某商業地產項目結構方案比選與優化

【摘要】商業地產項目是中心城區常見的一種建筑類型，其功能多樣，配套齊全，能夠滿足業主多元化的需求。在政府強有力的限價措施下，開發商對項目開發成本的控制變得更為迫切，限額設計較為普遍，合理的建筑結構方案、結構布置及基礎選型是優化設計與造價控制的關鍵。

【關鍵詞】 剪力墻布置;基礎選型;剪切;沖切;整體抗浮

1、引言

隨著經濟的發展，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地產建筑應運而生。成本控制是開發商重點關注的方面，而基于全階段的成本優化才能達到更好的效果。

居住建筑中，剪力墻結構應用最為廣泛，能夠最大限度的減少結構構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，既確保結構安全，又能滿足建筑功能。基礎設計、地下室抗浮設計也是結構設計中非常重要的環節。

本文結合某商業地產工程實例，對方案階段的結構合理化建議進行了詳細闡述，對初設施工圖階段剪力墻的布置、基礎選型、結構整體抗浮方案的選擇進行了對比分析，取得了良好的經濟效益。

2、工程概況

本工程位于廣東省汕尾市主城區，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、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構體系，高層住宅為剪力墻結構體系，多層商業及配套用房為框架結構體系。

本工程所在地基本風壓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、殘積砂質粘土②、全風化巖③、強風化巖④、中風化巖⑤、微風化巖⑥。

3、方案階段結構合理化建議

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

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

3.1將場地正負零標高適當提高，減小基坑開挖深度。

3.2將負二層地下室移到場地東南側土層較厚的區域，降低基坑開挖難度，同時原來此處負一層底板位于填土層，修改之后負二層底板位于殘積砂質粘土層，地下室可以采用筏板基礎，節約基礎造價。

3.3本工程負一層地下室區域塔樓底板開挖均已到達微風化巖石，均采用平板式筏板基礎，建筑埋深均達不到建筑高度的十五分之一，結構進行了大震與風荷載作用組合下的穩定性驗算，基礎不再加大埋深。

4、因地制宜進行基礎選型

超高層辦公樓和商業區底板開挖后全部已到微風化巖，均采用筏板基礎，且由于現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，后面章節有商業區基礎造價分析。

各棟住宅塔樓根據實際地質情況選用合適的基礎形式，塔樓基礎持力層均為微風化或中風化巖，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

在業主需求不太清晰的情況下，結合建筑方案圖，同時在滿足結構計算指標的前提下，布置了以下三個方案供建筑師和業主進行選擇。

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，標準層室內梁高較高。優點是：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，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。優點：可有效控制標準層室內梁高，集中空調管線基本不需要穿梁，施工簡單，標準層能獲得舒適的室內凈高，結構經濟性好;缺點是不利于戶內改造，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。優點：有利于個性化裝修需求，還可根據樣板房銷售情況隨時調整房間分隔，方便戶內改造，可最大限度獲得使用空間。缺點：結構傳力途徑較長，經濟性相對較差。

三個方案的結構計算指標均滿足規范要求，方案一用鋼量最小，方案三最高，但總的結構造價差別在4%以內，經與業主方充分溝通，首開區為滿足客戶需求多樣性采用方案三。

6、多層商業基礎與底板方案比選

商業裙房一般為多層建筑，常用的基礎形式為筏板基礎或獨立基礎，為選擇最優方案，節省造價，本文以標準跨（8.6m×8.1m）為分析對象，對四種基礎方案的經濟性進行比較分析。分析結果如表2所示，采用獨立基礎+防水板的經濟性優于筏板基礎;提高混凝土強度等級可以減小筏板厚度，且能夠節省造價;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，計算結果基本為構造配筋，所以宜盡量降低筏板厚度來控制總體造價。

7、獨立基礎沖切控制和剪切控制的方案比較

由《建筑地基基礎設計規范》8.2.8、8.2.9條可知，獨立基礎的厚度主要由沖切與剪切控制，而獨立基礎的配筋一般均為構造配筋，合理的選擇基礎的厚度，可以節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厚度，并比較二者的經濟性，基本條件：巖石地基承載力特征值5000kPa，柱截面600X600，柱底內力標準值6270kN，工程量對比時扣除400厚底板的混凝土工程量。比較結果：沖切控制時，基礎尺寸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，由沖切控制基礎的厚度，可以較大程度的節省造價，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，方案一更有優勢。

8、地下室整體抗浮方案比選

由《建筑地基基礎設計規范》5.4.3條可知，建筑物基礎承受水浮力作用時需進行抗浮穩定性驗算。常用的抗浮措施主要有抗浮錨桿、抗拔樁、配重等。對于采用淺基礎的建筑，采用抗浮錨桿是比較合理的方案。為了解錨桿的經濟布置方式，采用兩種布置方案進行對比，標準柱跨（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給出了錨桿布置經濟性比較結果，由表可知，錨桿均勻布置在底板下并減小底板厚度時，總造價可以節約將近8%。

結論：

本文以某商業地產工程實例為分析對象，對剪力墻的布置、基礎選型、結構整體抗浮方案的選擇進行了對比分析。主要得到了以下結論：

（1）方案階段結構應提早介入，因地制宜進行設計，可在造價控制上贏得主動權。

（2）在高層居住建筑中，剪力墻作為主要抗側力構件，應數量合適且位置合理，根據本文的分析結果，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，在精細化設計基礎上，不同布置方式對造價的影響相對較小。

（3）采用獨立基礎+防水板的經濟性優于筏板基礎;采用平板式筏基且由沖切控制基礎厚度時，采用較高標號混凝土和配抗沖切鋼筋，可以較大程度的節省造價;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，主要從事結構設計。