某商業(yè)地產(chǎn)項目結(jié)構(gòu)方案比選與優(yōu)化

【摘要】商業(yè)地產(chǎn)項目是中心城區(qū)常見的一種建筑類型，其功能多樣，配套齊全，能夠滿足業(yè)主多元化的需求。在政府強(qiáng)有力的限價措施下，開發(fā)商對項目開發(fā)成本的控制變得更為迫切，限額設(shè)計較為普遍，合理的建筑結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)布置及基礎(chǔ)選型是優(yōu)化設(shè)計與造價控制的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】 剪力墻布置;基礎(chǔ)選型;剪切;沖切;整體抗浮

1、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對建筑要求越來越高，滿足人們居住、購物、休閑娛樂等多方面的要求商業(yè)地產(chǎn)建筑應(yīng)運而生。成本控制是開發(fā)商重點關(guān)注的方面，而基于全階段的成本優(yōu)化才能達(dá)到更好的效果。

居住建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，能夠最大限度的減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑功能的影響，將剪力墻合理的布置在建筑隔墻位置，既確保結(jié)構(gòu)安全，又能滿足建筑功能?；A(chǔ)設(shè)計、地下室抗浮設(shè)計也是結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié)。

本文結(jié)合某商業(yè)地產(chǎn)工程實例，對方案階段的結(jié)構(gòu)合理化建議進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對初設(shè)施工圖階段剪力墻的布置、基礎(chǔ)選型、結(jié)構(gòu)整體抗浮方案的選擇進(jìn)行了對比分析，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2、工程概況

本工程位于廣東省汕尾市主城區(qū)，總建筑面積39.22萬m2，由1棟120米超高層辦公樓、10棟100米以下的高層住宅、1棟幼兒園、以及多層商業(yè)、配套用房及地下室組成，其中超高層辦公樓采用框架核心筒結(jié)構(gòu)體系，高層住宅為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，多層商業(yè)及配套用房為框架結(jié)構(gòu)體系。

本工程所在地基本風(fēng)壓0.85kN/m2，基本地震烈度7度，地震加速度：0.10g，地震分組第一組，場地土類別Ⅱ類，場地特征周期0.35s。

擬建場地從上至下巖土層分別為：雜填土①、殘積砂質(zhì)粘土②、全風(fēng)化巖③、強(qiáng)風(fēng)化巖④、中風(fēng)化巖⑤、微風(fēng)化巖⑥。

3、方案階段結(jié)構(gòu)合理化建議

擬建場地由山地平整而成，地形起伏較大，微風(fēng)化巖石巖面埋深從絕對標(biāo)高19.0 m到-10.0m，場地西側(cè)和東北角微風(fēng)化花崗巖局部已經(jīng)出露地表或埋藏很淺，而場地東南側(cè)素填土和殘積砂質(zhì)粘土均較厚。

超高層辦公樓和商業(yè)位于西側(cè)，緊鄰城市主干道，為滿足商業(yè)的車位數(shù)量要求，第一版建筑方案中，東側(cè)住宅區(qū)僅一層地下室，西側(cè)商業(yè)區(qū)有兩層地下室。收到地勘報告后，考慮到西側(cè)地下室開挖全部要破微風(fēng)化花崗巖，難度太大，且西側(cè)為一期工程，這對工期和造價控制都非常不利，設(shè)計給出如下建議：

3.1將場地正負(fù)零標(biāo)高適當(dāng)提高，減小基坑開挖深度。

3.2將負(fù)二層地下室移到場地東南側(cè)土層較厚的區(qū)域，降低基坑開挖難度，同時原來此處負(fù)一層底板位于填土層，修改之后負(fù)二層底板位于殘積砂質(zhì)粘土層，地下室可以采用筏板基礎(chǔ)，節(jié)約基礎(chǔ)造價。

3.3本工程負(fù)一層地下室區(qū)域塔樓底板開挖均已到達(dá)微風(fēng)化巖石，均采用平板式筏板基礎(chǔ)，建筑埋深均達(dá)不到建筑高度的十五分之一，結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大震與風(fēng)荷載作用組合下的穩(wěn)定性驗算，基礎(chǔ)不再加大埋深。

4、因地制宜進(jìn)行基礎(chǔ)選型

超高層辦公樓和商業(yè)區(qū)底板開挖后全部已到微風(fēng)化巖，均采用筏板基礎(chǔ)，且由于現(xiàn)場爆破范圍和深度難以控制，均采用平板式筏基，柱子軸力較大處，配抗沖切鋼筋，減小筏板厚度，后面章節(jié)有商業(yè)區(qū)基礎(chǔ)造價分析。

各棟住宅塔樓根據(jù)實際地質(zhì)情況選用合適的基礎(chǔ)形式，塔樓基礎(chǔ)持力層均為微風(fēng)化或中風(fēng)化巖，具體選型如表1所示：

5、高層住宅剪力墻布置方式對比分析

在業(yè)主需求不太清晰的情況下，結(jié)合建筑方案圖，同時在滿足結(jié)構(gòu)計算指標(biāo)的前提下，布置了以下三個方案供建筑師和業(yè)主進(jìn)行選擇。

方案一：剪力墻盡量沿建筑外墻和周邊布置，橫向剪力墻間距較大，標(biāo)準(zhǔn)層室內(nèi)梁高較高。優(yōu)點是：最大限度地獲得了一層門廳和架空層的通透性，能有效提高樓盤的整體品質(zhì)，且外墻基本為剪力墻，建筑防水性能好。

方案二：剪力墻均勻布置，橫向剪力墻間距較密。優(yōu)點：可有效控制標(biāo)準(zhǔn)層室內(nèi)梁高，集中空調(diào)管線基本不需要穿梁，施工簡單，標(biāo)準(zhǔn)層能獲得舒適的室內(nèi)凈高，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好;缺點是不利于戶內(nèi)改造，不能滿足個性化需求，架空層通透性差。

方案三：剪力墻主要沿外墻、分戶墻、廚衛(wèi)固定隔墻布置，客廳拐角和廚房與餐廳隔墻、臥室之間隔墻均不布置剪力墻，盡量做大板，減少次梁。優(yōu)點：有利于個性化裝修需求，還可根據(jù)樣板房銷售情況隨時調(diào)整房間分隔，方便戶內(nèi)改造，可最大限度獲得使用空間。缺點：結(jié)構(gòu)傳力途徑較長，經(jīng)濟(jì)性相對較差。

三個方案的結(jié)構(gòu)計算指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，方案一用鋼量最小，方案三最高，但總的結(jié)構(gòu)造價差別在4%以內(nèi)，經(jīng)與業(yè)主方充分溝通，首開區(qū)為滿足客戶需求多樣性采用方案三。

6、多層商業(yè)基礎(chǔ)與底板方案比選

商業(yè)裙房一般為多層建筑，常用的基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)，為選擇最優(yōu)方案，節(jié)省造價，本文以標(biāo)準(zhǔn)跨（8.6m×8.1m）為分析對象，對四種基礎(chǔ)方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較分析。分析結(jié)果如表2所示，采用獨立基礎(chǔ)+防水板的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于筏板基礎(chǔ);提高混凝土強(qiáng)度等級可以減小筏板厚度，且能夠節(jié)省造價;采用箍筋抗沖切可以有效減小筏板厚度;由于采用平板式筏基時，計算結(jié)果基本為構(gòu)造配筋，所以宜盡量降低筏板厚度來控制總體造價。

7、獨立基礎(chǔ)沖切控制和剪切控制的方案比較

由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》8.2.8、8.2.9條可知，獨立基礎(chǔ)的厚度主要由沖切與剪切控制，而獨立基礎(chǔ)的配筋一般均為構(gòu)造配筋，合理的選擇基礎(chǔ)的厚度，可以節(jié)省混凝土及鋼筋用量。本文分別以沖切控制和剪切控制來確定基礎(chǔ)厚度，并比較二者的經(jīng)濟(jì)性，基本條件：巖石地基承載力特征值5000kPa，柱截面600X600，柱底內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值6270kN，工程量對比時扣除400厚底板的混凝土工程量。比較結(jié)果：沖切控制時，基礎(chǔ)尺寸2.0×2.0×0.65，鋼筋、混凝土總造價1930元;剪切控制時，基礎(chǔ)尺寸為1.5×1.5×2.0，鋼筋、混凝土總造價4818元;

因此，在地基承載力滿足的前提下，由沖切控制基礎(chǔ)的厚度，可以較大程度的節(jié)省造價，方案一造價僅為方案二的40%，若再加上巖石開挖費用和防水費用，方案一更有優(yōu)勢。

8、地下室整體抗浮方案比選

由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》5.4.3條可知，建筑物基礎(chǔ)承受水浮力作用時需進(jìn)行抗浮穩(wěn)定性驗算。常用的抗浮措施主要有抗浮錨桿、抗拔樁、配重等。對于采用淺基礎(chǔ)的建筑，采用抗浮錨桿是比較合理的方案。為了解錨桿的經(jīng)濟(jì)布置方式，采用兩種布置方案進(jìn)行對比，標(biāo)準(zhǔn)柱跨（8.6m×8.1m），抗浮水頭為5.2m。方案一：錨桿集中布置在獨立基礎(chǔ)下方，方案二：錨桿均勻分散地布置在底板下方;表3給出了錨桿布置經(jīng)濟(jì)性比較結(jié)果，由表可知，錨桿均勻布置在底板下并減小底板厚度時，總造價可以節(jié)約將近8%。

結(jié)論：

本文以某商業(yè)地產(chǎn)工程實例為分析對象，對剪力墻的布置、基礎(chǔ)選型、結(jié)構(gòu)整體抗浮方案的選擇進(jìn)行了對比分析。主要得到了以下結(jié)論：

（1）方案階段結(jié)構(gòu)應(yīng)提早介入，因地制宜進(jìn)行設(shè)計，可在造價控制上贏得主動權(quán)。

（2）在高層居住建筑中，剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，應(yīng)數(shù)量合適且位置合理，根據(jù)本文的分析結(jié)果，剪力墻主要布置在相對固定的隔墻布置，并盡量減少次梁，有利于個性化裝修需求，在精細(xì)化設(shè)計基礎(chǔ)上，不同布置方式對造價的影響相對較小。

（3）采用獨立基礎(chǔ)+防水板的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于筏板基礎(chǔ);采用平板式筏基且由沖切控制基礎(chǔ)厚度時，采用較高標(biāo)號混凝土和配抗沖切鋼筋，可以較大程度的節(jié)省造價;錨桿均勻布置在底板下時，相對于錨桿集中布置在柱下總造價可以節(jié)約將近8%。

作者簡介：

鄧曉春（1973.2-） ，女，漢，湖南安化，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計。