高層建筑結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討

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1、高層建筑結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討　　摘要：高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其設(shè)計(jì)合理與否，關(guān)系到建筑物的安全和使用及施工工期和投資額度。本文通過(guò)工程實(shí)例，對(duì)高層建筑筏板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，介紹了基礎(chǔ)選型、設(shè)計(jì)計(jì)算、沉降差控制措施等。關(guān)鍵詞：高層建筑；基礎(chǔ)選型；筏板基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)計(jì)算；沉降差　　某項(xiàng)目主樓共36層，建筑從12層沿長(zhǎng)度方向退縮615m，從21層沿長(zhǎng)度方向再退縮。層高地下1，3層為，地下2層為；地上1層為，2～7層為，架空層為，以上各層為。建筑總高?！　〗Y(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土框架-剪力墻，上部

2、結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力樓蓋，地下室采用普通鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)樓蓋，以全風(fēng)化粉質(zhì)砂巖作為基礎(chǔ)持力層，采用筏板基礎(chǔ)，筏板厚，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。底層剪力墻、框架柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，底層豎向主要受力構(gòu)件尺寸為：中筒剪力墻外壁厚400，內(nèi)壁厚250；抗側(cè)力剪力墻厚450；框架柱截面700@900～1400@1600；地下室內(nèi)分隔剪力墻厚250，外側(cè)壁剪力墻厚500。　　二、工程地質(zhì)資料　　　　三、基礎(chǔ)選型　　由于基礎(chǔ)的基底標(biāo)高位于全風(fēng)化粉質(zhì)粘土層，靜壓樁難以施工，如采用人工挖孔樁，以最大的柱底軸力F

3、=40000kN計(jì)，需要樁徑、樁長(zhǎng)20m的人工挖孔樁6根，折算成負(fù)荷面積范圍內(nèi)的混凝土厚度為，如計(jì)入承臺(tái)及地下室底板厚度，則折算成負(fù)荷面積范圍內(nèi)的混凝土厚度達(dá)。而核心筒的底部組合軸力則更大，人工挖孔樁幾乎要滿堂紅布置，因此采用人工挖孔樁不可行。其它樁型也不合適?！　“搴穸?，則折算成負(fù)荷面積范圍內(nèi)的混凝土厚度達(dá)。而核心筒的底部組合軸力則更大，人工挖孔樁幾乎要滿堂紅布置，因此采用人工挖孔樁不可行。其它樁型也不合適。　　在仔細(xì)研究地質(zhì)資料后，認(rèn)為筏板基礎(chǔ)在本工程中應(yīng)用較合理，并且可行。原因如下：　　工程基坑周

4、邊情況復(fù)雜，建筑物及道路管線均鄰近基坑，尤其是靠近中科院宿舍區(qū)一側(cè)，基坑底離宿舍地面標(biāo)高最高處達(dá)22m，且距基坑　　邊2m便有多層建筑物數(shù)幢，采用筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可以大大縮減基坑底暴露時(shí)間，從而可以大幅度降低基坑結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)性?！　』讟?biāo)高處地質(zhì)土為全風(fēng)化粉質(zhì)粘土，標(biāo)貫擊數(shù)N=17～49不等，由于工程場(chǎng)地為半山坡地形，基坑開(kāi)挖將挖除10～20m厚的覆土，該部分土對(duì)基礎(chǔ)地基承載力的補(bǔ)償作用非常大，補(bǔ)償后地基承載力設(shè)計(jì)值最大可達(dá)550kPa。只要在設(shè)計(jì)中采取措施控制基礎(chǔ)的不均勻沉降，天然地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)是較優(yōu)的基礎(chǔ)

5、方案?！　楸阌谑┕ぃ捎镁植繑U(kuò)大柱墩的平板式筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，選取全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層作為基礎(chǔ)持力層?！　　　∷?、設(shè)計(jì)計(jì)算　　1.地基承載力驗(yàn)算　　選取全風(fēng)化粉質(zhì)粘土層作為基礎(chǔ)的持力層，取標(biāo)圖貫值N=30，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=12N=360kPa，經(jīng)深度和寬度修正后，地基承載力設(shè)計(jì)值取f=550kPa?！　“闯绦蛴?jì)算結(jié)果，主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件底部總軸力設(shè)計(jì)值為F=771000kN，筏板基礎(chǔ)面積A=1800m2，則基底平均設(shè)計(jì)壓應(yīng)力p=F/A=430kPa，基底附加壓力設(shè)計(jì)值按補(bǔ)償性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，p=230kPa。

6、顯然，地基承載力滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求?！　?.沉降計(jì)算　　最終沉降量s按簡(jiǎn)化的葉果羅夫法計(jì)算　　式中各符號(hào)含義同5高層建筑箱形與筏板基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范699）[3]，變形模量取E0==75MPa，pk=360kPa，b=26m，=。　　沉降計(jì)算深度參照規(guī)范取值如下：　　=×=18m　　上式計(jì)算中筏板基礎(chǔ)近似按L×B=×26m考慮，L/B=，用內(nèi)插法按表41018-1，可求得=，=，由于表41018-2中無(wú)全風(fēng)化巖選項(xiàng)，偏于安全地近似取B=，設(shè)計(jì)中取=20m計(jì)算基礎(chǔ)總沉降量，最后求得總沉降量s=45mm，在規(guī)范允許

7、范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求?！　?.板厚的確定　　板厚按柱及剪力墻的沖切要求確定，對(duì)獨(dú)立柱及剪力墻，按下式確定筏板厚度：　　對(duì)中筒剪力墻，按下式確定筏板厚度：　　上述二式中各符號(hào)含義同規(guī)程99）?！　≡O(shè)計(jì)中筏板基礎(chǔ)板厚取值h=212m，對(duì)兩根柱底軸力F=40000kN的柱下筏板采取局部加厚的擴(kuò)大墩式設(shè)計(jì)以提高筏板的受沖切承載力。筏板基礎(chǔ)的受剪承載力驗(yàn)算、偏心距驗(yàn)算等均按規(guī)程要求進(jìn)行。　　由于軸力較大的邊柱在底層均與地下室內(nèi)分隔剪力墻連接，因此這些柱的受剪承載力不必驗(yàn)算，僅對(duì)兩根柱底軸力F=40000kN，彎矩

8、M=的柱下基礎(chǔ)進(jìn)行受剪承載力驗(yàn)算，擴(kuò)大墩厚3m，求得max=五、沉降差控制措施　　　　由于地下室外邊緣超出主體結(jié)構(gòu)柱邊較多，外伸尺寸大小不一，最大14m，最小，且上部結(jié)構(gòu)于層12與層21均有較大的不規(guī)則退縮，這給基礎(chǔ)沉降差控制增加了難度。　　對(duì)沉降差的控制，不外乎抗與放兩種手段，經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算比較，采取如下措施控制沉降差并降低沉降差引起的對(duì)上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響：　　從軸2-5至軸2-7范圍，建筑僅設(shè)計(jì)有兩層地下室，無(wú)上部結(jié)構(gòu)，從軸2-5處外伸1