大讲堂 | 我国城市地下停车场发展现状及修建技术(下)
五、地下停车场分类与选型
地下停车场按不同的方式可以有不同的分类。根据其服务人群的不同可分为公用型和专用型,根据与地面建筑的位置关系不同可分为单建式和附建式,根据其使用的方式不同又可分为坡道式和机械式,另外还可以根据停车的规模以及防火的要求不同进行分类。
在城市地下停车场的类型中,机械式地下车库是自动化程度、土地利用率相对较高的一种,具有布置灵活、停车密度大等众多优点,是城市停车设施发展的新方向。地下机械式停车场有不同形式,主要类型有垂直升降类、车位循环类、巷道堆垛类、升降横移类等几种。
(一)垂直升降类地下机械式停车场
垂直升降类地下机械停车设备一般以两辆车为一个层面,每层停放两辆车,通过层数的叠加来增大库容量,一般可达20~25层。该类停车场常见的形式是建造在地上的塔式立体停车场,它占地面积小,是所有机械停车设备类型中土地利用效率最高的。
圆筒型地下停车场的建筑平面为圆形,它主要是通过增加设备中每层车位数量来减小层数,对一般停车场进行改造,使其更好地运用到地下空间中。如图4 所示(图片来源:广州四季快安智能停车场有限公司),圆筒型地下停车场可设计成单圆或多圆组合形式,中心圆形区域为运输通道,周围圆形区域为存车位,每个存车位为扇形,出入口设置在地面,可根据需要随意选择不同角度。该类型的停车场一般只需要直径20 m 左右的面积,占地面积小,容量大,存取车时间短,是解决目前老旧城区及城市中心停车难问题的一种切实可行的方案。
(二)车位循环类地下机械式停车场
车位循环类地下机械式停车场不需要为存取车的机械装置和车道留出空间,是机械式停车场中对空间的利用率最高的。如图5 所示,其根据使用设备的不同可分为水平循环类和多层循环类两种。
(三)巷道堆垛类地下机械式停车场
该类停车场主要通过堆垛机等机械设备,带动车辆在专用通道上进行水平和垂直运动,将车辆运送到车位处或出入口。该类停车场内部需留有堆垛机运行的空间,空间的利用率较循环类停车场低,但运行速度比它要快,适合建造成较大型的停车场。为提高土地利用效率,该类停车位也为多层布置,其平面及剖面如图6 所示。
(四)升降横移类地下机械式停车场
该类停车场多采用多层多列的布置方式,在顶层均设置一个空位,当需要取车时,其他车辆向空位方向横移一个车位的距离,使得车位下方形成一个升降通道,从而实现对该车辆的存取。升降横移类立体停车设备结构相对简单,可实现模块化设计,拥有性价比高、适应性强、技术成熟、可靠度高等优点,是我国目前地下机械式立体停车设备中使用最多的类型,如图7 所示。
地下机械式停车场的选型要考虑车辆的规格、停车场容量、服务半径、管理与收费等因素,按照适量化原则、可靠性原则、人性化原则选取最合适的停车场类型。地下空间较大时可以采用巷道堆垛式、升降横移式,地下空间竖长则可以采用垂直升降式,地下空间狭长则采用水平循环式,对普通停车场机械化改造则采用简易升降设备。
六、城市地下停车场规划设计技术
(一)地下停车场规划要点
城市地下停车场是城市中重要的节点,即连接着城市动态静态交通,同时又协调城市的规划和发展,对城市交通流量和流向起着重要的调节作用,故应重视城市停车场规划,使之发挥促进和引导城市发展的作用。结合我国停车场建设调研情况,对我国地下停车场规划提出以下几点建议。
1、根据停车需求,科学新建、改建地下停车场
近年来随着机动车数量的快速增长,各大城市也在加快停车场的建设步伐,然而新建停车场常常规划在开发区、技术新区等区域,从数量上增加了不少停车位,实际却因利用率不高而起不到缓解城区内停车难的问题,所以在制定规划和新建停车场时需要详细研究停车需求,着眼于矛盾突出的地方,如学校、医院、繁华商业区、居民区等,根据其具体场地条件和功能分区主要分以下4 种情况。
(1)核心区停车设施建设
——重点解决行政功能聚集区和胡同停车难问题。
具体措施如下:利用简易升降设备、升降横移设备等机械对行政办公区自有停车设施进行改造扩容;灵活利用边角地建设简易机械式停车设施解决胡同停车难问题;利用周边公共设施、城市绿地的地下空间科学合理建设立体化地下机械停车设施。
如图8 所示,北京车辇店胡同采用下沉式立体停车场方案,停车库为四层结构,总停车位有193 个。
(2)医院停车设施建设
——重点挖掘医院自有空间资源建设停车设施。
如充分利用周边公共设施和城市绿地的地下空间规划建设圆筒型等地下机械式立体停车库。
(3)世界文化遗产周边停车设施建设
——重点加强商业、景点周边停车设施管理,控制小汽车停车需求,鼓励公共交通出行。结合世界文化遗产周边公交场站立体化改造,兼顾旅游大巴停车功能,适度满足旅游停车需求。
图9 为北京南锣鼓巷地下自动升降停车场,改造后的停车场为6 层结构,可提供74 个车位,地下停车场面积近2 000 m2,而在地面上看占地只有100 m2 左右,与原有古巷街貌相符合。
(4)居住区停车设施建设
既有居住区配建停车设施不能满足停车需求的,可挖掘居住区内部平面停车设施等自有公共空间或边角地,建设小型简易机械式立体停车设施或利用周边公共设施和城市绿地的地下空间建设井筒式立体停车场。
此外,在公共交通枢纽站换乘站、体育馆图书馆医院等办事场所、5 000 m2 以上的商场娱乐等经营场所,停车场建设不足的应及时改建、扩建或补建,并且优先规划设计土地利用率高的地下机械式停车场。
2、对地下停车场进行分级规划
为了控制流向城市中心区的汽车交通量,德国人比格在停车场规划时提出对停车设施进行分级的方法,通过停车分级与换乘减少城市中心区车流量。比格将停车场设施分为三级,在城市中心区的四个角各布置一个大型的可长时间停车的停车场,且配建有大型的公共交通工具换乘站,驾车人可以通过乘坐公共交通工具到达城市中心。在中心区的外围建设一条环形道路。一些车辆由高速公路驶入环城公路后,可以将车辆停放在环城公路内侧的停车场,这里的停车场为中间型(既有长时间停车场,也有短时间停车场)。少数需要短时间进入城市中心的车辆可以通过环路的辅路进入,同样在辅路终点处设有短时间停车场,停车后可以步行进入城市的核心区。这种布局还考虑了在城市核心区的左侧设立一个次中心,在次中心两端高速路外侧设置两个大型的可长时间停车的停车场。比格提出的停车场布局,如图10 所示。
为减少城市中心区的交通流量,解决人流拥挤区域停车难的问题,建议在停车场规划时采取停车场分级规划原则,在城市中心区以外的公共交通枢纽附近、快速通道出入口附近、城市中心商业区等人流密集地区修建P+R 地下智能停车场,并辅以低廉的收费和更加优惠的公共交通收费政策,促进停车换乘及公交优先的发展,减少城市中心区的交通流量,优化城市交通组织结构。
(二)地下停车场设计要点
1、地下机械式停车场结构设计
地下机械式停车场的空间设计包括柱网空间设计、剖面设计、出入口设计等几点内容。柱网空间设计应考虑机械结构运行间距、车辆尺寸等,结合不同结构尽量提高空间利用率;剖面设计时主要考虑车辆净高、机械运行方式等,如图11 所示,单个车位基本参考尺寸为5.05 m×1.85 m×1.55 m(长× 宽× 高);出入口设计一般采用升降机提高存取车效率,同时注意与周边环境的协调,其尺寸应满足以下要求:宽度比所搬运汽车的最大宽度大0.5 m以上,且总宽度至少为2.25 m,高度要达到1.8 m 以上,且总高度至少要比适停车辆高度多0.1 m。
地下停车场主体结构及围护结构设计主要考虑结构的安全性与可靠性,根据实际工程条件选取合适的围护结构,一般常用的有地下连续墙、钻孔灌注桩等。
在地下停车场防排水、排烟设计时,应合理确定地下机械式停车场防水等级,减少施工缝变形缝等薄弱节点,严格做好防水措施防止机械结构腐蚀,渗水等问题出现。同时应设置好排烟系统,一方面排除尾气,另一方面能在火灾时排除烟气,保证事故及时处理减少损失。
2、地下机械式停车场辅助设施设计
(1)停车场管理的智能化设计。
智能停车场的设计特点主要表现为:设备智能化,减少存取车时间;操作智能化,尽可能降低使用门槛,方便存取车辆;安全模式智能化,安装多项安全设置,保证车辆与人员安全;监控智能化,避免误取盗失等现象发生;维保智能化,智能检测设备运行状态,减少维修管理;管理系统智能化,形成集成了计时、收费、状态信息等功能的智能系统。
(2)停车交换技术。
停车交换技术是指车辆自动从移动轨道上进入对应停车位的技术,不仅影响停车的速度,同时还会影响停车空间的设计,以及停车设备的可靠性。停车设备的交换技术可以分为两大类:有载车板的交换技术和无载车板的交换技术,应根据工程实际情况选取并改进。
(3)停车控制系统。
地下机械式停车场停车控制系统包括车辆感应系统、自动存取车辆系统等,是机械式停车场自动化的重要组成部分,在运行、维护、安全等各个方面都扮演了极其重要的角色。目前机械式停车场一般采用可编程逻辑控制器(PLC)控制系统。
七、地下停车场施工技术
(一)常用施工方法
地下停车场施工技术实质上是深大基坑的施工技术,可分为明挖法、盖挖法、沉井法等多种,具体的适用情况如表2 所示。
在围护结构施工中,应根据工程特点、地质情况具体选择。地下连续墙适用于对变形、防水要求都比较高的基坑,可以用作主体结构一部分,但是造价较高;钻孔灌注桩造价相对较低,也具有较大的刚度,适用于深大基坑。
(二)井筒施工方法
圆筒型垂直升降类地下停车场由于其占地面积小、适用范围广、空间利用率高等优点尤其受到关注。此类停车场的地下结构就类似于一个井筒结构,因此还可以采用以下井筒施工方法:
①当地层条件允许、场地较开阔时可以采用普通钻爆法开挖井筒;
②在井筒深度较大、开挖场地条件允许的情况下可以采用机械钻井法,同时可以预制井壁,提高施工质量,缩短工期;
③当地层含水量较大、存在淤泥流沙等不稳定地质条件时,可以采用冻结法,利用人工冻结技术,将井筒周围岩体冻结起来,然后开挖掘进。
(三)施工新技术、新工法
随着地下工程的不断发展,施工技术也不断出现新工法或者改良技术。
①球体盾构施工技术。球体盾构可以完成竖向基坑的开挖,同时可以从竖井转向继续开挖,可以直接开挖出停车场所需的地下空间。同时具有环境影响小、结构稳定性高、节省工作量等优点;
②“桩墙合一”技术。如图12 所示,通过咬合桩、地下连续墙、沉井等技术将基坑支护的挡土、止水作用与地下车库的外围护功能三者结合起来的“三合一墙”结构,节能降耗显著,是可持续发展的基坑支护新技术,可以很好地利用在地下停车场的建设过程中。
八、结语
(1)在城市地下停车场的开发过程中,应提高已有停车场的使用效率、安全防范及管理水平
通过统筹城市动静态交通、合理引导区域交通流量、完善城市规划,来提高已有停车场的利用率。利用互联网、物联网等技术,形成智能停车管理系统,通过智能预约、智能停车诱导、智能识别等功能,实现停车场集约化管理,同时提高安全水平。根据大数据获取区域停车需求、城市交通发展等数据来优化城市布局,促进城市科学健康高效发展。
(2)灵活处理建设管理及投融资模式
停车场的建设和管理按照建设多元化,管理属地化,设施智能化和统筹、一体、集约的思路,综合运用法律、行政、技术以及价格等多种手段,坚持政府引导、市场主导相结合。
(3)根据停车需求,因地制宜规划设计地下停车场
地下停车场应统筹地下空间特点、城市规划等内容进行具体规划设计,目前来说地下机械式停车场因其占地面积小、结构形式灵活、自动化程度高、安全可靠等多种优点,应该成为新建或改建城市停车场的优先方案。
(4)开发城市地下停车场时,选择合适施工方法,推进停车场产业化发展
根据工程环境合理选择明挖、暗挖等施工方法,发展快速施工、预制结构装配化施工技术,统一地下停车场的配套设施、机械结构、控制系统等内容,形成完整产业链,提高停车场建设效率,推动停车场产业化发展,带动城市经济发展。
完!
本文源自:《中国工程科学》,作者为:北京交通大学土木建筑工程学院谭忠盛教授