[摘 要]地下室結(jié)構(gòu)作為建筑物的基礎(chǔ),對(duì)建筑物的使用與安全都起著至關(guān)重要的作用,而隨著建筑物朝著高層、超高層的逐步發(fā)展,大底盤地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也開始大量被應(yīng)用于各類高層建筑之中。同時(shí),大底盤地下室結(jié)構(gòu)占建筑工程的造價(jià)比重也開始越來越大,因此,在對(duì)高層建筑群共用大底盤地下室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須綜合考慮到安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性等各因素。本文通過對(duì)大底盤地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)以及設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行簡(jiǎn)單論述。
[關(guān)鍵詞]高層建筑群;共用大底盤地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2013)36-0479-01
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,建筑行業(yè)得到了極大的發(fā)展,同時(shí)隨著城市化進(jìn)程步伐的加快,建筑物也朝著高層、超高層的方向逐步發(fā)展,共用大底盤地下室結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑地下室結(jié)構(gòu)之中。然而隨著地下室結(jié)構(gòu)超大超長(zhǎng),其極易產(chǎn)生不均勻沉降、抗浮性差以及開裂等問題,因此,必須先從對(duì)大底盤地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)入手。
一、大底盤地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)
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1、在設(shè)計(jì)條件允許的范圍內(nèi),應(yīng)盡量將基坑坑底的標(biāo)高提高,從而對(duì)抗浮設(shè)防水位起到間接降低的作用。同時(shí),梁板式筏板與平板式筏板是目前高層建筑基礎(chǔ)底板的常用基礎(chǔ)形式,通常情況下,梁板式筏板的基礎(chǔ)高度相較于平板式筏板要高,如果在相同基頂標(biāo)高的條件下,梁板式筏板的基礎(chǔ)埋深同樣要比平板式要大,進(jìn)而其抗浮水位也相應(yīng)較高。因此在高層建筑基礎(chǔ)底板的形式上應(yīng)優(yōu)選平板式筏板基礎(chǔ)。
2、盡量使用無梁樓蓋或?qū)挶饬簶巧w,一般情況下,寬扁梁截面的高度是跨度的1/16至1/22,這樣一來利用寬扁梁就能夠?qū)⒌叵陆Y(jié)構(gòu)層高進(jìn)行有效降低,從而也使抗浮設(shè)防水位相應(yīng)降低。
3、使地下室重量增加的方法也能夠從一定程度上對(duì)抗浮問題加以解決。但是必須注意的是,這種方法的使用應(yīng)基于工程地基的承載力,而實(shí)現(xiàn)地下室加重的措施則包括:如將地下室頂板的厚度增加,這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于,它能夠在使基坑標(biāo)高不增加的情況下,使地下室重量得以增加,同時(shí)使用了厚板之后,也能夠不再將次梁設(shè)置于頂板大板塊之間,這種方法的缺點(diǎn)則在于會(huì)使頂板框架梁負(fù)荷增加。
4、設(shè)置抗浮樁?垢兜脑O(shè)置應(yīng)基于對(duì)工程所在地地質(zhì)、水文情況有了全面、充分的掌握與估算的前提下,并經(jīng)過精確計(jì)算才可實(shí)施。這是由于抗浮設(shè)防水位的設(shè)置依據(jù)是工程所在地地下水的歷史資料以及最近幾年地下水位變化的情況,也就是以一定規(guī)律而得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。因此在計(jì)算地下水位時(shí),可能會(huì)存在著一定的誤差性。另外,在抗浮樁的設(shè)置時(shí),應(yīng)在對(duì)基礎(chǔ)底板配筋以及內(nèi)力的計(jì)算時(shí)充分考慮到地下水壓力的因素,否則抗浮樁將起不到預(yù)期的效果,而且還有可能導(dǎo)致不均勻沉降情況的發(fā)生。
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解決大底盤地下室結(jié)構(gòu)不均勻沉降的措施則包括:
1、沉降縫。設(shè)置沉降縫于高層建筑與裙房間,使得各部分能夠?qū)崿F(xiàn)沉降的自由性,不會(huì)對(duì)互相產(chǎn)生影響,防止產(chǎn)生于不均勻沉降的內(nèi)力對(duì)建筑物構(gòu)成危害。但是沉降縫的設(shè)置卻會(huì)對(duì)整體穩(wěn)定性、基礎(chǔ)埋深、防滲漏以及立面處理帶來一定的難度。
2、端承樁。這種措施就是在砂卵石層或是在巖之上設(shè)置樁端,其目的是防止沉降發(fā)生,同時(shí)提供一定的地基承載力。這種方法缺點(diǎn)在于用在其上的基礎(chǔ)材料較多,經(jīng)濟(jì)性較差,通常在超高層建筑中被使用。
3、沉降后澆帶。這種方法就是將沉降后澆帶設(shè)置于主樓與裙樓之間,使鋼筋不斷,等主樓封頂大部分沉降完成后,再對(duì)裙房進(jìn)行施工。等主、裙樓的沉降均表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性后,再進(jìn)行后澆帶的澆筑。
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大底盤地下室結(jié)構(gòu)均存在結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的問題,絕大多數(shù)都大于40至60米,雖然溫度變化對(duì)地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響要小于地上結(jié)構(gòu),但鑒于地下周邊的約束力,我們?nèi)匀恍枰獙?duì)地下室結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的問題予以重視。
1、伸縮后澆帶。超長(zhǎng)地下室結(jié)構(gòu)適宜對(duì)其進(jìn)行伸縮后澆帶的設(shè)置,一般情況下,伸縮后澆帶的寬度范圍在800至1000毫米,不切斷鋼筋并使其貫通。而如果地下結(jié)構(gòu)的尺寸超過40至60米范圍的,則應(yīng)設(shè)置斷開鋼筋的伸縮后澆帶,其寬度確定的依據(jù)應(yīng)是操作空間與搭接最小尺寸。
2、其他措施。其他處理地下室結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的措施包括,混凝土采用低強(qiáng)度等級(jí)的;添加微膨脹劑于混凝土中;粉煤灰混凝土;增加鋼筋配筋量;設(shè)置膨脹止水條、膨脹加強(qiáng)帶等。
二、大底盤地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例
(一)工程概況
某高校實(shí)訓(xùn)綜合樓位于廣西省南寧市區(qū),該樓屬于集停車、醫(yī)療、教學(xué)、辦公、宿舍、公寓于一體的綜合性大樓,由4棟塔樓組成,各個(gè)塔樓間的相連位置是一層地下室與二層裙房,其中地下室為停車庫(kù)兼六級(jí)人防區(qū)域,裙房則為醫(yī)務(wù)室、會(huì)議室。該工程總建筑面積34000平方米左右,地下室與裙房的總長(zhǎng)都為163米。塔樓則為2棟15層(學(xué)生宿舍A、綜合教學(xué)樓),1棟12層(教師公寓),1棟18層(學(xué)生宿舍B)。其中教師公寓結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆框架,其余為剪力墻-現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。
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該工程地質(zhì)條件,即表1。
(三)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、變形縫。在大底盤地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,地下室分縫的作用包括沉降縫,能夠防止塔樓的沉降差異而產(chǎn)生的次應(yīng)力影響結(jié)構(gòu);溫度縫,能夠使超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)地下室在施工與使用時(shí)期減少因溫度而出現(xiàn)的裂縫。而不設(shè)變形縫則能夠?qū)⒃O(shè)縫時(shí)復(fù)雜施工工序與維護(hù)得以節(jié)省,且對(duì)地下室防水也有一定的作用;本工程地下室頂板高差較小,整體性能良好,如果不設(shè)縫,頂板則可以上部結(jié)構(gòu)嵌固部位存在,能減少基礎(chǔ)埋深。綜合考慮后,本工程地下室不設(shè)變形縫。
2、抗浮設(shè)計(jì)。該工程設(shè)計(jì)抗浮水位75.03米,水位較高,初選設(shè)計(jì)方案有三種,分別是增加底板配重、加設(shè)抗浮樁或抗浮錨桿、增加頂板壓重。經(jīng)試驗(yàn),第二、第三種方法不但使工程成本增加,而且不利于抗沉降,因此本工程選擇增加底板配重的方法,即將大自重的毛石砼當(dāng)作填料,增加抗浮性能不足的樁基周邊底板的配重。
3、抗裂設(shè)計(jì)。由于本工程地下室163米的長(zhǎng)度,其超長(zhǎng)構(gòu)件的抗裂性能也需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行著重考慮,產(chǎn)生裂縫的主因是混凝土的熱脹冷縮與干燥收縮。為使地下室結(jié)構(gòu)抗裂性能增加,本工程采取的措施包括:將梁板縱向鋼筋加強(qiáng),使鋼筋配筋量得以加大、單獨(dú)將后澆帶設(shè)置于地下室砼外墻部位、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶于超長(zhǎng)但未設(shè)后澆帶的位置、在地下室使用的砼中添加起到補(bǔ)償砼收縮作用的微膨脹劑。
4、效果分析。通過以上幾點(diǎn)措施,本工程合理解決了超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)地下室的抗浮、抗裂、設(shè)縫之間的問題,同時(shí)還以最為經(jīng)濟(jì)的措施進(jìn)行了施工。所取得的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益均非?捎^。
結(jié)語(yǔ):綜上所述,對(duì)于目前越來越廣泛地被應(yīng)用的大底盤地下室結(jié)構(gòu)來說,我們應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況以及工程所在地的地質(zhì)、水文等各方面情況來確定大底盤地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工方案。同時(shí),對(duì)于大底盤地下室結(jié)構(gòu)在施工中容易出現(xiàn)的開裂、上浮等問題,應(yīng)采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行處理,只有這樣,才能保證建筑物的正常使用與安全性。而隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,大底盤地下室結(jié)構(gòu)以及各類新技術(shù)、新材料也會(huì)越來越普遍,因此,我們要及時(shí)掌握最先進(jìn)、最合理的大底盤地下室結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)與質(zhì)量控制方法,使大底盤地下室結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用與功能。
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