大底盤雙塔樓整體基礎(chǔ)沉降控制

吳榮

摘要：對于大底盤多塔樓建筑的整體基礎(chǔ)設(shè)計，由于上部各塔樓豎向荷載分布的不均勻，在基礎(chǔ)范圍內(nèi)形成應(yīng)力差異很大的多個區(qū)域，如果塔樓結(jié)構(gòu)布置與層數(shù)差別大，則基礎(chǔ)不均勻應(yīng)力區(qū)域分布更加明顯?；A(chǔ)設(shè)計時控制建筑物的總體沉降、變形協(xié)調(diào)和整體傾斜等變形指標(biāo)滿足規(guī)范及使用要求，需要精心計算，搜集鄰近類似建筑的長期沉降觀測資料，通過合理布樁、設(shè)置沉降后澆帶等技術(shù)措施予以解決。

關(guān)鍵詞：大底盤;塔樓;樁基礎(chǔ);沉降后澆帶

1引言

由于建筑功能上的使用要求和地下建筑施工方面的要求，目前采用大底盤多塔樓形式的建筑結(jié)構(gòu)普遍地下部分不分縫，按整體基礎(chǔ)設(shè)計，而計算軟件發(fā)展的日益成熟也為這樣的設(shè)計提供了必要的技術(shù)支持。在大底盤的整體基礎(chǔ)設(shè)計中，如何解決地基基礎(chǔ)不均勻變形是設(shè)計需重點考慮的問題。各類工程的結(jié)構(gòu)布置與荷載分布有不同的特點，需要從工程本身的特點出發(fā)，采取針對工程特點的技術(shù)措施來解決地基基礎(chǔ)不均勻變形問題，使之滿足規(guī)范及使用要求。本文論述的建筑為兩個塔樓（一高層塔、一多層塔）合用整體基礎(chǔ)，荷載分布差異很大，在此對設(shè)計過程中如何進(jìn)行差異沉降的控制進(jìn)行總結(jié)。

2工程實例

2.1工程概況

江蘇稅友軟件科技有限公司投資的南方產(chǎn)業(yè)基地項目一期工程位于揚州市維揚區(qū)揚子江北路西側(cè)，新甘泉路南側(cè)，其中1#辦公樓建筑面積30450平米，上部主體19層，1、2層層高分別為5.1m、4.8m，以上各層層高均為3.9m，建筑總高度76.65米，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架與剪力墻的抗震等級均為二級;2#辦公樓建筑面積5747平米，上部主體3層，底層層高為5.1m，以上各層層高分別為4.8、3.9m，建筑總高度14.25米，框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為三級;1#樓與2#樓上部結(jié)構(gòu)各自獨立，1#樓主樓區(qū)域的地下室結(jié)構(gòu)高度4.4m，1#樓主樓范圍以外的地下室結(jié)構(gòu)高度3.9m，地下室連為一體，平時用途為地下汽車停車庫，戰(zhàn)時為二等人員掩蔽部，共三個防護(hù)單元，另設(shè)移動電站。地下室建筑面積7965.5平米。

建筑結(jié)構(gòu)安全等級為II級，設(shè)計使用年限50年。揚州地區(qū)的50年一遇的基本風(fēng)壓0.4KN/m2，基本雪壓0.35KN/m2。工程抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度0.15g，地震分組為第一組，場地類別為II～I(xiàn)II類?；A(chǔ)設(shè)計等級為甲級，樁基安全等級為二級。

2.2工程地質(zhì)情況及基礎(chǔ)選型

工程建設(shè)場地位于揚子地層區(qū)東部，基底由中元古界海州群及張八嶺群區(qū)域變質(zhì)巖系組成，中生代地層發(fā)育較齊全，上第三系也有分布，第四系以沖積相三角洲相為主。最大鉆探深度50米，土層自上而下劃分為7個土層，其中地下室底板埋置標(biāo)高位于第③層粘土，③層粘土，中壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度較高，④層粉質(zhì)粘土，中壓縮性，可塑，力學(xué)強(qiáng)度一般，但③層

埋藏較淺，有效樁長短，不適合作為樁端持力層;⑤層硬塑～可塑粘土，

力學(xué)強(qiáng)度高，以及其下分布的⑥粘土、⑦粉質(zhì)粘土層分布均較穩(wěn)定，厚度較大，均滿足作為樁端持力層的要求。第⑥層粘土力學(xué)性能較好，其樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk為1500kPa，其下沒有軟弱下臥層，以第6層土為持力層時樁長達(dá)到22米以上，經(jīng)估算能滿足1#樓高層下抗壓樁的受力要求。根據(jù)地質(zhì)條件及建模試算結(jié)果，樁型選擇鉆孔灌注樁。

考慮1#2#兩塔樓及純地下室的荷載與結(jié)構(gòu)形式差別很大，為控制1#樓高層在較大基底荷載作用下的沉降盡量與2#樓多層以及純地下室相接近，同時考慮到該工程所處場地的土層均為老粘土，且分布均勻，因此初定整體基礎(chǔ)各部分的樁長、布置如下：

A、1#樓筏板范圍內(nèi)核心筒剪力墻以及南側(cè)角部剪力墻下采用直徑D=800mm的樁，樁長26m，持力層為⑥層土，端承摩擦抗壓樁，單樁豎向

承載力特征值為3000KN;

1#樓筏板范圍內(nèi)其余部分采用直徑D=800mm的樁，樁長22m，持力層為⑥層土，端承摩擦抗壓樁，單樁豎向承載力特征值為2500KN;

B、純地下室范圍內(nèi)采用直徑D=800mm的樁，樁長16m，持力層為⑥層土，端承摩擦抗拔樁，單樁抗拔承載力特征值1150KN。

基礎(chǔ)形式采用：

1#樓采用樁筏基礎(chǔ);

2#樓及地下室采用梁板式筏板基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)平面布置簡圖見附圖。

對多層建筑的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對本工程的參考意義有限;PKPM程序提供了設(shè)置后澆帶的整體基礎(chǔ)的算法的技術(shù)支持，其問題在于計算結(jié)果是否符合各地方的實際情況，畢竟全國各地的地質(zhì)條件千差萬別，程序計算的結(jié)果也僅作為設(shè)計決策的參考數(shù)據(jù)，初步確定封閉后澆帶的時間，而在施工過程中實測沉降數(shù)據(jù)的積累才是最終做出決策的可靠依據(jù)。

根據(jù)計算結(jié)果分析是否滿足規(guī)范要求：

（1）平均沉降量：該工程所處場地的土層均為老粘土，且分布均勻，同時高層部分采用樁筏基礎(chǔ)，因此平均沉降量很容易滿足規(guī)范要求;

（2）整體傾斜：1#主樓沉降量雖然比較大，但沉降量對稱分布，傾斜并不明顯，X方向傾斜率為0.72‰，Y方向傾斜率為1.02‰;2#主樓沉降

量絕對值小，其差值也不大，X方向傾斜率為0.23‰，Y方向傾斜率為0.12‰;均小于規(guī)范限值。

（3）相鄰柱基沉降差：1#樓周邊的柱（墻）與相鄰的2#樓及純地下室部分的沉降差不能滿足規(guī)范要求，而樓內(nèi)相鄰的墻柱之間的沉降差基本

能滿足要求;2#樓樓內(nèi)柱之間及周邊柱與相鄰的純地下室部分的沉降差均能滿足要求。

可見：問題主要在于1#樓墻柱沉降比較大，與周邊相鄰的2#樓及純地下室的墻柱沉降有陡變，其差值大于規(guī)范限值。這是建筑的總體布局形成

的缺陷，通過調(diào)整布樁已經(jīng)無法解決。如不采取其他的措施，這樣的變形差異將使結(jié)構(gòu)相應(yīng)部位產(chǎn)生附加應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)的開裂破壞。

2.4設(shè)計措施與論證

解決上述問題目前較多采用的是設(shè)置沉降后澆帶的方法，其目的在于讓主樓大部分沉降在后澆帶封閉前獨立完成，以降低主樓與裙房（或其他

沉降較小的建筑）之間的沉降差，使差異沉降控制在可以接受的程度。根據(jù)1#樓結(jié)構(gòu)平面布置的情況分析確定采用沉降后澆帶的方法可行，

這樣就需要補(bǔ)充計算：在后澆帶封閉前按照主體結(jié)構(gòu)（含填充墻體砌筑）已經(jīng)施工完畢考慮，主樓獨立完成的沉降量有多少?；A(chǔ)設(shè)計規(guī)范給出了多層建筑物在不同土質(zhì)條件下施工期間完成的沉降量的大致范圍，因其是