ500）”表示承臺(tái)為兩樁承臺(tái)，樁直徑為500mm。其中，除Ⅲ型選用φ600直徑的管樁，其余均選用φ500管樁，單樁承載力特征值分別為 2800kN（φ600）、2000kN（φ500）。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 結(jié)構(gòu)成本分析

對(duì)工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以下為匯總的工程量表2。

由表2可看出，除樁部分外，無(wú)論是鋼筋含量還是混凝土含量，變化規(guī)律均為Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型，亦即常用的7.8×8.1柱跨布置的地庫(kù)在結(jié)構(gòu)成本上其實(shí)是最浪費(fèi)的，小柱跨5.4m×5m/6.1m布置的地庫(kù)，相對(duì)7.8×8.1柱跨的地庫(kù)，5m水頭的條件下，單方鋼筋含量上相對(duì)節(jié)省18.74kg，混凝土相對(duì)節(jié)省0.08m3的量；9m水頭的條件下，單方鋼筋含量上相對(duì)節(jié)省14.15kg，混凝土相對(duì)節(jié)省0.09m3的量。

對(duì)結(jié)構(gòu)造價(jià)進(jìn)行計(jì)算和匯總，考慮到混凝土價(jià)格及鋼筋價(jià)格隨市場(chǎng)變化較大，因此下表僅供參考，如需分析此時(shí)工程的造價(jià)，可按照新的市場(chǎng)單價(jià)套入計(jì)算：

由表2可知，結(jié)構(gòu)部分，5m水頭條件下，Ⅱ型單方造價(jià)為Ⅰ型的0.772倍，Ⅲ型單方造價(jià)為Ⅰ型的0.855倍；9m水頭條件下，Ⅱ型單方造價(jià)為Ⅰ型的0.821倍，Ⅲ型單方造價(jià)為Ⅰ型的0.897倍。因樁的長(zhǎng)度及數(shù)量受地質(zhì)影響比較大，本表經(jīng)濟(jì)分析的數(shù)值與結(jié)論較為是和軟土地基較深的工程，故在此不做討論，列出僅為相似工程作為借鑒可用。

3.2 對(duì)其它因素的影響

不同的水頭、柱跨條件，地庫(kù)車位、結(jié)構(gòu)的尺寸均有所變化，結(jié)構(gòu)尺寸變化的同時(shí)也對(duì)土方開(kāi)挖、基坑支護(hù)的工程量造成影響，以下對(duì)車位數(shù)、土方開(kāi)挖、基坑支護(hù)的影響上進(jìn)行分析。

從表1中可看出，以Ⅰ型為基準(zhǔn)，Ⅱ型地庫(kù)結(jié)構(gòu)高度較Ⅰ型減少0.36m，Ⅲ型地庫(kù)結(jié)構(gòu)高度較Ⅰ型減少0.19。對(duì)應(yīng)的，土方工程中，若土質(zhì)為普通填土（30～60 元/m）3，Ⅱ型較Ⅰ型單方成本降低 10.8～21.6 元/m2，Ⅲ型較Ⅰ型單方成本降低 5.7～11.4 元/m2；若土質(zhì)為淤泥（40～75 元/m3），Ⅱ型較Ⅰ型單方成本降低14.4～27元/m2，Ⅲ型較Ⅰ型單方成本降低7.6～14.25元/m2；若土質(zhì)為石（60～95元/m2），Ⅱ型較Ⅰ型單方成本降低 21.6～34.2元/m2，Ⅲ型較Ⅰ型單方成本降低11.4～18.05元/m2。以基坑支護(hù)單價(jià)為1600元/m（2以支護(hù)面計(jì)算），Ⅱ型較Ⅰ型單方成本節(jié)省576元/m2，Ⅲ型較Ⅰ型單方成本節(jié)省304元/m2。

地庫(kù)柱距的不同，在設(shè)計(jì)的面積上對(duì)車位進(jìn)行布置，單層4520m2范圍可布置的車位數(shù)為：Ⅰ型216個(gè)，Ⅱ型208個(gè)，Ⅲ型216個(gè)，可見(jiàn)Ⅰ型和Ⅲ型更加有利于布置車位。假設(shè)10萬(wàn)/個(gè)車位，Ⅱ型布置的地庫(kù)收益較另外兩種布置形式的地庫(kù)，單方會(huì)減少147元/m2的效益；若15萬(wàn)/個(gè)車位，單方會(huì)減少220.05元/m2的效益；若20萬(wàn)/個(gè)車位，單方會(huì)減少294元/m2的效益。

4 結(jié)語(yǔ)

工程涉及的工種較多，本文僅列出幾個(gè)影響較大的幾項(xiàng)進(jìn)行分析，在適合布置地庫(kù)的三種柱距中，柱距較小的Ⅱ型，對(duì)結(jié)構(gòu)造價(jià)、土方工程造價(jià)、基坑支護(hù)造價(jià)均有所節(jié)省；相對(duì)的，柱距較密，樁富裕的量較多，因此對(duì)樁工程的造價(jià)會(huì)有所增加，整體的造價(jià)依然是最省的；但在車位數(shù)上，小柱跨的Ⅱ型布置導(dǎo)致車位數(shù)減少，由此帶來(lái)的車位效益損失也較大，以此方向考慮，Ⅲ型的布置較為適合地庫(kù)布置，總的造價(jià)較Ⅰ型布置的少，同時(shí)還保證了車位的效益，開(kāi)發(fā)過(guò)程中可作為保守策略考慮；設(shè)計(jì)水位較高，9m計(jì)算水頭的工程較5m計(jì)算水頭的工程，單單地庫(kù)結(jié)構(gòu)部分就會(huì)增加6～14%的造價(jià)，Ⅱ型受影響最小，Ⅲ型最大；另外，本工程還可做優(yōu)化，可將頂板按照無(wú)梁樓蓋設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)周邊2-3跨依然按照梁板式結(jié)構(gòu)布置，既保證了結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，同時(shí)也可節(jié)省頂板部分的造價(jià)。

工程造價(jià)的影響是多方面的、綜合的、既是可控也是難控的，只有前期做好更多的綜合性分析，才能從大的層面上把工程造價(jià)控住。由于工程地質(zhì)的復(fù)雜性，本文所列的地下部分（樁基礎(chǔ)）影響并不具有代表性，在實(shí)際工程中，應(yīng)以實(shí)際工程地質(zhì)分析為準(zhǔn)。

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