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地下车库 · 方案对比

预应力筏板基础国外常用,国内少见是规范不允许还是审图过不了?

国内基础工程里预应力筏板少见,卡点不在规范禁止,也不在审图一定过不了:系统设计方法没成体系、施工工艺没普及、可参照的工程实例少,行业对它的造价和工期影响认知不足。BICP银泰建构的判断是,地下水位高、层高小、单层体量大、双向超长的项目,把普通筏板和预应力筏板放进同一张表做技术经济比选,再决定用不用。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

地下车库方案对比预应力筏板基础、筏板基础方案比选、预应力筏板审图、基础筏板减薄、地下结构抗浮、预应力筏板造价
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导语

先分清一件事:国内案例少,并不等于规范不允许用,也不等于审图一定通不过。案例少的直接后果,是方案阶段能参照的工程少,业主和设计院做决定时把握低,于是更倾向选成熟做法,案例就更少。

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适合哪些项目

预应力筏板有明确的适用条件,条件对不上,算完往往还是普通方案更合适。

  • 适合:地下水位较高、抗浮问题复杂;结构高度较小、单层体量大;柱网较大、地基反力差异大;平面两个方向都超出伸缩缝允许长度,普通筏板只能靠多道后浇带、伸缩缝和普通钢筋应对收缩与温度应力。
  • 不适合:基础体量小、层数少、柱网密、荷载轻,预应力增加的专业造价换不回板厚减薄和挖深减少带来的收益。
  • 需要先确认:持力层情况与地基承载力、抗浮设计水位、覆土厚度与消防车荷载、人防要求、施工顺序与工期节点、当地审图机构此前做过多少预应力筏板。

国外经验可以拿来参照:北美部分膨胀性粘土和稳定性较差土质的地区,预应力基础是当地主要的基础形式之一。这是当地长期形成的做法,国内项目仍要按国内规范重新复核。

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国内少见的原因

预应力平板结构在国内用得多,设计和审图两个环节对这类做法都不陌生;筏板基础要难一些,难在设计方法和施工工艺还没有成套,行业里能对上的经验也不多。国内围绕预应力筏板基础的研究偏少,方法不成体系,用的人自然少。

北美地区预应力钢筋总用量的60%用在地下结构中,美国目前超过50%的预应力筋用在住宅和轻型工业建筑的基础里。这是当地的应用结构,国内项目不能按这个比例预期自己的方案。

国内的时间线是:1987年首次把预应力技术引入基础工程,首个预应力筏板基础建于2000年,此后筏基工程实例屈指可数。案例少、研究少、方法不成体系,三件事互相牵制:案例少,设计院对计算结果没把握;不做,施工工艺积累不起来;工艺不成熟,审图环节的接受度又低一档。

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地下结构里的预应力,国内已有做法

预应力在筏板里少见,在地下结构的其他部位并不陌生。银泰建构参与设计的某交通枢纽配套南广场项目,地下结构整体212m×189m,超长不设缝,用无粘结预应力控制温度裂缝,局部14m连续梁用有粘结体系。这类项目说明,预应力从计算、深化到现场张拉,在国内地下工程里是走得通的;筏板基础缺的是成套方法和案例积累,技术路径本身是通的。

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两种筏板方案的比较

预应力筏板的做法是在筏板内布置预应力筋,张拉锚固后建立预压应力(提前给混凝土加一个压着的力):基底反力分布趋于均匀,筏板的抗冲切能力提高,厚度一般可以减薄1/3~1/4。板内混凝土长期处于受压状态,抗裂、抗渗和耐久性跟着改善,双向超长引起的收缩应力和温度应力得到缓解,同时挖深减少、结构自重减轻、整体抗浮能力提高。

拿某会展中心项目来说,筏板平面都是186m×144m,两个方案先比板厚和基础梁截面:

比较项 预应力筏板方案 普通筏板方案
筏板厚度 400/500mm 600/650mm
基础肋梁截面 400mm×1000mm 500mm×1500mm

这个项目改用预应力筏板后,基础挖深少了0.5米,混凝土用量减少约30%,普通钢筋用量减少约35%;预应力部分增加造价200元/㎡,两边相抵,总造价节省120余万元,工期缩短35天。

这些数字来自该项目的方案对比和实际实施结果,别的项目拿不到同样的幅度。换成另一个项目,能省多少要看柱网、荷载、地下水位和当地常规做法。

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怎么判断项目要不要比这一项

  1. 先看地下室层数和层高。层高压得紧、单层面积大、地下水位高的项目,筏板减薄带来的挖深和抗浮好处最容易算成钱。
  2. 核清抗浮水位和持力层条件。抗浮问题复杂时,预应力筏板减轻自重、提高整体抗浮能力这一条要单独计入,不能漏项。
  3. 量平面尺寸。双向超长、普通方案要设多道后浇带或伸缩缝的,把预应力方案减少的后浇带数量和工期影响列出来。
  4. 放进同一张表。板厚、梁截面、混凝土和钢筋用量、挖深、预应力专业造价、工期、抗裂抗渗、后期维护,逐项对比。只比结构造价,预应力筏板的综合价值往往算不出来。
  5. 方案阶段就把设计院和审图环节拉进来。计算依据、构造做法、同类项目的经验一次交代清楚,比等施工图出来再调整省事。
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参考依据

  • 《建筑与市政地基基础通用规范》GB 55003-2021
  • 《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011
  • 某会展中心项目:银泰建构承担预应力工程,方案阶段把预应力筏板与普通筏板逐项对比后实施
  • 某交通枢纽配套南广场项目:地下结构整体超长不设缝,无粘结预应力控制温度裂缝,局部连续梁采用有粘结体系
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常见问题

Q1 预应力筏板和桩基方案怎么比较?

桩基和筏板解决的问题不同:桩基处理的是承载力不够或沉降控制,预应力筏板处理的是筏板本身的厚度、抗冲切、抗裂抗渗和抗浮。项目确实需要桩时,比的是桩筏基础和预应力桩筏基础,比较时仍然按板厚、桩数、挖深、工期和综合造价逐项列。

Q2 预应力筏板的设计费怎么算,会不会比分项施工还贵?

银泰建构把方案咨询和工程实施分成两个环节:咨询阶段先做初步诊断和方案比选,形成技术经济比较结论;确定技术路线后,再做详细分析并提供专项技术条件,协同设计院把施工图落实。如果由我们实施,再进入独立的工程合同环节。

Q3 当地审图机构没审过预应力筏板,怎么推进?

把计算依据、构造做法和同类项目的做法整理成一份材料,在方案阶段就交给审图环节沟通,比施工图出完再改省事。银泰建构参与过的基础筏板项目,方案阶段就把预应力方案和普通方案逐项对比过,这类对比材料可以直接用于技术沟通。

把您的柱网、层数、地下室层高、抗浮水位、覆土与荷载、工期节点整理好发给我们,工程师帮您判断这个项目要不要把预应力筏板放进比选。

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