沈嘉琦
(銀川建發(fā)園林景觀工程有限公司,銀川 750000)
目前國內(nèi)關(guān)于地下車庫頂板荷載優(yōu)化計(jì)算方面的研究主要集中于結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制方法等問題上,也有很多學(xué)者對(duì)國外同類產(chǎn)品進(jìn)行分析對(duì)比,并做出相應(yīng)改進(jìn)和創(chuàng)新,涉及多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù),比如:地面結(jié)構(gòu)、頂板荷載量計(jì)算、景觀小品及建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)。為提升空間利用率,通過計(jì)算各層空間內(nèi)所需最大載荷及最大剪力來確定其最佳高度,根據(jù)頂梁和底板尺寸選擇合適材料,合理組織施工順序與場(chǎng)地布置等措施來優(yōu)化施工技術(shù)。
頂板的受力特性是指在同一個(gè)高度下,地下車庫內(nèi)各層之間存在著相互聯(lián)系和相互作用。地下車庫頂荷載與土體力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式及施工方法等因素有關(guān),與地面水平位移、垂直方向和豎直方向上均有一定規(guī)律性。在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)之前要考慮不同類型的頂板、坡度大小、沉降量、地基條件是否滿足要求、頂板的穩(wěn)定性及抗滑移性能等,這些都是影響地下車庫結(jié)構(gòu)受力特性主要原因,必須嚴(yán)格控制。頂梁的結(jié)構(gòu)特性決定了其側(cè)向變形和剪應(yīng)變,不同類型的地基處理對(duì)工程造價(jià)、工期等都有影響。
圖1 單層地下車庫荷載分布圖
地下車庫頂板是由支撐結(jié)構(gòu)、平臺(tái)和垂直框架等構(gòu)成。支座上有兩個(gè)立柱以及一個(gè)橫梁,豎向支撐主要依靠鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定支撐所施加載荷力,橫向支架則需要用鋼筋混凝土來進(jìn)行固定,并對(duì)頂板起到加固保護(hù)作用。平臺(tái)上由三根柱子組成了框架結(jié)構(gòu),在頂板設(shè)計(jì)過程中要確保底梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度足夠大。由于地下車庫高度較高且空間較大需要考慮側(cè)向載荷以及豎向荷載等情況,對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)保證地基土及上部結(jié)構(gòu)物在基底上具有一定的穩(wěn)定性和承載能力,并且還需確保底板材料滿足相關(guān)要求。
首先是土體的性質(zhì)。由于地下車庫頂板荷載與景觀設(shè)計(jì)有關(guān),所以對(duì)于不同類型土體和不同高度下的地基進(jìn)行分析可以得到相應(yīng)結(jié)論。其次,水壓力、地面坡度以及其他環(huán)境條件。由于地下水對(duì)地下車庫頂梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度影響,如果水壓較大或降雨較多時(shí)則可適當(dāng)增加水面高度或者降低底部水位以減少雨水進(jìn)入,當(dāng)雨天時(shí)地表水位下降幅度大且地面下沉速度快;反之若降雨強(qiáng)度不大或土體內(nèi)部濕度比較大時(shí)可引起頂板變形而導(dǎo)致地基沉降等問題的出現(xiàn),也會(huì)使地下車庫頂板荷載產(chǎn)生不良作用,造成嚴(yán)重后果甚至可能發(fā)生事故。在頂板設(shè)計(jì)的過程中,還需考慮到抗震、防滲漏等方面。
另外,地下車庫頂板它不僅僅承擔(dān)著整個(gè)屋頂空間的重量和質(zhì)量問題同時(shí)也承受著風(fēng)載荷、地震等自然災(zāi)害帶來的影響。在進(jìn)行景觀規(guī)劃時(shí),要考慮其對(duì)周邊環(huán)境和建筑物的影響。因此需要充分利用空間、道路以及綠化來減少甚至避免地面交通給城市帶來不利因素;在進(jìn)行室外停車場(chǎng)地建設(shè)時(shí)要選擇合適位置,并保證與周圍建筑及地下設(shè)施間有良好銜接關(guān)系。
目前,在國內(nèi)大多數(shù)小區(qū)建設(shè)中普遍存在著“重輕小”、“輕面子工程”等現(xiàn)象。由于缺乏科學(xué)規(guī)劃以及管理不到位導(dǎo)致這些問題沒有得到及時(shí)解決,同時(shí)也會(huì)影響到后期的施工進(jìn)度及業(yè)主對(duì)其評(píng)價(jià)水平與認(rèn)可度上的提高,此外還會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成嚴(yán)重浪費(fèi)土地資源。對(duì)于這種情況下,設(shè)計(jì)師要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整和修改,在對(duì)小區(qū)進(jìn)行地下車庫頂板荷載和景觀設(shè)計(jì)時(shí),首先要解決的是停車位,如何合理利用空間,并使其能夠滿足人們正常出行需要。其次是確定場(chǎng)地內(nèi)環(huán)境條件以及周邊建筑物的分布情況,根據(jù)不同層次人群來選擇相應(yīng)功能分區(qū)及分區(qū)尺寸、結(jié)構(gòu)形式等內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)對(duì)人車分流與引導(dǎo)作用。最后還應(yīng)分析出停車場(chǎng)出入口的布置位置和高度問題。在地下車庫頂板荷載與景觀設(shè)計(jì)施工中注意要做好土層回填工作,基礎(chǔ)排水工作和基坑開挖的處理等問題,防止地基被破壞后影響其穩(wěn)定性,造成沉降差值增大而引起安全隱患,最后就是對(duì)基底進(jìn)行加固處理。
頂板荷載與景觀設(shè)計(jì)施工技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的工作,其主要目的就是為了提高土體結(jié)構(gòu)剛度,增強(qiáng)土壤間力和剪力效應(yīng)。由于土層承載能力有限而導(dǎo)致對(duì)整體穩(wěn)定性有很大影響。因此在進(jìn)行地基處理時(shí)必須要考慮到這一問題。另外還要根據(jù)實(shí)際情況來分析不同季節(jié)應(yīng)該面對(duì)的常見問題,比如:在夏季會(huì)由于太陽輻射導(dǎo)致溫度過高而引起植物生長(zhǎng)發(fā)育不均勻,冬天則是氣溫較低時(shí)植物葉子發(fā)黃萎蔫或枯葉脫落,這時(shí)就要進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)施工。對(duì)不同類型的構(gòu)件材料制作成一個(gè)整體框架結(jié)構(gòu)形式,對(duì)于一些特殊位置可以使用復(fù)合型材來實(shí)現(xiàn)其功能;基礎(chǔ)高度較低或有較大變形時(shí)可采用淺埋暗挖法;當(dāng)基坑深度比較大且地下車庫開挖寬度大于3m時(shí),可以使用深井樁和柱撐相結(jié)合的方法進(jìn)行地基處理。
頂板的沉降是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程,隨著荷載與其他因素一起影響,會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形。頂板的沉降是在一定范圍內(nèi),若土體不均勻下沉,則會(huì)導(dǎo)致底面出現(xiàn)裂縫或局部變形,因此要防止頂板發(fā)生形變。對(duì)于地基土中含有夾層時(shí),可采取以下處理方法,先用鉆孔取壓再填砂;采用分層夯實(shí)法或換層墊石等技術(shù)手段來控制結(jié)構(gòu)物開裂的可能性;將地基土回彈入混凝土內(nèi)并使其密實(shí)地填充到鋼筋網(wǎng)之中,待沉降后立即進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。頂梁、墻及附屬設(shè)施等構(gòu)件的加固處理可采用立柱上設(shè)置三角墊圈或加強(qiáng)鋼絲繩固定,對(duì)模板支設(shè)臨時(shí)錨固段進(jìn)行加固處理后再澆筑混凝土面層和底板,使其與結(jié)構(gòu)體之間形成一個(gè)整體并保證不被破壞。立桿、模板和鋼框架等構(gòu)件在安裝后均需進(jìn)行澆水試驗(yàn)。若出現(xiàn)了變形現(xiàn)象時(shí)必須及時(shí)調(diào)整鋼筋保護(hù)層厚度及加固螺栓強(qiáng)度。
施工前應(yīng)先將地面平整,對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)、回填等措施可以有效減少基底土壤含水量和地下水流失量。在頂板施工過程中,要嚴(yán)格控制好土層含水量,防止出現(xiàn)沉降,使其達(dá)到安全的目的,還要注意避免對(duì)周邊環(huán)境和居民生命造成影響。地下車庫頂部一般采用混凝土結(jié)構(gòu),若是地下室外墻為鋼筋網(wǎng)架或者框架梁柱支撐時(shí)可使用鋼絲刷或鋼板樁等進(jìn)行加固處理。地面混凝土澆筑及運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備等車輛應(yīng)采用平板車或小型汽車;當(dāng)?shù)叵率铱臻g較小且有其他建筑物部位,樓梯、電梯口等處均為臨時(shí)設(shè)施區(qū)域內(nèi)的輔助區(qū)和公共建筑部分外露的輔助間,可考慮設(shè)置沉降縫。應(yīng)按規(guī)范要求加強(qiáng)對(duì)沉降觀測(cè),避免發(fā)生大范圍的變形。在地下車庫頂板澆筑混凝土之前必須進(jìn)行一次全面、系統(tǒng)地測(cè)量和放線復(fù)核工作。
頂板荷載與景觀地形營造的關(guān)系非常密切,如果一個(gè)地區(qū)地下車庫頂梁下錯(cuò)位,則會(huì)造成整個(gè)綠地面積的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到屋頂結(jié)構(gòu)中對(duì)空間形態(tài)和功能上所提出新要求。對(duì)于地面以下不同高度、坡度以及坡向均超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后的部分應(yīng)當(dāng)采用一定厚度且形狀一致、規(guī)則平整并且具有良好抗震性及強(qiáng)度性能等特性的結(jié)構(gòu)作為頂板荷載與景觀地貌之間的過渡點(diǎn)。
在頂板荷載與景觀地形營造的關(guān)系中,除了地面工程施工技術(shù)和土方開挖方法對(duì)頂板的影響外,還有就是頂面建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法以及材料等方面。對(duì)于不同地區(qū)不同類型、高度下進(jìn)行分析。例如:對(duì)于低山高落差較大或者是山區(qū)較多采用淺基礎(chǔ)方式;而在超高落差大或地勢(shì)起伏不大情況下就可利用深基坑方式處理。另外也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦危x擇相應(yīng)合適的坡向形式來對(duì)土質(zhì)加以保護(hù)和改善,考慮不同層次景觀地形對(duì)土體的影響,根據(jù)各層平面尺寸、高度等因素進(jìn)行空間布置。如:地下車庫出入口寬度與地面垂直距離較小時(shí)可設(shè)兩米高過長(zhǎng)駁口;而對(duì)于高層建筑則采用單面設(shè)置且面積較大的駁岸形式將其分隔開。
頂板的景觀地形營造是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)工程,在進(jìn)行立體綠化設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮到空間上、時(shí)間上等因素對(duì)整體綠化效果的影響,而且還需要考慮到后期城市發(fā)展建設(shè)規(guī)劃。對(duì)于整個(gè)地下車庫頂荷載與景區(qū)建筑結(jié)構(gòu)和功能方面都有一定程度地研究,在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)要求:頂板上景觀植物具有一定觀賞性,所種植物要符合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境,采用易存活、無異味、無過敏原特點(diǎn)的植物進(jìn)行景觀融合,并且需要考慮不同層次對(duì)景觀地形和形態(tài)美的影響。地面鋪裝設(shè)計(jì)頂板的質(zhì)量直接影響景觀效果,而景觀功能和空間布局決定了立體綠化系統(tǒng)是否能夠正常進(jìn)行,因此,在頂荷載與景區(qū)建筑結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行立體綠化時(shí)需要考慮到不同類型植物群落間相互協(xié)調(diào)。
在頂板的防水施工中,最重要的是要嚴(yán)格控制好水灰比。如果地下車庫的水位較低時(shí)應(yīng)增加管徑,當(dāng)?shù)叵滤容^深而地面沒有足夠多水源且雨天無法滿足屋面排水要求時(shí)可設(shè)置專門為其提供臨時(shí)性用水設(shè)備,若地下車庫有一定深度或雨水排放后不能保證積水及時(shí)排出的情況下,可以在地下室外墻及頂板上設(shè)立一道防水層,以解決屋頂滲漏問題,使地下水不能夠影響到路面和基礎(chǔ)等設(shè)施。
頂板雨水口及地面應(yīng)設(shè)置專門的接地裝置或連接部分,一般采用水泥砂漿找平層,而地面為混凝土墊層時(shí)可考慮選用鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在底層以下0.5m左右范圍內(nèi),在基坑施工過程中,要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行排水系統(tǒng)和止水帶的安裝工作并做好檢查驗(yàn)收后才能開始防水工程建設(shè)。當(dāng)?shù)叵率铱臻g有限時(shí)可以采用一些小型水泵、排水泵等輔助設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。指針對(duì)頂梁的防水卷材,在實(shí)際工程中,需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求來確定合適的設(shè)計(jì)方法;對(duì)于底板厚度上應(yīng)按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)選擇合理材料和尺寸;而水槽寬度、坡度及寬度等也要符合相關(guān)規(guī)定并嚴(yán)格控制其質(zhì)量。
在排水系統(tǒng)上,采用了以下措施。第一層是利用雨水斗進(jìn)行降水的方式鋪設(shè)地下車庫頂板,第二層是先將雨水管道安裝完成后再由市政管網(wǎng)排放到室外。第三層則是從地面下開挖出一部分水箱來澆筑路面。第四層為排水立井和水坑止坡等措施鋪設(shè)在地面上。第五層樓面排水系統(tǒng)均可采用埋在基礎(chǔ)上,并利用人工夯實(shí)而成的方式鋪設(shè)地下車庫頂板。結(jié)合實(shí)際情況分析坡度選擇原則:坡向與順直,排水溝布置應(yīng)注意合理布局。
在進(jìn)行頂板荷載與景觀設(shè)計(jì)之前,必須先對(duì)小區(qū)的整體布局、功能分區(qū)以及各樓層之間空間分布等條件進(jìn)行詳細(xì)地了解勘察,根據(jù)小區(qū)的不同特點(diǎn),因地制宜的靈活選擇和設(shè)計(jì)技術(shù)方案。在進(jìn)行頂板荷載與景觀設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮多方面因素,其中最主要的是對(duì)土體材料的選擇、結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)化建筑方案、合理分配空間布局、加強(qiáng)對(duì)荷載的分析與計(jì)算以及施工方法等,使設(shè)計(jì)更加符合景觀效果和使用要求。另外在實(shí)際使用中,加強(qiáng)人們對(duì)于環(huán)境建設(shè)的意識(shí),嚴(yán)格控制地下車庫車輛的合理出入,如果發(fā)現(xiàn)漏水、淤積、傾斜等問題,及時(shí)上報(bào)處理,共同維護(hù)好自己的家園。