高層建筑主樓與裙樓間基礎(chǔ)整體設(shè)計方法

趙春燕

[摘 要]當(dāng)前，隨著城市化發(fā)展水平的不斷提高，高層建筑的建設(shè)數(shù)量和建設(shè)水平越來越高，而在這一過程中，人們對建筑自身的美感在發(fā)展的過程中出現(xiàn)了一定的問題，高層建筑設(shè)計的過程越來越復(fù)雜，這樣一來也就使得建筑設(shè)計專業(yè)的人員必須要采取有效的措施對其予以研究，這樣一來也使得基礎(chǔ)處理的難度大幅增加。本文主要分析了高層建筑主樓與裙樓間基礎(chǔ)整體設(shè)計方法，以供參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]沉降縫 主群樓基礎(chǔ)主體設(shè)計 沉降計算 計算

中圖分類號：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0130-01

在高層建筑設(shè)計的過程中，為了更好的保證設(shè)計的效果，不能在設(shè)計中設(shè)置大量的沉降縫，對于地震地區(qū)而言就更不可能采取設(shè)置沉降縫的方式，所以在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計的過程中，采取了一些構(gòu)造上的措施去對沉降量予以嚴(yán)格的控制，主樓和裙樓的基礎(chǔ)設(shè)計也就成了十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。

1、主、裙樓基礎(chǔ)整體設(shè)計概述

主裙樓基礎(chǔ)整體設(shè)計通常就是指將主樓和裙樓的基礎(chǔ)采取一定的措施連接成一個整體對其加以設(shè)計，在這中間不會設(shè)置沉降縫，這樣也就很好的保證了建筑在空間上的連續(xù)性。

現(xiàn)代的高層建筑中，對其自身的綜合功能要求相對較為嚴(yán)格，同時對建筑的立面效果也有了更高的要求，再加上對通風(fēng)采暖和電氣管線布置的要求也越來越嚴(yán)格，所以在設(shè)計的過程中已經(jīng)不能大量的設(shè)置沉降縫，在多地震地區(qū)更是無法實現(xiàn)，因為沉降縫會將一個整體分成若干個獨(dú)立的個體，在地震的過程中會出現(xiàn)相互碰撞的現(xiàn)象，所以在這樣的情況下就可能會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的震害問題。而一些平面設(shè)置相對較為合理的復(fù)雜型高層建筑并沒有設(shè)置沉降縫，所以在這一過程中一般也不會產(chǎn)生非常大的震害現(xiàn)象。所以在當(dāng)前高層建筑設(shè)計和施工的過程中，會從總體上或者是構(gòu)造上采取更加有效的措施來對沉降差予以嚴(yán)格的控制。

2、設(shè)計的主要步驟

2.1 結(jié)構(gòu)分析

在結(jié)構(gòu)分析法中，子結(jié)構(gòu)法可以很好的闡釋上部結(jié)構(gòu)的剛度和荷載凝聚的整個過程，上部結(jié)構(gòu)的剛度和荷載箱基礎(chǔ)轉(zhuǎn)移的過程主要可以分成兩個階段，第一個階段是主樓的剛度、荷載箱裙樓面頂面的位置凝聚，第二個階段通常是已經(jīng)對主樓的剛度進(jìn)行了充分的考量，在此基礎(chǔ)上的裙樓剛度荷載箱基礎(chǔ)頂面轉(zhuǎn)移的過程?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)分析和簡化的過程中為梁、板、筏等因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，所以從整體上來說，主裙樓基礎(chǔ)整體的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)整體的分析都是十分關(guān)鍵的，當(dāng)前在分析的過程中也應(yīng)用了多種軟件。

2.2 整體基礎(chǔ)設(shè)計

2.2.1 合理選擇主樓和裙樓的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式

首先是建筑平面設(shè)置的過程中要更加的簡單，而當(dāng)其自身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較強(qiáng)的時候就需要采取合理的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來對其整體性予以有效的控制。其次是在設(shè)計的過程中應(yīng)該采用輕型的材料，這樣也就可以十分顯著的減輕建筑物的自重。第三，采取有效的措施將基礎(chǔ)埋在不同的土層當(dāng)中，主樓的基礎(chǔ)的持力層應(yīng)該選擇在低壓縮性的土層當(dāng)中。裙樓的基礎(chǔ)持力層在中壓縮性土層的上方，這樣也就使得二者的沉降差在一個相對較為合理的區(qū)間。第四，在裙樓的面積不是很大的時候，裙樓可以懸挑在主樓的基礎(chǔ)上。第五，在設(shè)計和施工的過程中要采用樁基礎(chǔ)，如果在有條件的情況下還要采取有效的措施減少沉降量。第六，在設(shè)計的過程中可以根據(jù)實際的需要選擇不同的基礎(chǔ)形式，這樣一來就可以增大基地自身的面積，減少這一過程中所產(chǎn)生的附加應(yīng)力，從而也減少了主樓的沉降，同時也可以有效的減少主樓基底壓力擴(kuò)散對群樓產(chǎn)生的不利影響，這樣也就使得二者產(chǎn)生的沉降差處在相對較小的水平。最后一點(diǎn)就是要如果在設(shè)計的過程中采用箱筏基礎(chǔ)的時候，一定要對其的尺寸和形狀予以充分的控制，同時還要在這一過程中對基礎(chǔ)平面的形心和上部結(jié)構(gòu)縱向永久荷載的重心偏心距予以嚴(yán)格的控制。

主樓和裙樓不設(shè)縫時，由于地基土變形的連續(xù)性，決定了交界點(diǎn)兩端的變形一致，一般可根據(jù)地基土土質(zhì)、荷載、結(jié)構(gòu)形式而選擇剛性連接或柔性連接?；A(chǔ)變形較小時可采用剛性連接，當(dāng)主樓和裙樓之間差異沉降較大時，交界處基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)宜采用半剛接或鉸接，以減少差異沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

2.2.2 采用靈活的布樁方式

由帶裙樓的高層建筑基礎(chǔ)的工作狀態(tài)可知，平均沉降值越大，主樓和裙樓的相互影響也越大，從而導(dǎo)致兩者“對傾”的可能性增大，因此必須控制平均沉降。一般情況下，采用長樁基礎(chǔ)的高層建筑沉降較小，如果再合理調(diào)整主樓和裙樓的樁長、承載力及樁間距，控制差異沉降，就可能在滿足構(gòu)造、沖切、剛度等要求的前提下，減少基礎(chǔ)底板的內(nèi)力。

2.2.3 準(zhǔn)確計算基礎(chǔ)沉降

帶裙樓的高層建筑基礎(chǔ)的沉降計算可采用《規(guī)范》給出的計算方法計算，也可采用共同作用的方法。當(dāng)采用共同作用方法計算時，首先把主樓和裙樓當(dāng)作設(shè)縫而進(jìn)行計算，考慮相互影響的情況下預(yù)估基礎(chǔ)的平均沉降和差異沉降，然后再把主樓和裙樓當(dāng)作不設(shè)縫的整體進(jìn)行計算，在預(yù)估的差異沉降的變形差的前提下預(yù)估基礎(chǔ)的整體撓曲以及相應(yīng)的基礎(chǔ)內(nèi)力。

（1）如果沉降差在1.5‰～3.0‰，則整體撓曲一般在0.33‰以內(nèi)，主樓和裙樓采用整體基礎(chǔ)并可同時施工。如果沉降差和相對傾斜較大，應(yīng)再調(diào)整基礎(chǔ)形式，或改變樁長、樁距等重新計算。

（2）如果預(yù)估差異沉降、相對傾斜較大，又無有效措施調(diào)整時，可采用設(shè)置“后澆帶”措施而不設(shè)縫。

2.2.4 后澆帶的設(shè)置

如采取設(shè)置后澆帶措施應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在計算時應(yīng)分成三個階段：第一階段，施工階段主樓、裙樓用后澆帶分開，應(yīng)分別計算并考慮相互影響；第二階段，澆筑后澆帶，將主樓與裙樓連成整體時；第三階段，完工后的長期效應(yīng)。

（2）后澆帶的位置應(yīng)視主樓的平均沉降值而設(shè)在主樓外裙樓的第一個開間或第二個開間的內(nèi)力較小處。

（3）如果主樓和裙樓間的預(yù)估沉降差較大時后澆帶兩側(cè)的結(jié)構(gòu)需預(yù)留計算所得的沉降差。

（4）先施工主樓，待主樓主體基本完工后，再施工裙樓，并盡量推遲主樓與裙樓之間后澆帶的澆筑時間，使其差異沉降盡量減小。

（5）后澆帶的“封閉”時間是后澆帶成功與否的關(guān)鍵，無限期地推后也不現(xiàn)實。在工期、工序允許的前提下，宜按以下方法確定“封閉”時間。

根據(jù)實際沉降觀測值并計算后期沉降差能滿足設(shè)計要求后進(jìn)行“封閉”。

砂土類地基在主樓結(jié)構(gòu)封頂，并完成大部分砌筑后，其沉降量將完成70%左右，這時即可“封閉”后澆帶，如果是粘性土地基則需盡量長的時間。

3、結(jié)語

主樓和裙樓之間如果設(shè)置沉降縫會使得建筑整體的設(shè)計和布局產(chǎn)生非常大的阻礙，此外也這一過程中也會對建筑自身的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生十分不利的影響，因此在高層建筑主樓和裙樓基礎(chǔ)設(shè)計的過程中越來越多的使用到了無縫設(shè)計，但是在設(shè)計的過程中必須要使用更加科學(xué)合理的方式，這樣才能保證其設(shè)計的質(zhì)量和水平。

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