佛山依云天匯a21地塊地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　佛山依云天匯A21地塊地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：佛山依云天匯A21地塊項(xiàng)目為超高層建筑，本文介紹了其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題：基坑支護(hù)、基礎(chǔ)選型分析及設(shè)計(jì)、超長(zhǎng)地下室無(wú)縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以為同類工程的地下室設(shè)計(jì)提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地下室；基礎(chǔ)選型；超長(zhǎng)；無(wú)縫設(shè)計(jì)； </p><p>　　Abstract：This pro

2、ject is Super High-rise Building，this paper introduces the design of the key questions：foundation pit supporting, analysis and design of foundation type selection, extra-long basement without temperature joints, can prov

3、ide reference for similar engineering in the basement of design. </p><p>　　Key words：basement；selection of foundation type；super-long；seamless design </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p>

4、<p><b>　　一、 工程概況 </b></p><p>　　佛山依云天匯A21地塊位于佛山市南海區(qū)中央商務(wù)區(qū)，項(xiàng)目主要功能為住宅，建筑用地面積30187m2，總建筑面積162087m2，其中地下建筑面積39146m2，地上建筑面積122941m2。地下2層（局部1層），地上由5棟45層（高度139.2m）的塔樓和1～2層沿街商鋪組成。建筑效果圖見(jiàn)圖1。 </p>

5、;<p>　　本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，抗震設(shè)防烈度為7度，抗震措施采用的設(shè)防烈度為7度。設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，Ⅱ類場(chǎng)地，特征周期0.40s（取之安評(píng)報(bào)告）?；撅L(fēng)壓采用100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓，取0.6kN/m2，地面粗糙度類別為C類，屬丙類建筑。 </p><p><b>　　圖1建筑全景 </b></p><p>

6、<b>　　二、基坑支護(hù)方案 </b></p><p>　　根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地巖土按成因類型可分為人工填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉砂、細(xì)砂、中砂、殘積土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化巖。場(chǎng)地基巖埋藏深度變化大，且?guī)r石巖性及風(fēng)化差異性明顯，巖性縱向及橫向上變化復(fù)雜，溶土洞也有發(fā)育。場(chǎng)地內(nèi)地下水豐富。 </p><p>　　業(yè)主出于銷售方面的考慮，南面兩棟塔樓及相關(guān)范圍

7、僅設(shè)置一層地下室，開(kāi)挖深度約5.6m；其余為二層地下室，開(kāi)挖深度約9.4m。因此, 高低層地下室施工期間的安全，成為本基坑支護(hù)工程的重點(diǎn)，而其關(guān)鍵又在于變形控制及基坑止水。綜合地質(zhì)、環(huán)境條件及基坑開(kāi)挖深度，本工程一層地下室范圍采用“噴錨支護(hù)”結(jié)構(gòu)，雙排水泥土深層攪拌樁做為止水帷幕。二層地下室范圍采用“旋挖灌注樁+一道（局部二道）預(yù)應(yīng)力錨索”支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用雙管旋噴樁樁間止水。其優(yōu)點(diǎn)是整體剛度較強(qiáng)，對(duì)基坑變形易于控制，變形量較小。一、二層地

8、下室高差處采用四排重力式深層水泥土攪拌樁擋墻進(jìn)行支護(hù)；攪拌樁樁徑550mm，間距為400 mm×400mm，相互咬合150mm，保證截水嚴(yán)密，力求基坑降水、開(kāi)挖時(shí)不漏水，不漏砂。 </p><p><b>　　三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)廣東佛山地質(zhì)工程勘察院提供的《招商地產(chǎn)依云天匯項(xiàng)目A21地塊巖土工程勘察報(bào)告》，本工程場(chǎng)地存在以下不良

9、地質(zhì)作用： </p><p>　　1）本場(chǎng)地位于佛山沉降區(qū)，基巖巖性種類較多，風(fēng)化程度差異大，微風(fēng)化基巖強(qiáng)度變化大，存在破碎帶或斷裂構(gòu)造。基巖的穩(wěn)定性較差。 </p><p>　　2）場(chǎng)地內(nèi)強(qiáng)、中、微風(fēng)化帶基巖變化復(fù)雜，軟硬相間，且溶土洞局部發(fā)育。地基強(qiáng)度的均勻性較差。 </p><p>　　3）場(chǎng)地內(nèi)部分地段發(fā)育雙層的淤泥質(zhì)土，場(chǎng)地內(nèi)砂土的液化等級(jí)為輕微～中等。屬

10、抗震不利地段。 </p><p>　　鑒于以上不利因素，基礎(chǔ)型式的選擇至關(guān)重要。 </p><p>　　1.塔樓基礎(chǔ)選型及設(shè)計(jì) </p><p>　　地質(zhì)資料提示，北部多處鉆至70多米深仍未進(jìn)入連續(xù)的中、微風(fēng)化層；中、南部個(gè)別鉆孔也無(wú)連續(xù)的微風(fēng)化層，且大部分鉆孔取芯率低，中風(fēng)化巖呈碎塊狀。本工程為超高層建筑，柱底軸力較大，基礎(chǔ)的選擇，除滿足地基承載力（穩(wěn)定性）和變形

11、要求外，還應(yīng)滿足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性的要求。應(yīng)業(yè)主要求，我們選取了二個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比分析。 </p><p>　　1.1 方案一：剛性樁復(fù)合地基筏板基礎(chǔ) </p><p>　　設(shè)計(jì)思路：該方案是充分利用場(chǎng)地上部的全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖層，通過(guò)深層攪拌樁改良淺層不良土質(zhì)，然后采用旋挖灌注樁進(jìn)行地基處理，從而形成承載力較高的復(fù)合地基。 </p><p>　　本工程地下

12、室底板主要位于粉砂或細(xì)砂層中（部分為淤泥），地基承載力特征值fak=120kPa，且其下存在淤泥層。本工程塔樓地基反力≈700kPa，遠(yuǎn)大于粉砂或細(xì)砂層的承載力，采用大直徑剛性樁復(fù)合基礎(chǔ)，能大幅度提高地基承載力。具體做法為：先用&Oslash;500水泥攪拌樁對(duì)上部淤泥進(jìn)行處理，單樁承載力特征值為130kN，樁距600×600mm，樁端穿越淤泥層到達(dá)其下的殘積土，樁長(zhǎng)約8m，處理后的地基承載力能提高到350kPa。然后

13、施工&Oslash;1000旋挖灌注樁，樁距2.5m×2.5m，持力層為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖層，樁長(zhǎng)約15m。這種組合，能形成承載力為750～800kPa的剛性樁復(fù)合地基。筏板2000mm厚，通過(guò)0.25m厚的褥墊層支承于剛性復(fù)合地基上。如圖2所示。 </p><p>　　圖2深層攪拌樁+剛性樁復(fù)合地基筏板基礎(chǔ)平面圖 </p><p>　　1.2 方案二：大直徑灌注樁基礎(chǔ) &

14、lt;/p><p>　　該方案為常規(guī)樁基礎(chǔ)，樁端持力層為完整的中、微風(fēng)化巖層，局部為強(qiáng)風(fēng)化。此方案由于樁端持力層埋藏深度較大，上部荷載大，因此樁長(zhǎng)較長(zhǎng)且承臺(tái)厚度較大，整個(gè)基礎(chǔ)的混凝土和鋼筋用量稍大。如圖3所示。 </p><p>　　圖3灌注樁基礎(chǔ)平面布置圖 </p><p>　　針對(duì)上述兩種基礎(chǔ)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，結(jié)果如下表1所示。 </p><

15、p>　　基礎(chǔ)方案經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析表表1 </p><p>　　注：上表造價(jià)不包措施及稅金等費(fèi)用。 </p><p>　　從上表可以看出，方案二比方案一造價(jià)高15%左右。但由于方案一屬于地基處理，樁身需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工，工期相對(duì)較長(zhǎng)，業(yè)主最終選擇了方案二。 </p><p>　　經(jīng)多次對(duì)比優(yōu)化后，本工程塔樓采用旋挖鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑

16、為1400，1600mm兩種，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖～微風(fēng)化巖。樁施工前，均在每根樁位布置了超前鉆，以更好地了解樁端基巖的強(qiáng)度及完整性，并作為施工樁長(zhǎng)的依據(jù)。根據(jù)施工單位提供的施工記錄，本工程的實(shí)際有效樁長(zhǎng)為37～60m，跟超前鉆的結(jié)果比較吻合。 </p><p>　　為了減少場(chǎng)地巖性變化大、砂土液化等不利因素造成的影響，采取了以下措施： </p><p>　　1）核心筒采用筏形承臺(tái)來(lái)協(xié)調(diào)變

17、形，并根據(jù)上部荷載的情況，采用不同直徑的樁來(lái)協(xié)同受力。 </p><p>　　2）適當(dāng)加大承臺(tái)的厚度。 </p><p>　　3）樁身螺旋箍的加密段穿越液化層。 </p><p>　　2．塔樓外基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì) </p><p>　　塔樓范圍外為純地下室或1～2層的沿街商鋪，上部結(jié)構(gòu)荷載較小。由于地下水位較高，結(jié)構(gòu)自重不能平衡水浮力，需進(jìn)行抗浮

18、設(shè)計(jì)。經(jīng)與灌注樁基礎(chǔ)對(duì)比后，最終采用了高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)。通過(guò)調(diào)整樁的合理布置，既滿足抗壓的要求，又同時(shí)滿足抗浮的要求。 </p><p>　　本工程管樁樁徑500mm，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖。單樁豎向抗壓承載力特征值Ra=2000kN，單樁豎向抗拔承載力特征值Rta=450kN，有效樁長(zhǎng)約9～25m。 </p><p>　　四、超長(zhǎng)地下室無(wú)縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><

19、p>　　本工程地下室平面形狀為矩形，長(zhǎng)262.8m，寬87.1m，屬超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。考慮到對(duì)建筑使用功能的影響和防水的要求，業(yè)主明確要求不設(shè)永久縫。但這個(gè)長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》GB 50010規(guī)定的不設(shè)伸縮縫最大間距的限值。超長(zhǎng)地下室不分縫，在施工或使用期間有可能產(chǎn)生溫度裂縫或收縮裂縫。但考慮到地下室溫差變化不是很大，最終不設(shè)縫。為了防止地下室開(kāi)裂，保證正常使用，除采取材料措施、施工措施和設(shè)置后澆帶后，本工程還采取了如下處理方法

20、： </p><p>　　1）采用預(yù)應(yīng)力技術(shù) </p><p>　　根據(jù)大量工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，首層樓板對(duì)溫度變化是最敏感的。本工程地下室頂板室外部分采用框架梁+大板結(jié)構(gòu)（板厚350m）的樓蓋形式。為更好地解決首層樓板因溫度應(yīng)力引起的開(kāi)裂，在樓板中沿縱橫兩個(gè)方向設(shè)置一束構(gòu)造預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋是抗裂用，主要用于減少溫度應(yīng)力，以保證樓板在使用期間不出現(xiàn)裂縫。預(yù)應(yīng)力筋采用后張有粘結(jié)法，預(yù)留孔采用鍍鋅波

21、紋扁管，預(yù)應(yīng)力筋設(shè)于樓板的半高處，直線型布置，間距1m。預(yù)應(yīng)力筋采用φs15.2高強(qiáng)低松弛鋼鉸線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860MPa。預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk=1395MPa。板中預(yù)應(yīng)力筋的張拉工作在后澆帶（利用后澆帶分段施工成連續(xù)預(yù)應(yīng)力線）混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可進(jìn)行。這種做法已在多個(gè)工程項(xiàng)目中應(yīng)用，效果較好。 </p><p><b>　　2）設(shè)置變形凹槽 &l

22、t;/b></p><p>　　根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，地下室側(cè)壁的開(kāi)裂一般都是不規(guī)則的。變形凹槽就是利用熱脹冷縮原理，有目的地使裂縫在變形凹槽處產(chǎn)生，以便排水和堵漏修復(fù)。本工程在底板、負(fù)一層和地下室側(cè)壁的中間位置設(shè)置了一道1m寬的變形凹槽，如圖4所示。該變形凹槽的設(shè)置，能讓混凝土結(jié)構(gòu)較充分地變形，減小結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)力。即使開(kāi)裂，也是有規(guī)律的，即在變形凹槽處，方便修補(bǔ)。 </p><p><

23、b>　　五、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是基礎(chǔ)的選型和設(shè)計(jì)，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，綜合經(jīng)濟(jì)性和施工工期，精心設(shè)計(jì)，不斷優(yōu)化，使項(xiàng)目達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)、施工便利、節(jié)約工期的目的。 </p><p>　　圖4變形凹槽示意圖 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p