基于成本控制的地下室層高設計

鄔玉偉 鄭辰甫 王鵬梁

1. 杭州市城鄉建設設計院股份有限公司 浙江 杭州 310003；

2. 杭州市城東新城建設投資有限公司 浙江 杭州 310003

引言

由于杭州市特有的軟土地質情況，相較于地上建筑，地下室建設成本常常較高。地下室設計的合理性，直接影響到工程造價的控制。筆者通過對數個項目的對比分析，發現在建安成本中，地下室結構占比達40%～60%，如表1。因此地下室的成本控制，成為項目整體成本控制的關鍵方面。

表1 地下室相關造價與建安成本對比實例

1 減少地下室結構層高后可降低的成本

降低地下室層高，在建筑、結構及施工方面均可節約可觀的經濟成本。相關資料揭示，地下室層高每增加100mm，綜合造價增加18元/m2。因此，在滿足各項規范與使用需要的前提下，降低地下室層高，對成本控制具有重要意義[1]。

1.1 結構成本

對結構專業來說，層高降低意味著豎向構件的長度和體積減小、入口坡道和樓梯的長度減少，從而使得鋼筋混凝土材料的用量得到節省。此外，層高較低的地下室基坑開挖深度及圍護成本均會減少。更小的地下室體積使得水浮力得以減小，在相同條件下，地下水位抗浮設計所需的成本也會相應減少。

1.2 建筑成本

地下室層高降低對建筑專業成本控制的效果主要體現在豎向布置的材料與構件上。更小的層高可以減少填充墻體的工程量以及管線的垂直長度，而填充墻使用的減少也可降低粉刷、防水材料的使用，這些因素均對成本控制產生了積極影響。

1.3 施工成本

除了上述材料用量減小帶來的工程量減少節約下不少的人力資源成本外，地下室層高降低還能使得腳手架高度降低、豎向構件模板梁減小，最終使得工期得以縮短，利于建設單位財務成本的控制。

2 層高減小的限制因素

2.1 使用功能要求

目前大部分地下室均有停放小型機動車的要求。根據《車庫建筑設計規范》，對于小型車輛，車輛出入口、坡道及停車區域凈高應不小于2.2m，這是限制地下室層高減小的重要因素之一[2]。

2.2 頂板結構高度

由于不同項目中柱網跨度、荷載（人防、消防車、覆土等）情況的不同，及選用的梁板體系各異，扣除梁、板高度后的結構凈高也會基于不同的項目實際情況而定。在常規情況下頂板覆土約在1.5m左右，此時頂板梁高大致可取1/9～1/10柱跨。在實際工程中，可依據此條工程經驗進行層高的預估。

2.3 設備管線占據高度

地下室設備管線包括排煙風管高度，噴淋系統，強弱電橋架。其中橋架可避開風管位置，風管下需要設噴淋。因此管線高度包括風管和噴淋兩者。在一般工程中，設備管線高度=500（含400的風管高度、每邊各50的防火板厚度）+200（風管的支吊架高度、噴淋的高度）=700mm。

3 基于成本控制的地下室頂板和中板樓蓋體系選擇

針對不同荷載組合下的各類地下室頂板梁板體系進行交叉建模計算，通過梁板配筋圖測算出各種工況下的鋼筋與混凝土材料的用量[3]，見下表。

表2 地下室頂板鋼筋、混凝土及模板用量

通過分析對比，對于頂板覆土與人防荷載組合，采用大板體系具有明顯的優勢。此時結構鋼筋、混凝土及模板的用量在各體系中均為最優。即在相同跨度的情況下，荷載較大時，大板體系的經濟性具有較為確定的優勢[4]。

表3 地下室中板鋼筋、混凝土及模板用量（地下一層有人防）

通過分析對比，對于地下室中板，人防荷載組合，采用無梁樓蓋在所述條件下鋼筋與模板量最為經濟。特別是單方鋼筋含量，甚至只有次優的大板體系的68%，可謂優勢明顯。此外，不僅僅可以從鋼筋混凝土用量的角度進行考慮，若將無梁樓蓋能夠增加樓層凈高從而降低結構層高的綜合經濟效益，以及模板工程的工程量與復雜程度納入考慮，無梁樓蓋的相較其他有梁體系都將產生明顯的優勢。次選方案可選大板體系，鋼筋、混凝土、模板用量均比其他有次梁體系由優勢[5]。

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4 綜合上述因素的地下室層高推薦值

一層地下室層高建議：3.8m（有人防）；3.7m（無人防）。

二層地下室層高建議：地下一層，3.8m；地下二層，3.7m；如地下室中板采用無梁樓蓋，則地下二層層高3.4m。

5 結束語

由上述綜合分析，選擇合理的地下室樓蓋結構體系，結合建筑功能及設備專業空間，得出的地下室層高設計值，既滿足了使用功能，保證了結構安全，同時，經濟性也得到控制。