高層建筑主樓與裙樓的整體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、<p>　　高層建筑主樓與裙樓的整體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：現(xiàn)代高層建筑，為了提高建筑立面效果以及達(dá)到建筑使用功能要求等諸多因素，沉降縫的設(shè)置不太現(xiàn)實(shí)；尤其對(duì)于地震地區(qū)，通過(guò)設(shè)置“縫”把房屋分為獨(dú)立區(qū)域反而會(huì)因?yàn)椴煌瑔卧g的碰撞而造成震害；而雖體型復(fù)雜但平面布局合理的高層建筑，沒(méi)有設(shè)置縫反而震害較輕。因此，高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為了滿足整體要求盡量避免設(shè)置沉降縫，而是從構(gòu)造或者布置上通過(guò)采取措施來(lái)

2、減少沉降差。鑒于以上問(wèn)題，是否能把主樓和裙房的基礎(chǔ)采取整體設(shè)計(jì)，從而解決防水失效問(wèn)題是值得研究。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；主樓；裙樓；整體基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　一、高層建筑主樓和裙房基礎(chǔ)整體性設(shè)計(jì)的可行性分析 </p><p>　　主樓和裙樓兩者之間的基礎(chǔ)整

3、體設(shè)計(jì)，目前比較側(cè)重于兩者采取基礎(chǔ)不同形式，主樓和裙房之間不設(shè)置沉降縫。事實(shí)上，由于高層建筑的裙房和主樓兩者之間荷載以及結(jié)構(gòu)剛度相差懸殊，兩者之間必定會(huì)存在一定量沉降差，若對(duì)其沉降差處理不當(dāng)必定會(huì)造成兩者的結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)出現(xiàn)開(kāi)裂而影響結(jié)構(gòu)安全與使用要求。因此，裙房和主樓采用不同的基礎(chǔ)形式，設(shè)法減少兩者之間的沉降差，對(duì)于確保主樓和裙房基礎(chǔ)的整體設(shè)計(jì)十分重要。高層建筑的主樓和裙房?jī)烧呋A(chǔ)采取整體設(shè)計(jì)，須具備以下幾個(gè)可行性條件： </p&g

4、t;<p>　　1、主樓和裙房基礎(chǔ)采取整體設(shè)計(jì)可行性關(guān)鍵是選取合理的基礎(chǔ)沉降計(jì)算分析以及合理計(jì)算出主樓和裙房之間的沉降差，結(jié)合該地區(qū)可靠的沉降數(shù)據(jù)，合理選取兩者之間的整體基礎(chǔ)方案，設(shè)置有效的過(guò)渡形式。 </p><p>　　2、設(shè)法減小主樓和裙房之間的沉降差，通過(guò)增加主樓沉降量的同時(shí)減小裙房沉降量。如主樓采取輕質(zhì)材料，以減小主樓的整體重量，同時(shí)對(duì)主樓采取補(bǔ)償式基礎(chǔ)形式，以減小主樓的沉降量；而對(duì)于裙房

5、來(lái)說(shuō)，則應(yīng)提高其基礎(chǔ)的柔性如可采取獨(dú)立基礎(chǔ)形式，以增加裙房的沉降量。 </p><p>　　3、如果經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)算的確裙房和主樓之間的沉降差不能滿足兩者基礎(chǔ)的整體設(shè)計(jì)，則可通過(guò)考慮兩者的施工順序來(lái)減小兩者沉降差，如先采取主樓施工，讓其沉降預(yù)先進(jìn)行，通過(guò)設(shè)置后澆帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)加強(qiáng)裙房和主樓兩者的沉降觀測(cè)，對(duì)后澆帶的高度以及層數(shù)進(jìn)行科學(xué)決策。 </p><p>　　二、高層建筑主樓和裙房基礎(chǔ)整體性

6、設(shè)計(jì) </p><p>　　1、基礎(chǔ)整體性分析 </p><p>　　對(duì)于高層建筑主樓和裙房基礎(chǔ)的整體性設(shè)計(jì)時(shí)所采取的結(jié)構(gòu)分析適宜采用子結(jié)構(gòu)法，該分析方法能準(zhǔn)確反映整體性基礎(chǔ)的上部結(jié)構(gòu)的荷載和剛度的凝聚過(guò)程，該方法把整體性基礎(chǔ)的上部結(jié)構(gòu)的荷載和剛度的凝聚過(guò)程分為兩個(gè)階段。第一階段為主樓結(jié)構(gòu)的荷載和結(jié)構(gòu)剛度凝聚到裙房板頂面；第二階段為考慮到主樓結(jié)構(gòu)剛度的裙房荷載和剛度凝聚到整體式基礎(chǔ)頂面；然

7、后再對(duì)基礎(chǔ)簡(jiǎn)化為梁、板、筏，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 </p><p>　　2、主樓和裙房的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì) </p><p>　　當(dāng)高層建筑的主樓和裙房基礎(chǔ)采取整體性設(shè)計(jì)，即采取基礎(chǔ)不設(shè)縫設(shè)計(jì)，可采取如下設(shè)計(jì)措施：盡可能對(duì)于建筑平面布置采取簡(jiǎn)單形式，如果對(duì)于建筑體型較為復(fù)雜的，則應(yīng)采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的方案。對(duì)于主樓結(jié)構(gòu)盡可能采取輕型材料，以有效地減小主樓建筑物的自重荷載。應(yīng)當(dāng)把主樓和裙房基礎(chǔ)分

8、別設(shè)置在不同土層上，主樓結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)持力層應(yīng)設(shè)置在低壓縮性的土層，對(duì)于裙房的基礎(chǔ)持力層則應(yīng)設(shè)置在中壓縮性土層，從而減小兩者之間的沉降差。對(duì)于裙房面積較小的情況，則可把裙房直接懸挑在主樓基礎(chǔ)上。主樓和裙房基礎(chǔ)采取不同形式，例如主樓基礎(chǔ)采取樁箱基礎(chǔ)或箱基外挑，以有效地?cái)U(kuò)大基礎(chǔ)底面積，從而降低地基附加應(yīng)力，最終減小沉降差。對(duì)于場(chǎng)地地基條件良好，而且沉降差不大，或者建筑在使用上沒(méi)有特殊要求，則主樓和裙房同時(shí)采取筏基或者箱基。 </p>

9、<p>　　3、采取靈活的布樁形式 </p><p>　　對(duì)于帶有裙房的高層建筑的基礎(chǔ)工作狀態(tài)來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)的平均沉降值越大，對(duì)于主樓與裙房的相互影響越大，從而導(dǎo)致主樓和裙房?jī)烧叩幕A(chǔ)“對(duì)傾”性概率增大。因此必須控制高層建筑中主樓和裙房?jī)烧叩钠骄两?。工程?shí)踐上通常采取長(zhǎng)樁基礎(chǔ)的高層建筑沉降較小，同時(shí)再通過(guò)合理調(diào)整主樓和裙房的樁長(zhǎng)、承載力與樁間距，可有效控制主樓和裙房的差異沉降，從而在滿足構(gòu)造、沖切以及

10、剛度等前提下，減少基礎(chǔ)底板的內(nèi)力。 </p><p><b>　　4、基礎(chǔ)沉降計(jì)算 </b></p><p>　　主樓和裙房整體性基礎(chǔ)沉降計(jì)算采取共同作用方法進(jìn)行，先把主樓和裙房考慮沉降縫進(jìn)行沉降計(jì)算，結(jié)合兩者之間的相互影響預(yù)估主樓和裙房基礎(chǔ)的沉降差；再把主樓和裙房不考慮沉降縫進(jìn)行基礎(chǔ)整體性計(jì)算，在所預(yù)估的沉降差前提下，預(yù)估整體式基礎(chǔ)的整體撓曲和對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)應(yīng)力。對(duì)于主

11、樓和裙房?jī)烧呋A(chǔ)的沉降差在1.5‰-3.0‰范圍內(nèi)，其基礎(chǔ)整體撓曲通常在0.33‰內(nèi)，這時(shí)主樓和裙房可以采取整體式基礎(chǔ)并且同時(shí)施工。對(duì)于預(yù)估沉降差較大而且兩者基礎(chǔ)的相對(duì)傾斜較大的，則可采用設(shè)置后澆帶的方式而不設(shè)縫。這時(shí)由于采取后澆帶施工，應(yīng)當(dāng)給出后澆帶合理的施工流程，以減小建筑物的后期沉降。 </p><p>　　三、高層建筑主樓與裙樓的整體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　1、

12、主、裙房之間差異沉降的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，地區(qū)性持久觀察與經(jīng)歷效年的分析研究結(jié)果的積累，采用高質(zhì)量、高可靠度的現(xiàn)場(chǎng)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合計(jì)算分析，是解決這一關(guān)鍵問(wèn)題必不可少的。 </p><p>　　2、基本設(shè)計(jì)原則是盡可能減少主樓的重量和沉降量（例如采用輕質(zhì)材料、采用補(bǔ)償式基礎(chǔ)和樁基），同時(shí)在不導(dǎo)致破裂的前提下提高裙房基礎(chǔ)的柔性，甚至可能采用獨(dú)立基礎(chǔ)。但應(yīng)指出的是，即使基底附加壓力為負(fù)值，其沉降仍不能忽略不計(jì)。 </p&

13、gt;<p>　　3、采取和不斷改進(jìn)主、裙房之間的連接的有效形式，使之保持整體性，滿足較高的抗震要求。又允許承受可能產(chǎn)生的后期沉降差。 </p><p>　　4、主樓應(yīng)先行施工，讓沉降盡可能預(yù)先發(fā)生，設(shè)計(jì)良好的后澆帶，并精心觀察與施工。 </p><p>　　5、在中密至密實(shí)地基上較有可能將沉降差調(diào)整到較小的范圍（一般在3cm以內(nèi)）。在軟土地區(qū)，沉降計(jì)算的準(zhǔn)確程度一般較低，完

14、工的長(zhǎng)期沉降量較大，預(yù)測(cè)更困難，故在軟土地區(qū)應(yīng)慎重采用。這也對(duì)軟土地區(qū)沉降觀測(cè)、計(jì)算和其可靠度提出了更高、更迫切的要求。此外，對(duì)高烈度區(qū)也應(yīng)慎重采用，分析中應(yīng)考慮地震可能產(chǎn)生的地基永久變形。 </p><p>　　6、建筑平面體形。從抗震設(shè)計(jì)考慮，裙房的結(jié)構(gòu)剛度與高層主樓的結(jié)構(gòu)剛度相比顯然懸殊的，如果裙房在主樓一側(cè)伸出較長(zhǎng)，在地震作用下，由于剛度中心與質(zhì)量中心偏心距較大，扭轉(zhuǎn)影響較大。因此，設(shè)不設(shè)變形縫必須根據(jù)建

15、筑平面情況區(qū)別對(duì)待。 </p><p>　　7、地基土質(zhì)，由于高層主樓與群發(fā)的基礎(chǔ)附加壓力相差較大，基礎(chǔ)差異沉降是顯然的。為此把基礎(chǔ)埋置在不同土層，采取不同基礎(chǔ)形式或高層主樓采用樁基，是差異沉降減小。 </p><p>　　8、為減少上部結(jié)構(gòu)由于高低層之間基礎(chǔ)差異沉降引起的內(nèi)力，裙房在與主樓連接的一跨梁線剛度應(yīng)盡量小。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)

16、 </b></p><p>　　高層建筑主樓和裙房之間的不均勻沉降采取沉降縫的措施以逐漸變得不現(xiàn)實(shí)，相反高層建筑主樓和裙房?jī)烧呋A(chǔ)的沉降差在可控制值內(nèi)采取整體性設(shè)計(jì)而不設(shè)置沉降縫以及不留后澆帶因其有很大的優(yōu)勢(shì)，可預(yù)測(cè)其將廣泛應(yīng)用于高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中。而如果預(yù)估沉降差較大，則可采用設(shè)置后澆帶的方式同樣可應(yīng)用到基礎(chǔ)的整體性設(shè)計(jì)而不設(shè)縫。但沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)選型以及主樓和裙房之間的基礎(chǔ)沉降差計(jì)算而一味追求

17、基礎(chǔ)的整體性誰(shuí)，這將導(dǎo)致工程實(shí)踐結(jié)果不盡人意，同時(shí)還會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來(lái)較大的安全隱患。因此，高層建筑主樓和裙房基礎(chǔ)的整體性設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立在科學(xué)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] JGJ3－2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ，2010. </p><p>　　[