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不同荷载下高层建筑筏板基础设计分析摘　要:本文结合工程实例,详细分析了不同荷载下高层建筑筏板基础设计方案,对采用桩筏基础还是天然地基筏板基础进行了分析比较,并着重对采用天然地基筏板基础的可行性及合理性进行了详细的科学论证,以寻求对高层建筑筏板基础设计进行优化。 关键词:高层建筑筏板基础:天然地基=基础设计沉降 中图分类号:TU471.1+5 文献标识码:B 文章编号:1008-0422(2010)01-0115-03 1　引言 建筑常见的基础形式有以下几种:1)独立基础:2)条形基础:3)筏板基础;4)箱形基础:5)桩基础。其中筏板基础主要应用于高层建筑,适用地基土质差,或当建筑物要求基础有足够的刚度调节不均匀沉降,筏板基础的形心宜与竖向荷载的合力中心重合。筏板基础分为梁式筏板基础、平板式筏板基。筏板基础设计需要根据地基土质条件、建筑结构形式、柱距、荷载大小以及施工等条件来综合考虑基础的布置,筏板基础的厚度一般情况根据楼层的高度,筏板的计算跨度,建筑的功能使用荷载等情况来确定。所以实际工程中的筏板基础也有很大的差异,在筏板基础的设计中,地基与基础共同作用,影响因素很多,设计难度大,沉降不均匀对基础影响尤为重要,因此,高层建筑基础设计应在科学合理的基础上进行优化设计,提高技术含量。 2　工程概况 湖南某建筑工程项目,地下一层,地上由南北两栋高层建筑组成,南楼22层,标准层层高3.4m,为办公楼:北楼23层,标准层层高2.9m,为高层公寓;底部两楼之间设四层裙房,包括主楼底部四层建筑功能为商业,总建筑面积58640m2。主楼与裙房地下部分为整体不设缝,地下全长141.6m,宽44.6m,地上部分两栋主楼与裙房设伸缩缝。 本工程采用框架核心简结构,抗震设防烈度为7度,抗震设防类别为丙类,场地土为中硬场地土。场地类别为lI类,建筑结构安全等级为二级,地基基础设计等级为甲级,地下室防水等级为二级,框架抗震等级为二级,核心筒剪力墙抗震等级为二级。 3　高层建筑基础设计分析比较与选择 本工程基础埋深6.8m,抗浮水位-1.0m,基底坐落在(12)层砾砂层,压缩模量35,地基承载力标准值fak=380kPa。按《建筑地基基础设计规范》规定,承载力宽度修正系数3.0。深度修正系数4.4。不考虑裙房影响修正后地基承载力设计值fa=707kPa。经估算上部主楼地基反力为550Kpa,天然地基可满足地基承载力要求。 3.1　基础结构形式的分析 本工程基础面积较大。建筑结构体形复杂,主楼与裙房荷载及高度相差很大,结构刚度相差悬殊,为更合理的控制地基变形,解决主楼与裙房之间不均匀沉降差,基础选型尤为重要,为此选取了以下两种基础形式。 3.1.1　人工地基 采用桩基础,桩身直径800mm,桩长12m,桩端持力层为强风化岩层,最大沉降值25mm。单桩竖向承载力特征值为4576KN,计算主楼为桩筏基础,桩间距为3倍桩直径距离,裙房为桩承台基础,忽略上部结构影响,通过控制单桩实际承载力,并考虑主楼桩筏群桩作用影响,解决上部结构的沉降差。 3.1.2　天然地基基础设计方案 主楼采用梁式筏板基础,办公楼底板厚1000mm,基础肋梁高1400mm,跨度8400mm。公寓底板厚900mm;基础梁高1300mm,跨度6600mm。裙房部分采用独立基础加防水板,由于抗浮要求防水板贴近独立基础底,防水板底附加50mm厚聚苯板。 3.2　采用天然地基筏板基础设计方案分析 3.2.1　基础结构方案计算分析 为减少地基沉降,考虑高层建筑荷载会向低层扩散,将高层部分基础向裙房延伸一跨,降低高层建筑基底反力。实际计算后基础地基平均反力为:办公楼285KPa,公寓290KPa。办公楼核心简处板厚1800mm,公寓核心筒处板厚1700mm,满足地基反力对基础底板的;中切验算,增强基础整体刚度,满足主楼地基变形要求。 同时地下室部分增加混凝土隔墙提高其整体刚度,对基础的刚度有所贡献。核心简厚板处支座负钢筋配率为0.7～0.8%,跨中上部板考虑控制裂缝为受拉钢筋最小配筋率0.2%(受力钢筋为新三级钢筋):其它处底板配筋率0.5%左右,跨中上部板配筋率为0.25～0.35。基础梁配筋率在0.254～0.8%。箍筋也采用新兰级钢,在基础梁支座处适当加密间距为150mm。以提高梁抗剪能力,独立基础采用分层总和法沉降计算值为11mm。 主楼基础采用建筑科学研究院桩筏有限元计算,考虑SATWE上部结构刚度影响沉降结果如图1,整体弯曲变形满足要求。 3.2.2　构造措施分析 独立基础与筏板中间防水板设沉降后浇带,为超前止水后浇带,在主楼基础外裙房基础内。待高层主