城市中心街區(qū)地下綜合體項(xiàng)目設(shè)計(jì)重難點(diǎn)分析

朱鑫龍

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海200092]

0 引言

進(jìn)入新時(shí)代以來(lái)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展有了長(zhǎng)足進(jìn)步，人民生活水平也有了顯著提高。往日城市所提供的基礎(chǔ)設(shè)施也越發(fā)不匹配人民對(duì)未來(lái)生活的憧憬。因此對(duì)既有城市中心街區(qū)的道路及商業(yè)的更新提上了日程。在有關(guān)地下綜合體項(xiàng)目設(shè)計(jì)的研究中，不同學(xué)者有不同的觀點(diǎn)表達(dá)。譚勇[1]指出，地下綜合體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循開放性、整體性、整合性三個(gè)原則。廖康君[2]進(jìn)行地下綜合體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，認(rèn)為還需要從空間結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行考慮。牛斌[3]則在其研究中指出，在地下綜合體建設(shè)的過(guò)程中，需要進(jìn)一步提升其對(duì)外聯(lián)絡(luò)的屬性。延安二道街地下綜合體項(xiàng)目成為本文的研究背景，通過(guò)介紹該項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)難點(diǎn)，為后續(xù)類似項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于鳳凰山北麓到延河邊北濱路之間的區(qū)域，基地位于延安市中心街區(qū)，南起南門廣場(chǎng)西南側(cè)，北至延大附院東北角與西溝橋交會(huì)處，總長(zhǎng)約為1.2km，標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)寬度為16m，局部擴(kuò)寬至19.4m，地下一層為商業(yè)綜合，地下二層為車行道（隧道、地下聯(lián)絡(luò)道、環(huán)廊），結(jié)構(gòu)高度約10m。標(biāo)準(zhǔn)段地下結(jié)構(gòu)埋深約12.15m，坡道埋深約為0～12.15m 二道街負(fù)一層地下商業(yè)部分不僅和南門廣場(chǎng)地下商業(yè)和港匯地下商業(yè)街相連通，而且與同期規(guī)劃建設(shè)奧特廣場(chǎng)地下商業(yè)和抗大廣場(chǎng)地下商業(yè)相連通。二道街負(fù)一層商業(yè)的連通功能改變了延安地下商業(yè)各自為政的現(xiàn)狀，構(gòu)建出了延安城市地下商業(yè)城。二道街地下道起點(diǎn)接南門口街南大街交叉口，終點(diǎn)接北大街北門口街交叉口。車道規(guī)模為由南向北單向雙車道。地道分別與奧特廣場(chǎng)地下車庫(kù)、抗大廣場(chǎng)地下車庫(kù)相銜接。

二道街是延安核心城區(qū)的主要道路，是商業(yè)中心，旅游集散中心，溝通各組團(tuán)和紅色旅游的必經(jīng)之路。地下空間的開發(fā)，不但可提升二道街在核心城區(qū)的通行能力，同時(shí)又為兩側(cè)商業(yè)帶來(lái)新的活力，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝丝焖俦憬萃ǖ?；而且可形成?lián)系各組團(tuán)的發(fā)展軸，提高了通行效率，提升城市活力。因此，本項(xiàng)目建設(shè)為各組團(tuán)的聯(lián)系和互動(dòng)提供了必要紐帶。延安市中心街地下城市綜合體項(xiàng)目應(yīng)做到凈化、亮化、綠化、美化及暢通，交通秩序井然，滿足周邊地區(qū)發(fā)展需要，整體景觀為之一新，達(dá)到城市品位高、城市形象佳、城市風(fēng)貌好的目標(biāo)。項(xiàng)目位置圖如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目示意圖

圖2 標(biāo)準(zhǔn)斷面示意圖

2 項(xiàng)目難點(diǎn)概述

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：需連接既有商業(yè)體；下穿既有構(gòu)筑物；負(fù)一層與負(fù)二層設(shè)計(jì)年限不同等。

2.1 設(shè)計(jì)原則

（1）在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要盡可能地貫徹落實(shí)國(guó)家的各項(xiàng)政策和原則，以更為科學(xué)可靠經(jīng)濟(jì)合理的方式，完成施工建設(shè)的各項(xiàng)任務(wù)。

（2）在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分了解當(dāng)前工程建設(shè)的具體條件，根據(jù)目標(biāo)施工地點(diǎn)的水文情況和周遭地理環(huán)境，制定出更具有可行性的安全結(jié)構(gòu)以及施工方案。只有如此，才能夠讓目標(biāo)施工地點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

（3）具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿足防水防災(zāi)的各項(xiàng)要求，還需要與城市規(guī)劃的具體發(fā)展方向相一致。

（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，相應(yīng)的空間尺寸需要與管線以及其他各類設(shè)備的關(guān)鍵性參數(shù)相貼合，只有如此，才能夠降低設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)各類失誤的概率。

（5）由于本項(xiàng)目的特殊性，隧道作為基礎(chǔ)設(shè)施部分，其安全等級(jí)往往會(huì)被劃分成一級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限基本上為100 年。而地下商業(yè)部分的安全等級(jí)，則會(huì)被劃分成二級(jí)，設(shè)計(jì)年限50年。但又由于這兩個(gè)不同設(shè)計(jì)年限的構(gòu)筑物關(guān)聯(lián)在同一個(gè)結(jié)構(gòu)體里，設(shè)計(jì)時(shí)基本按照偏安全的一面去考慮設(shè)計(jì)。

（6）在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要對(duì)抗震性能進(jìn)行深入的研究和分析，大部分情況下，抗震防裂度都需要到達(dá)6 級(jí)左右。且在隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力，盡可能按照更高一等級(jí)防震分類來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則難以滿足后續(xù)的使用要求。

（7）大部分鋼筋混凝土構(gòu)件都會(huì)出現(xiàn)裂縫，因此需要對(duì)裂縫的寬度加以限制，如果裂縫寬度超出了警戒值，那么不僅會(huì)影響到后續(xù)施工建設(shè)，質(zhì)量還會(huì)影響到目標(biāo)項(xiàng)目投入使用后的安全性能，但需要注意的是，不同環(huán)境條件下的裂縫限度是存在一定差別的，技術(shù)人員需要具體問(wèn)題具體分析。

（8）在抗浮計(jì)算的過(guò)程中，技術(shù)人員需要考慮極限情況并借此來(lái)確定安全系數(shù)，如果施工階段結(jié)構(gòu)的抗浮能力并不滿足要求，技術(shù)人員就需要通過(guò)一些方法降低地下水位，來(lái)提升目標(biāo)結(jié)構(gòu)的抗浮性能，否則很容易在相應(yīng)結(jié)構(gòu)投入使用的過(guò)程中，出現(xiàn)各類突發(fā)情況。

（9）在具體的隧道結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要設(shè)置變形縫，但由于隧道結(jié)構(gòu)較為特殊，因此技術(shù)人員需要根據(jù)地層條件與結(jié)構(gòu)方面的條件變化來(lái)確定精細(xì)的設(shè)置方案，確保變形縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重差異方面的問(wèn)題。與此同時(shí)，在具體變形縫寬度和間距設(shè)置過(guò)程中，還需要切實(shí)考慮防水或抗震方面的具體要求。

（10）如果結(jié)構(gòu)基底有特殊土質(zhì)情況的，需要及時(shí)進(jìn)行地基處理，在選擇具體處理方法時(shí)，要綜合考慮項(xiàng)目各方面因素確定最后的方案，并結(jié)合實(shí)際情況采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)采集等措施完成地基處理工作，確?；啄軌蜃兊酶鼮榘踩侠?。

（11）由于本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)在中心城區(qū)，因此技術(shù)人員在支護(hù)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)保證周圍建筑物和本項(xiàng)目施工的安全，爭(zhēng)取讓支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更貼合當(dāng)前目標(biāo)施工路段的實(shí)際情況。只有如此，才能夠讓目標(biāo)施工路段的穩(wěn)定性和強(qiáng)度得到充分保障。

2.2 結(jié)構(gòu)方案

隧道結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共分4 種截面形式：進(jìn)、出隧道的敞開段采用整體式U 型槽結(jié)構(gòu)；暗埋段帶商業(yè)段采用單箱雙層共三艙矩形箱涵斷面；道路變寬段采用單箱雙層共雙艙矩形箱涵斷面；暗埋段匝道段采用單箱單艙矩形箱涵斷面。

在隧道兩端，地面道路進(jìn)出隧道與隧道暗埋段間銜接段采用整體式U 型槽結(jié)構(gòu)，為單向雙車道行駛，斷面型式如下圖所示。在隧道兩端，地面道路進(jìn)出隧道與隧道暗埋段間銜接段采用整體式U 型槽結(jié)構(gòu)，為單向雙車道行駛。

地道斷面，斷面寬度為16m，地下一層為商業(yè)，地下二層為城市地下道路，道路部分橫斷為單向雙車道行駛。地下二層剩余空間可考慮按地下一層，商鋪附屬庫(kù)房、物業(yè)辦公用、設(shè)備機(jī)房等功能設(shè)置。在車道轉(zhuǎn)彎處加寬段頂板采用橫向布置密梁的結(jié)構(gòu)形式。

在車道展寬段，箱室單艙跨度增加，采用雙層共2 艙斷面。最寬段單跨長(zhǎng)度達(dá)到13.1m，頂板采用密梁布置，梁高1m，間隔3m，覆土深度按照2m 計(jì)。

2.3 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)方案

2.3.1 下穿節(jié)點(diǎn)斷面設(shè)計(jì)分析

本項(xiàng)目與港匯商業(yè)體相交處，地下商業(yè)部分與港匯既有地下一層建筑打通連接，地下二層聯(lián)絡(luò)道下穿港匯，斷面形式如圖3 所示。

圖3 下穿港匯節(jié)點(diǎn)橫斷斷面示意圖

環(huán)廊結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸：頂板厚0.9m，底板厚0.8m，側(cè)墻厚0.8m，總寬度16m。

恒載：環(huán)廊頂板受到的覆土恒載；環(huán)廊頂板受到的港匯商業(yè)體結(jié)構(gòu)自重恒載；環(huán)廊跨中頂部港匯中排柱等代集中恒載。

活載：等代地面車輛超載20kN/m2；港匯商業(yè)樓面活荷載3.5kN/m2；環(huán)廊跨中頂部港匯中排柱等代活載。

底板約束為土彈簧，用有限元軟件MIDAS 建模計(jì)算極限、正常狀態(tài)下的斷面彎矩、軸力、剪力分析可知：本節(jié)點(diǎn)的控制截面有地下二層環(huán)廊頂板跨中截面和地下二層環(huán)廊頂板中支點(diǎn)大跨側(cè)截面兩處。經(jīng)計(jì)算分析可知，增加1 排D32@100+1 排D32@200 即可基本滿足設(shè)計(jì)要求

在負(fù)一層港匯的柱位處，在環(huán)廊頂板內(nèi)考慮設(shè)置結(jié)構(gòu)暗梁，將跨中頂部柱子的豎向力由暗梁傳遞到箱涵側(cè)墻，再由箱涵側(cè)墻向下進(jìn)行傳遞，使得結(jié)構(gòu)傳力更加安全、合理。

2.3.2 二道街交小東門街處奧特地庫(kù)匝道入口

二道街地下空間在與小東門街相交處，地下二層環(huán)廊由主線分出單車道接入南側(cè)奧特地庫(kù)，因此，地下商業(yè)頂板跨度增加。因情況各不相同，則交叉口北側(cè)、交叉口處、交叉口南側(cè)這3 個(gè)區(qū)域的頂板進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置方案設(shè)計(jì)。

（1）交叉口北側(cè)

在交叉口北側(cè)，出地庫(kù)匝道與主線并道，地下商業(yè)層頂板為單跨13.3m 的大跨，由于行車視線的要求，不可增設(shè)中隔墻。在此處負(fù)一層頂板采用橫向布置密梁的結(jié)構(gòu)形式：梁高1m，梁寬1m，間隔3m 布置，如圖4 所示。

（2）交叉口處

地下二層環(huán)廊在地庫(kù)入口處，道路三角區(qū)內(nèi)可以設(shè)置結(jié)構(gòu)柱，在地下商業(yè)頂板縱橫向布設(shè)框架梁，從而降低負(fù)一層頂板跨度，布置形式如圖4 所示。

在交叉口處，有一排水渠橫跨二道街頂板。為了滿足排水標(biāo)高要求，在排水渠交會(huì)處需進(jìn)行頂板降板設(shè)計(jì)，降板區(qū)域?yàn)槠矫媸疽鈭D中陰影區(qū)域。在降板區(qū)域兩側(cè)設(shè)置梁截面尺寸為寬1m，高1.6m；南側(cè)梁截面尺寸為寬0.8m，高1.4m。

（3）交叉口南側(cè)

在交叉口南側(cè)分道路匝道處，由于道路進(jìn)地庫(kù)匝道前進(jìn)方向無(wú)行車視線要求，沿線增設(shè)中隔墻，將地下商業(yè)大跨頂板分割成兩小跨，結(jié)構(gòu)布置與標(biāo)準(zhǔn)斷面處類似。

3 項(xiàng)目施工注意事項(xiàng)

本工程作為超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的典型，設(shè)計(jì)采用一些措施方法來(lái)保證由于結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)而引起的裂縫是十分有必要的。

在本項(xiàng)目施工過(guò)程中，需要進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑，為了確保澆筑工作達(dá)到理想狀態(tài)，需要在澆筑工作開始之前，進(jìn)行地基清除方面的各項(xiàng)操作。只有完成地基灌溉方面的各項(xiàng)任務(wù)，才能讓混凝土濕度得到進(jìn)一步的保障。在大部分情況下，混凝土澆筑都會(huì)采用分層方式，因此在底層水泥固化之前，需要迅速進(jìn)行下一次的表面處理，并與此同時(shí)，在水泥中完成減水劑添加方面的工作，這能讓基礎(chǔ)混凝土澆筑質(zhì)量得到更進(jìn)一步的提升。在具體的混凝土養(yǎng)護(hù)期間，要盡可能地防止裂紋產(chǎn)生，因此具體的澆筑施工需要與振搗作業(yè)方式相貼合，工作人員需要在振搗期間，完成混凝土澆筑方面的優(yōu)化工作，在具體的分層振搗階段，為了讓上下層之間的連接變得更為牢固，技術(shù)人員需要控制振搗桿的深度，確保振搗桿深度達(dá)到7cm 左右。

在結(jié)構(gòu)分段等關(guān)鍵部位需設(shè)置后澆帶以及膨脹加強(qiáng)帶也是有效減少超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫的好辦法，后澆帶的位置可采用比較原來(lái)位置高一個(gè)標(biāo)號(hào)的膨脹系數(shù)稍高的混凝土去澆筑，同時(shí)為了保證其強(qiáng)度充分，可以在保留后澆帶在相應(yīng)位置完工后50d 左右，當(dāng)所設(shè)置的后澆帶在對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)處的不均勻沉降位置時(shí)候，此時(shí)應(yīng)盡可能找到兩側(cè)結(jié)構(gòu)沉降相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，再去澆筑，屆時(shí)做好結(jié)構(gòu)觀測(cè)，保證誤差最小最優(yōu)，同時(shí)每次后澆帶澆筑時(shí)候要滿足后澆帶的混凝土溫度與原來(lái)結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)溫度相同，做好溫度管控。施工后澆帶的兩側(cè)結(jié)構(gòu)也要做好相應(yīng)的支撐體系，保證后澆帶的有效性。

4 結(jié)論

本文以延安二道街地下綜合體項(xiàng)目為例，論述了在市中心街區(qū)建設(shè)地下綜合體時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)得出以下結(jié)論：

（1）合理的分析設(shè)計(jì)，保證了本項(xiàng)目的順利建設(shè)工作，也確保了該工程有著可靠的耐久性和安全性。

（2）在既有街區(qū)范圍內(nèi)建設(shè)地下綜合體，一定要考慮周圍構(gòu)筑物的建筑安全性和可靠性，把最不利荷載組合作為設(shè)計(jì)時(shí)的關(guān)鍵信息。

（3）希望后續(xù)的城市建設(shè)中，能有更多“未雨綢繆”的舉措，適度超前規(guī)劃，以便做些利國(guó)利民的好工程。