1、帶裙樓高層建筑基礎不均勻沉降的處理方法隨著經濟的發展,建筑業也產生了翻天覆地的變化,高層建筑如雨后春筍般涌現出來。因建筑功能的需要,在其周圍常常設有輔助性的、與主體建筑相呼應的裙樓。帶裙樓的高層建筑在主樓和裙樓之間存在著顯著的高差、荷載差以及結構剛度差,容易使基礎產生過大的差異沉降,從而對地面結構產生不利影響。在高層建筑基礎設計中,不均勻沉降問題是難題之一,本文就此方面進行一些討論。1處理主樓與裙樓基礎連接的常用方法1.1沉降縫的設置按建筑地基基礎規范,在建筑高度和荷載差異部位、結構或基礎類型不同的部位,宜設沉降縫。當地基壓縮性高,厚度較大,主樓與裙樓之間差異沉降很大時,應該將兩者基礎之間用沉
2、降縫完全斷開。設置沉降縫將主樓與裙樓基礎分開,是一種傳統的設計方法。在早期高層建筑主、裙樓的設計中,為避免沉降差造成房屋開裂乃至破壞,常在兩者相鄰處設置沉降縫,并采用雙柱、雙墻等措施將結構斷開。有時為避免對裙房基礎產生過大的下沉影響,裙房基礎應盡可能離開主樓基礎一段距離。1.2整體基礎的采用當基礎在巖石層或卵石層上,或采用樁基、深墩,主樓與裙樓之間差異沉降很小時,一般可以將主、裙樓的基礎做成整體,不必設縫。高層建筑主、裙樓的設計中,常采用以下幾種形式:一是同置于剛度很大的箱基或厚筏基礎上,以抵抗差異沉降引起的內力;二是通過樁基支撐在基巖或承載力較大的持力層上;三是地基土軟弱,后期沉降量大時,也
3、可將裙房放在懸挑基礎上,但懸挑基礎不能長。1.3主樓與裙樓基礎的聯合設計主樓與裙樓基礎的聯合設計,是指主樓與裙樓采取不同的基礎形式,但中間不設沉降縫。通過我國近30年來的工程實踐,聯合設計的要點可歸納為:其一,考慮裙房的高層建筑基礎設計的關鍵是選擇合適的沉降計算方法與確定合理的差異沉降,觀察地區性持久的沉降數據。其二,基本設計原則是盡可能減少主樓的重量和沉降量(例如采用輕質材料、采用補償式基礎或柱基) ,同時在不導致破裂的前提下提高裙房基礎的柔性,甚至可能采用獨立柱基。其三,考慮施工的先后順序。主樓應先行施工,讓沉降盡可能預先發生,設計良好的后澆帶。一般情況下,主樓與裙樓的荷載相差很大,兩者的
4、剛度差異懸殊,造成一定量的沉降差異,如果處理不當會造成結構的開裂而影響使用。主、裙樓采用不同的基礎形式,設法減少不均勻沉降,且在結構上保持連續無縫。( 1 )箱基與基礎梁的聯合設計。主樓采用具有補償性的箱基,大大減少沉降,裙房采用沉降較大的基礎梁,從而基本消除主、裙房之間的沉降差,兩者的基礎和上部結構則連成整體。例如北京長富中心,主樓26層,采用深12.6 m的箱基,置于礫石土層,裙樓4層,采用條形基礎并減少其埋深,置于粉質黏土層,其間采用斜梁將條基與箱基連接起來,主樓周圍設后澆帶,以確保主樓結構在施工期間自由沉降。( 2 )箱基與獨立柱基礎的聯合設計。當主樓箱基埋深有限,屬欠補償基礎時,希望
5、裙房基礎沉降更大些,以利于減少沉降差。這時可將裙房條基改為柱下獨立基礎,上部結構在主、裙房連接處設置后澆施工縫,且連接構件采取可適應一定沉降差的結構構造。例如某綜合樓,主樓16層,采用箱基,基礎埋深8 m多,置于黏土層上,裙房3層,采用獨立基礎,地基比較均勻。主樓與裙樓連接處采用后澆縫,主體完成后計算沉降量值為30 mm左右,澆注為整體后,終止沉降量為40 mm左右。( 3 )樁箱基礎與獨立基礎或筏基的聯合設計。當主樓采取樁箱或樁筏基礎時,按沉降差盡可能小的要求,決定裙房采用獨立基礎、基礎梁或筏基。這些都應由地質條件和沉降分析來綜合確定,處理得當則仍可保證上部結構連為整體。這種聯合設計方法可用
6、于地基土壓縮性較高的地區。例如某辦公主樓,主樓地上14層,地下1層,采用筏板基礎,裙樓3層,采用獨立柱基礎,主樓與裙樓之間留設后澆帶,待主樓封頂后,再澆筑混凝土。封頂后,施工后澆帶,主樓沉降8 mm ,裙樓獨立柱基礎沉降8.37 mm ,兩者之間基本無差異沉降。( 4 )筏基與筏基的聯合設計。當地基土條件較好、差異沉降不大,或功能上有特殊要求,主樓與裙房有可能同時采用箱基或筏基。問題的關鍵在于,在滿足防水要求的前提下盡可能保證連接處的柔性,且先施工主樓。就高層建筑主樓與裙樓基礎之間的關系,現行規范有明確規定:當采用以下3種措施時,主樓和裙樓可連成整體而不設沉降縫:一是裙樓基礎從主樓基礎挑出;二
7、是減少絕對沉降量來控制沉降差;三是采用施工后澆縫,并輔之以相關的施工程序,以減少建筑物的后期沉降。目前,不留縫的后澆帶因其有很大的優勢而廣泛地運用于高層建筑的基礎設計中。2后澆施工縫的設計和施工后澆施工縫大體可分為3類:一是后澆沉降縫,用以消散主、裙房之間不均勻沉降引起的應力;二是后澆溫度縫,用于消散由于溫度變化或因大體積澆筑混凝土溫度集聚引起的應力;三是后澆伸縮縫,用以消散混凝土收縮引起的應力。工程實踐中往往是留一施工縫同時滿足多種用途。2.1后澆施工縫的設計及技術措施首先,后澆縫的設計位置至關重要,其位置應選在結構內力較小的部位,一般在梁板的反彎點附近,因為此位置彎矩不大,剪力也不大;其次
8、是結構配筋,在后澆縫處,盡管混凝土是后澆,但鋼筋不能斷,應在后澆縫處配足鋼筋。如果梁板不長,一次配好,如果梁板較長,可以按規定斷開,在后澆縫澆注混凝土之前焊接好。同時,在高層、低層主體基本完成后,混凝土補齊之前,后澆縫的鋼筋應不影響兩側結構的獨立沉降變形。2.2后澆施工縫的施工及技術措施高層建筑中,主樓首先施工,待主樓主體基本完成后,再施工裙樓。根據所計算的主樓與裙樓之間預留沉降差,并根據現場測量沉降的結果,經過分析,決定后澆帶的澆注時間。如果施工工期許可,可盡量推遲后澆帶的補充澆注時間,使高層與低層分別沉降,以達到減少差異沉降的目的。后澆施工帶應采用硫酸鹽水泥等早強快硬水泥配置的無收縮混凝土
9、進行澆注,將主樓、裙樓的結構連接起來。這樣的施工方法可以把高層主樓與低層裙樓的沉降差異縮小一些,因為高層主體完成之后,一般情況下,對于低壓縮性土其沉降量已完成最終沉降量的50%80% ,這時再做裙房,兩者之間的差異沉降就小多了。目前后澆縫施工技術比較成熟,一般在后澆縫周圍通過采用相應的構造措施,如施工時防止水的滲入,防止雜物落入后澆縫中,避免縫內鋼筋生銹腐蝕,并且嚴格按照要求施工,可以避免后澆縫部位土體上拱。當設置后澆施工縫(帶)時,應預留在裙房一側,寬度為700 mm1 000mm ,貫通基礎與上部結構。目前,隨著建筑材料技術的發展,有人提出了底板后澆帶無縫施工方法。這種施工方法是在基礎底板施工中采用UEA膨脹收縮補償混凝土無縫施工。遼陽市地方稅務局辦公大樓就是采用了這種施工方法,并且竣工后經過驗收,效果良好,完全滿足設計要求,未出現裂縫和沉降。 3 / 3
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