浅议来宾来宾市迎宾广场地下工程结构设计

论文导读：
摘要：城市地下空间被视为一种新型的国土资源，对其进行适时地、有序地开拓与发展，将会使有限的城市发挥更大的效用。本文结合实例分析了城市广场地下工程主体结构设计中的几个要求点问题。
关键词：地下工程；结构设计

在现代技术的推动下，城市正以前所未有的速度实现自身的巨大发展和进步。与此同时，也受到因人口密度迅速增长而造成的各种城市化难题的困扰，其中一个就是生存空间的危机。在探索缓解这一危机的过程中，开发利用地下空间被证明是一个较为现实的有效途径。合理开发与利用地下空间资源，不但可以缓解当前存在的各种城市矛盾，满足某些社会和经济发展的特殊需要，而且为进一步的城市化和城市的现代化都开辟了广阔的前景。
城市广场地下工程是具有多种城市功能的大型地下建筑，能在一定程度上将地面的空间引入到地下，缓解城市中心区的拥挤状况，创造出良好的城市景观。本文结合来宾市迎宾广场人防工程实例，介绍结构设计过程中的几个要点问题，可供相似的城市广场地下工程作参考。

1、工程概况

来宾市迎宾广场为市民广场,地下部分是个没有上部建筑的全埋式平战结合的人防工程，平时功能为商场，战时功能为二等人员掩蔽部和物资掩蔽部，人防抗力级别为核六级常六级。本工程呈矩形，东西向总长147 m，南北向总长58 m，地下建筑面积8617 m2，柱网尺寸为7.2mX7.2m。场地位于抗震设防烈度<6度区，地震动峰值加速度<0.05g区，场地不需作抗震设防。中专毕业论文www.7ctime.com

2、基坑支护设计

由于本工程四边紧贴市政道路，且施工期间道路不能封闭，所以基坑不具备放坡的场地条件，基坑支护设计时考虑采用排桩方案。充分考虑到当地人工较为便宜，支护结构和基坑施工时期恰逢枯水季节，地下水位较低等有利因素，排桩选用人工挖孔桩，直径800mm，间距1.4m。人工挖孔桩不受机械限制，可多班组同时作业，交叉施工，大大加快了施工进度，节省了投资。基坑深度6.4m，为改善悬臂式排桩受力，减小桩身配筋，取得较好的经济性，在距桩顶1.5m处设置一排预应力锚索，预应力锚索采用1860级高强度低松弛钢绞线，锚索通过腰梁和锚具与排桩连接。为保证支护安全，施工期间安排了监测，重点部位是桩顶背后1.0H(H为基坑深度)范围内的地表开裂状态和临近的建筑物沉降变形。通过全过程监测，证明了本支护方案安全可靠，同时也加快了施工进度，取得了较好的综合效益。

3、基础及抗浮设计

根据勘察资料以及基坑施工中揭露情况表明，本工程场地上部为淤泥土（Q4ml）结构松散，韧性低，软塑状，含有机质，层厚2.00~6.00m；下部为坚硬~硬塑状红粘土（Q3el），韧性和干强度高，属中压缩土，地基承载力特征值fak=220kPa。硬塑状红粘土水平分布连续，厚度大且较均匀，是本工程良好的天然地基持力层。
基础设计时考虑了二种方案：方案一，梁板式筏基；方案二，独立柱基+防水底板。方案一由梁板式筏基全部承受地基反力、水浮力及人防底板等效静荷载，梁板截面及配筋较大。方案二由独立柱基承受地基反力，同时作为防水板的支座；由梁板式防水底板承受水浮力和人防底板等效静荷载。经过技术经济比较，方案二可充分发挥地基承载力，各构件分工明确，梁板所承担的荷载较小，扣除独立柱基后梁跨度仅为3m，计算配筋较小。故最后决定选用独立柱基+防水底板的基础形式，底板厚300mm，柱下双向设置地梁，截面为300mmX700mm。
本工程抗浮设防水位为地面以下3.8m，至底板底的抗浮水头为2.2m，，水浮力标准值22 kN/m2。工程主体考虑上部覆土及结构自重后重力标准值为32.45kN/m2，故工程主体大部分不需要采取特殊的抗浮措施即可满足要求。局部出入口无顶板处，重力标准值为16kN/m2，需采取抗浮措施。考虑到这部分面积不大，设计采取局部底板下沉至基础底面标高并回填毛石砼作为抗浮措施，既简便可靠，工程量也较小。此部位至底板底的抗浮水头为2.75m，水浮力标准值27.5 kN/m2，底板加上回填毛石砼后自重标准值为31.4 kN/m2，满足要求。由于抗浮计算中将顶板的自重以及其上覆土的重量全部计入作为压重，所以要求施工过程中全程监测地下水位，并采取降水措施保持水位在底板以下，直至顶板覆土全部完成以后才可以全部停止。

4、地下主体结构设计

4.1主体结构布置

地下主体结构以人防为主，人防抗力级别为核六级常六级，分为一个物资掩蔽部和二个二等人员掩蔽部。柱网以7.2m×7.2m为主，结构顶部采用梁板式楼盖，按照《地下工程防水技术规范》和《人民防空工程设计规范》中关于防水及防早期核辐射的要求，顶板厚度为250mm。地下结构周边设置封闭的钢筋混凝土挡墙，结合内部人防防护分区设置钢筋混凝土单元间隔墙，口部位置设置钢筋混凝土临空墙和密闭隔墙。

4.2内力分析

由于本工程为人防工程，故内力分析时应分为平时和战时两个工况进行分析计算，不同构件的每个工况计入不同的荷载组合。各构件设计时，均要同时满足两个工况的计算要求。在平时工况中，按照承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算的要求进行，与一般的工民建结构基本相同。在战时工况中，仅考虑爆炸等效静荷载（或常规武器爆炸等效静荷载，取大值）与建筑结构构件自重、土压力、水压力等永久荷载标准值进行组合，其中核（常规）武器爆炸等效静荷载仅考虑一次作用，在战时工况中不考虑裂缝、挠度、沉降等正常使用极限状态的因素，截面设计时应考虑材料强度综合调整系数。

4.3地下结构的超长无缝设计

该工程东西向总长147 m，南北向总长58 m，由于人防和防水方面的要求，结构不设伸缩缝。这远远超出了混凝土结构设计规范有关永久伸缩缝间距的规定。因此，为控制混凝土的收缩裂缝必须在设计与施工中采取有效的措施。该工程为地下工程，因而建成后环境温差较小，引起的混凝土胀缩并不大，这对该工程非常有利。设计中重点解决混凝土的干缩及早期水化热引起的收缩所产生的裂缝问题。在本工程中主要采取了以下措施：
4.

3.1膨胀加强带的设置

民用建筑中普遍采用的裂缝控制方法是沿结构每30m左右设置收缩后浇带，并在其两侧混凝土早期收缩基本完成后（龄期60d时早期收缩可完成70%左右）才浇筑后浇带的微膨胀混凝土。但后浇带存在施工时清缝困难，新旧混凝土界面处理不易达到要求等问题，在许多工程实例中后浇带处发现渗水。同时后浇带浇筑要等两侧混凝土浇筑60d后方能进行，对工期影响较大。建设方对工期的要求比较紧，根据本工程情况，设计采用了膨胀加强带结合跳仓法施工的工艺。在长方向设置二条，短方向设置一条1m宽的膨胀加强带，将工程平面分成六个49mX29m左右的区域，各区域混凝土一次浇筑、分块进行，不留任何形式的缝。
4.

3.2补偿收缩混凝土的应用

本工程结构设计采用SY-G高性能膨胀抗裂剂配置补偿收缩混凝土，以提高结构自身抗裂性，控制裂缝的开展。为达到较好的实际结果，设计要求施工单位做好有针对性的施工方案，采取行之有效的施工措施：优选原料，严格控制混凝土原料质量，尽量减少骨料含泥量；采用较低水化热、大厂旋窑生产水泥，选择适当的混凝土配合比，严格控制粉煤灰的质量和含量，降低水灰比；严格控制混凝土的塌落度；做好混凝土浇灌振捣，尽量降论文导读：工方案比采用后浇带的方案少用了2个月的时间，提高了工程建设的综合效益。主体结构完工到现在已近3年，对底板、外墙和顶板的背水面进行了多次全面的裂缝和渗水检查，仅发现外墙有3处水平向线渗，长2ｍ左右，部分已出现自愈现象。经分析，上述裂缝主要是由局部混凝土施工缝施工质量不佳造成的，对结构的承载力不造成严重影响，为确保结
低入模温度，采取切实有效的表面温度保持养护措施，减缓水化热温度的变化速率，混凝土浇筑振捣后，收水、刮平顺，立即用塑料薄膜加草袋覆盖；各段尽量连续浇灌不留施工缝。
4.

3.3使用效果

采用膨胀加强带结合跳仓法的施工方案比采用后浇带的方案少用了2个月的时间，提高了工程建设的综合效益。主体结构完工到现在已近3年，对底板、外墙和顶板的背水面进行了多次全面的裂缝和渗水检查，仅发现外墙有3处水平向线渗，长2ｍ左右，部分已出现自愈现象。经分析，上述裂缝主要是由局部混凝土施工缝施工质量不佳造成的，对结构的承载力不造成严重影响，为确保结构的耐久性，可采用一般的灌浆修补方法进行处理。工程投入使用几年来，使用状况和稳定性令人满意，说明本工程地下结构整体无缝设计是成功的。
5结语
随着地下工程在我国城市化建设中的作用越来越明显，地下工程的结构设计是一个很有实际意义的课题。迎宾广场地下工程的结构设计充分利用各种有利条件，既解决了结构自身的问题，也满足了业主在工期、造价等各方面要求，取得了较好的综合效益。有关抗浮、超长结构的无缝设计等方面的成功经验，可供类似结构的设计者参考。
参考文献
王铁梦.建筑物的裂缝控制[M]..上海：上海科学技术出版社，1993.
GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S].
[3]GB50225-2005，人民防空工程设计规范[S].