超大主裙连体结构基础设计的变刚度调平

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1、58低温建筑技术2013年第6期(总第180期)超大主裙连体结构基础设计的变刚度调平秦领(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司。上海200092)【摘要】以苏州中心广场项目为例，阐述了桩基础变刚度调平在超长超宽主裙楼连体结构桩筏基础设计中的应用。考虑了土层分布以及上部结构刚度对地基和基础的影响；通过调整桩径、桩距、桩端持力层、各区域基础底板厚度等方式改变了基桩的支承刚度分布；在降低基础沉降差异、减少筏板开裂的同时，降低了工程造价。【关键词】主裙连体结构；桩筏基础；变刚度调平；沉降差异【中图分类号】TU470【文献标识

2、码】B【文章编号】1001—6864(2013)06—0058—04伴随着经济的高速发展，超大型商业综合体项目在大最优。中城市的核心区域逐渐涌现。此类建筑通常由多幢塔楼、基于上述优化方向，根据所在场地资料、工程经验，结裙楼以及连体的多层大底盘地下空间组成。由于高层塔楼合规范的要求，可初步设定一个主楼的最终沉降量，通过共与裙房在业态、功能、结构形式和荷载分布等方面存在较大同作用分析得出沉降等值线。对沉降较大和底板应力变化差异，故两者的基础沉降有所不同。在不均匀沉降变形的处加大桩和承台的刚度，而在沉降较小处，相应地削弱桩的作

3、用下，基础将产生附加应力，附加应力的负面效应将对基刚度，重新形成桩筏刚度矩阵。如此进行迭代计算(如图1础自身及上部结构产生不利的影响。为了减少沉降的差所示)，直至差异沉降和应力变化达到设计所需的最优值。异，降低由此引发的附加应力，基础设计应充分考虑地基、基础与上部结构的共同作用，调整影响沉降变形场的主导因素——桩土支承刚度分布，使沉降趋于均匀，使基础及上部结构受力合理，从而达到优化设计、降低工程造价的目的。1基于变刚度调平的桩筏基础优化方案在传统的桩基设计中，一般注重较高的桩身强度及承载能力，其布桩原则是在同一结构单元下

4、布置等直径、等长度、等间距的桩，在同一结构单元中的塔楼、裙房及外扩地下室，其桩端持力层也尽量选择较深的同一坚硬土层。按照这种布桩原则设计的等刚度桩基在上部均匀荷载作用下会出现明显的内大外小的碟状沉降，桩顶反力则呈现内小外大的马鞍形分布。高层建筑常用的框筒等结构型式所固有的内：g2,I-dxl~lJ度差则加剧了桩基碟形沉降的程度。对于高层塔楼与附属裙房之间的不均匀沉降，设计者则往往通过设置沉降变形缝或沉降后浇带来减小差异沉降。但沉降变形缝的设置在很大程度上制约了建筑功能的多样性和灵活性，同时加大了防水处理难度。沉降后浇带因

5、长时间无2实例分析法浇筑所伴生的钢筋锈蚀、清理不力等问题也影响了施工2。1项目概况质量。因此，减小或取消沉降变形缝和沉降后浇带将会给建筑设计及工程施工带来诸多便利，但实施的前提在于有苏州中心广场项目位于苏州新加坡工业园区CBD区效降低差异沉降，将其控制在规范允许的范围内甚至更低。域。项目分为南北两区，含A⋯BCD、E⋯HPQ共计8个地变刚度调平布桩的目的正是为了减少基础的差异沉块。地块上南北两区共包含7栋高100～200m的主裙连体降，消除碟状沉降和马鞍形反力所引发的负面效应。对于高层，其中裙房为2～7层；地块下的南北两

6、区分开，但均为上部结构荷载集中、刚度较大的高层核心筒区域，适当增加超长超宽的地下空问，层数为3～4层，埋深约为一16．35～桩长、桩径和桩数、采用后注浆等措施以强化其桩基刚度，一20．95m。地上建筑结构体系为钢筋混凝土框架一核心筒对于核心筒外围桩基刚度则相应弱化。通过对不同部位基体系，裙房、地下室为钢筋混凝土框架体系。础刚度的合理调节，优化沉降等值线和底板应力变化梯度地下室底板以下各主要土层的承载力特征值及钻孔灌的分布，达到大底盘桩筏基础在结构受力和工程造价上的注桩阻力参数见表1。60低温建筑技术2013年第6期(总第

7、180期)的平均值；“最大桩反力标准值”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。计算结果显示：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图6优化后的D、E区沉降等值线图／ram得出的设计结果。13000ll0∞900D砌5000姗图7优化后的B、C、0区沉降等值线图／mm醑8II及图8。·平均桩反力标准值(恒+活)·最大桩反力标准值(ill心荷

8、载)从优化结果可以看到D、E地块7楼沉降计算值39～一单桩承载力特征值48mm；8楼沉降计算值55～73mm；9楼沉降计算值68～图9南区一9#塔楼桩反力计算结果83mm，主裙楼相邻跨差异沉降基本上都在11～17mm左右，满足规范的2oh,N斜要求。局部有超过20mm的区域，考虑锄到沉降后浇带的释放调节作用，实际差异