谈高低层连体建筑物地基基础设计

1144766066 · 发表于 2020-6-13 11:33:17

摘要：高低层联体建筑物是在建筑设计和施工中比较常见的一种形式，这样的建筑在设计的方面有着特殊的要求，本文结合具体工作实践分析了基础和地基设计中应该注意的一些问题和具体的应对措施，重点分析了低层地基处理、整个建筑的防变形处理和防沉降处理等方面的问题。
　　关键词：高低层连体建筑地基设计
　　
　　随着社会经济的不断发展，建设步伐的不断加快，国家用于建设的土地越来越紧张，在这样的情况下，为了节约利用土地资源，在建设方面出现了越来越多的高层，土地资源相对比较紧张的大城市高层相对较多，基于建筑功能的需要，很多高层建筑的主体部分周围有裙房或者地下车库等相连，为了避免高低层建筑由于差异沉降而造成主体建筑与周围相对较低层建筑物之间产生裂缝，甚至是遭受严重的破坏，就要在设计的过程中要采取措施实施地基变形设计。我们结合一个工程案例讨论一下有关的问题。
　　一、工程案例
　　本文结合的工程案例是某医院的门诊大楼，这栋大楼属于一类高层，结构方面是采用了钢筋混凝土剪力墙结构，整个建筑在抗震的要求方面要达到1度。整个建筑的建筑面积为11210平方米，这个工程共投资三亿多元。这栋医院的门诊楼高度为43米，建筑物主体为十二层，其中地下室两层，主体建筑的高度不等，地面以上有的部分为一层，有的部分为九层，有的部分为十层，建筑物层高除首层为4.8米外其余的均为4.2米，地下车库两层的层高均为4.5米，按照设计规范，此建筑的地基基础设计等级应该为甲级，在设计的过程中要进行建筑物沉降分析，在平均沉降量、差异沉降和倾斜等方面应满足相关规范的要求。
　　二、地基基础设计策略
　　为了对主楼和地下室部分之间的差异沉降进行控制，在设计的过程中，采用了筏板基础，主要技术参数为基础梁高为1.4米，筏板厚度为0.1米，对车库下的地基采用独立基础设计，基础底标高在-10. m，持力层为细砂，基底未到持力层时，局部用级配砂石换填处理。
　　（一）、地基设计的可行性分析
　　我们主要从沉降估算根据和差异沉降的比较两个方面来对建筑的基础设计的可行性进行分析，根据《建筑地基基础设计规范》建筑物多在地的车库独立基础下各层土的压缩情况均符合要求，独立基础下土层压缩量乘以经验系数后，独立基础下沉降约为35毫米，如果在施工期间完成其中的四分之一沉降量，那么剩下的沉降为：35×(1-25%)=2 .25毫米，当采我们采用天然地基的时候，通过计算可以得到主楼筏板平均沉降量大约为80毫米。在差异沉降方面，主楼与车库间相邻柱基差异沉降为：55. -2 .25=29.35>13.2mm(0.002L=0.002×  00)。结论：通过以上分析，我们发现这种设计是不满足规范沉降控制要求的，因此，我们建议主楼下做复合地基处理以减小其沉降量。
　　（二）、复合地基的设计方案分析
　　我们在设计的过程中，对施工现场的地质状况进行勘察，对地基的物理力学性质进行了分析，认为采用当地比较传统的、普遍的素混凝土桩复合地基比较妥当，在分析中，我们进行了大胆的假设，如果处理后的复合地基承载力特征值应达到240千帕，用复合模量法估算筏板下平均沉降量的时候，天然地基承载力特征值的取值为180千帕，平均沉降约120毫米，后压缩模量为1 兆帕，沉降经验系数为0.3 ，地基处理后平均沉降量是32.4毫米。与车库的独立地基下沉量35相比，差异沉降为0.0004，远远小于0.002，这是符合相关要求的。
　　（三）、地基设计中变刚度的调平优化问题
　　建筑物地基基础的设计中，变刚度的调平优化是非常重要的一个环节，其原则是通过改变刚度实现差异沉降量的最小化，达到优化目标的效果，在本工程中，少的优化目标。应用到本工程中高低层有较大沉降差，根据地基反力分布的有关情况，我们通过分区域将素混凝土桩的间距进行调整，并通过改变复合地基的置换率调整复合地基的复合压缩模量，也就是我们通常所说的刚度，进而达到对基础工程设计终沉降量进行合理控制的目的，使筏板下各区域沉降量都趋于相等，以减小基础梁及筏板由于抵抗差异沉降造成的附加应力，从而降低基础的用钢量。这样做的好处是节省了对地基沉降进行处理的费用，同时，也可以减少筏板基础的造价。
　　（四）、地基基础设计中后浇带的设置
　　就该工程而言，地上建筑物主体的总长度为112米，其宽度为41米，地下室的长度是144米，地下室的宽度为11米，这些长度是不符合相关规范所给出的建议数值的，也不能满足剪力墙结构不设伸缩缝的最大间距限值的相关要求，我们依据工作实践经验，在这个工程中，我们不设置永久性伸缩缝，而采用构造措施，并采用合理的施工工艺，在施工中设置施工后浇带，加强楼板配筋，加厚保温等措施，以减小超长结构不设缝条件下混凝土变形的影响。
　　三、结束语
　　结合以上分析，并依据我们的工作经验，在高层连体建筑物中，我们应采取措施尽量减少主楼和裙房之间的差异沉降量，同时，适当增加裙房的沉降量。最主要的方法有以下几个方面：一是在设计过程中，主体结构要尽可能地采用轻质材料；二是主体结构要坐落在压缩性比较低的地基土层上，裙房要坐落在压缩性较高的地基土层上；三是主楼采用筏形基础，裙房采用独立基础或条形基础；四是充分利用建筑物施工期间的沉降量，并设沉降后浇带，先对主楼进行施工，然后再施工裙房。
　　
　　参考文献：
　　 [1]韩胜利.浅析素混凝土桩复合地基承载力的相关问题.城市建设.2010年01期.
　　 [2]张万发.建筑地基基础设计方法浅析.建筑知识.2010年02期.

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