商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究j

商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究摘要对商业广场裙楼及其主楼建筑来说，其基础各部分（高层主楼区域、裙房区域、纯地下室区域）荷载差异较大，控制差异沉降显得尤为重要。本文结合实践，针对该类型结构设计提出沉降考虑，同时结合工程实例，从地下结构的安全性、稳定性以及差异沉降控制等需作重点论述，为同行提供参考。关键词建筑工程；结构设计；沉降分析；沉降调节1项目概况某市中心广场项目位于市工业园区湖西CBD核心区域，北临苏绣路、南到苏惠路、西起星阳街、东至星港街，地块东侧面向金鸡湖城市广场。拟建场地地理位置详见图11。该中心广场项目占地面积约154公顷，规划地面总建筑面积约130万平方米，地下总建筑面积约50万平方米，规划建筑单体9个。2沉降协调考虑分析21考虑沉降的结构设计原则本结构设计应当结合荷载特性、结构类型以及相应的施工工艺等综合考虑，考虑工程水文地质、总体规划要求、环境条件，并对技术、经济、环保和使用效果作综合比较，选择合理的施工方法和结构型式。对于地下结构需要设置变形缝时，则应同时采取合理措施来满足缝两侧结构的沉降差。当不设置沉降缝时，应采取有效措施减少差异沉降及其影响。控制绝对沉降和差异沉降值，使满足建筑地基基础设计规范GB500072002规定的建筑物的地基变形允许值。22基于沉降考虑的桩基设计本工程基础采用桩筏基础，对本工程桩筏基础考虑沉降的设计理论。对于一般工程的桩筏基础设计中，会考虑到筏板计算理论、群桩计算理论以及桩间土承载力计算理论。针对当前工程应用情况来看，其主要采取有限元方法，通过利用静力平衡、边界上竖向位移连续、节点对应关系等，再考虑到单元的约束条件，然后由程序进行计算。本工程结合以往大底盘结构的设计的理论分析以及工程实测数据表明，对本大底盘结构以及群桩模型采取简化处理。同时对群桩设计时进行合理的简化处理，对桩土简化为支承在筏板各节点处的竖向弹簧，假设支承刚度为桩基刚度矩阵。通过采取弹性地基考虑，按实测土的参数转化为相应刚度的弹簧作用于筏板下。PK结合以往桩基沉降普遍现象以及相关的沉降监测数据现象表明，对于软土中的桩基，其沉降主要由于桩身压缩、桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用而出现的压缩变形，该沉降压缩变形量主要由以下几个分量所组成。鉴于本工程中具有较高的施工工艺，以及持力层地质条件较好，因此使得桩端刺入变形相对减少。计算桩顶沉降可简化只需要计算桩身压缩和桩端土层整体沉降。通过采取单向压缩分层总和法，来计算出群桩中每根桩的桩端沉降。群桩中的桩的刚度同样可以表示成桩顶荷载和桩顶沉降的比值，式中为桩顶荷载；为桩端沉降和桩身压缩之和，其通SPBPKPPBS过采取桩顶沉降量来最终确定。筏板桩基共同作用分析方程可以用下式表达。式中，分别基于上部刚度的底板结构刚度矩阵和桩基结构UPFFKP的刚度矩阵；为基础位移向量；为上部荷载等效矩阵。通过上述方程可以得出筏板上各节点位移向量，从而可以计算出各个桩基节点的位移，最后再计算出底板各节点处的内力。23沉降差调节对于目前设计较多的商业住宅群工程，其由多幢主体高层、附属裙房、商业、地下车库等统一设置于一个连通大底盘上，尺寸较大，为超长超宽结构，且基础各部分（高层主楼区域、裙房区域、纯地下室区域）荷载差异较大，控制差异沉降显得尤为重要。如某塔楼范围为核心筒，剪力墙较多，其地下室具有足够的刚度，能较好的调节不均匀沉降，即使上部荷载差异较大，亦可不设沉降缝，但必须对沉降对结构等各方面的影响采取深入分析。从工程实践表明，通过设置沉降后浇带既能减少各建筑因荷载不同所引起的不均匀沉降，也解决了“地下室统一贯通建设，上部结构分期实施”，因上部各单体施工时间不同步所引起的不均匀沉降。本工程地下室裙楼与主楼连成整体，通过后浇带在结构施工期间把主楼和裙楼分开，主楼施工完成后，再通过浇筑后浇带来实现主楼和裙楼的连成整体。后浇带浇筑时则应当在沉降量完成5080后，再采取微膨胀混凝土进行浇筑，从而可以有效地减小主裙楼沉降差。但值得注意的事，对于后浇带应当设置在反弯点的位置附近，同时其宽度选取8001000MM。对于地基承载力较高的情况，则可以试算出裙楼和主楼两者的沉降差，通过让两者之间的沉降来使其沉降后的标高达到一致。3实例分析本工程地下室平面长121，宽896M，商业广场上有9栋单体，8栋单体建筑功能均为办公楼，建筑层数为26层，建筑高度为905M，办公楼单体的结构类型均采用钢筋混凝土核心筒结构；另外有一栋为高层酒店，建筑层数为20层酒店，建筑高度为77M，采用钢筋混凝土框架剪力墙结构；地面以上办公楼和酒店之间由裙房整体连接，属双塔结构。该工程采用变刚度桩基工程，两幢塔楼采用桩径800MM、桩长51M的钻孔灌注桩，桩端持力层为第91层粉砂夹粉质黏土。裙房与外扩地下室采用桩径600MM、桩长31M的钻孔灌注桩抗拔桩。26层办公楼底板厚度设计为16M，20层酒店底板厚度设计为13M，裙房与外扩地下室底板厚度08M。对本工程竣1年后对其采取沉降量测量，实测最大沉降量分别是26层办公楼为14MM，20层酒店楼为12MM，4层裙房为10MM。对商业裙楼和塔楼之间一般均设置后浇带，待主体结构封顶后再浇筑后浇带。从工程实践经验表明，对于外扩地下室的沉降很小甚至为零，主楼虽有一定的沉降，但由于在结构封顶时已完成部分沉降。针对此，本工程沉降调节采取的设计，为了将主楼和裙房之间的沉降差控制在2030MM以内，再考虑到高层建筑桩基础竣工时一般已完成最终沉降量的50左右，因此在设计桩基时先将主楼的计算沉降控制在6070MM左以内，然后按“弹簧常数法”计算主楼承台板内力。外扩地下室（地面以上无大建筑物）的计算沉降为零；当结构封顶时认为主楼沉降完成3050左右，按此沉降差计算外扩地下室程底板内力；通过对本工程39塔楼以及塔楼一跨范围内裙房下的桩反力计算，其计算结果见图1图3所示。其中，“平均桩反力标准值（KN）”为区域内所有桩在标准组合（恒10活10）下桩反力的平均值，“最大桩反力标准值（KN）”为区域内所有桩在包络所有标准组合（考虑偏心荷载）下桩反力的最大值。通过计算结果表明，主楼及过渡区桩反力在平均荷载和偏心荷载下均满足规范要求，并在某些区域有一定富余，这也是按照变刚度调平的设计思路去控制主楼绝对沉降量，也就是塔楼蝶形沉降区域下的桩数并非按承载力控制而是为满足预期沉降得出的设计结果。塔楼范围内桩反力计算结果020004000600080001000012000140003塔楼4塔楼5塔楼6塔楼7塔楼8塔楼9塔楼KN平均桩反力标准值KN恒活最大桩反力标准值KN偏心荷载单桩承载力特征值KN图139塔楼桩反力计算结果靠塔楼区域裙房桩反力计算结果700桩05001000150020002500靠3塔区域裙房靠4塔区域裙房靠5塔区域裙房靠6塔区域裙房靠7塔区域裙房靠8塔区域裙房靠9塔区域裙房KN平均桩反力标准值KN恒活最大桩反力标准值KN偏心荷载单桩承载力特征值KN图2靠39塔楼区域的裙房桩反力计算结果（700MM桩径）靠塔楼区域裙房桩反力计算结果800桩0100020003000400050006000靠3塔区域裙房靠4塔区域裙房靠5塔区域裙房靠6塔区域裙房靠7塔区域裙房靠8塔区域裙房靠9塔区域裙房KN平均桩反力标准值KN恒活最大桩反力标准值KN偏心荷载单桩承载力特征值KN图3靠39塔楼区域的裙房桩反力计算结果（800MM桩径）4结语对于商业裙楼和塔楼之间采取整体设计，而不采取分缝处理，对此分析其沉降并且采取有效的沉降协调是关键，文章通过结合工程实例，对地下室沉降影响采取分析，提出了相应的沉降调节措施，为