浅析高层建筑地下室结构设计

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1、浅析高层建筑地下室结构设计浅析高层建筑地下室结构设计　　近年来，随着经济建设的迅速发展，而高层建筑更由于其建筑功能和结构本身的要求,大多需要设置单层或多层地下室。地下工程在整个建设项目中所占的比重也越来越大。然而地下室的造价在整个建筑总造价中所占的比重是非常之大的，如何才能使地下室设计的经济合理显得尤为重要。　　基础的选型：　　《高规》条规定，高层建筑基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及邻近建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，并能满足正常使用功能要求。还应注意了解邻近地下构筑物及各类地下设施的位置和

2、标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生意外问题。　　基础形式应选用整体性好，能满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降，达到安全实用和经济合理的目的。　　根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力，中小高层建筑地下室基础可采用条形交叉梁基础、满堂筏板、桩筏或箱形等基础形式。筏板基础可以是梁板式和平板式，当建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先采用平板式。当采用梁板式筏基时，基础梁截面大必然增加基础埋置深度，当水位高时更为不利，梁板混凝土需分层浇筑，而且梁支模费事，因而增长工期，综合经济效益不一定比平板好。　　抗浮设计　　《地基规

3、范》条规定，岩土工程勘察报告应提供用于计算地下浮力的设计水位。结构抗浮验算必须根据岩土工程勘察单位提供的地下水浮力的设计水位来验算。　　抗浮验算时永久荷载的分项系数取值，各地区可能与《荷载规范》不同，当有地区标准按当地的标准，无地区标准则按《荷载规范》。验算建筑物抗浮能力必须满足：　　(建筑物永久荷载/水浮力)≥　　式中建筑物永久荷载为标准值，按《规范荷载》条应乘分项系数。　　当抗浮设计水位较高，裙房满堂地下室或地下车库需要采用抗浮措施时，应按工程具体情况区别对待。如果裙房满堂地下室或地下车库是独立建筑，与高层主楼基础没有连接成整体，并有一定距离不会因差异沉降

4、造成影响时，抗浮措施可以根据经济技术比较采用：抗浮锚杆、抗拔桩或压重等方法；如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接成整体，均采用桩基，通常抗浮可采用抗拔桩的方法来解决，这几年预应力管桩应用也比较普遍，可以节约桩基成本大约15%，提高桩基工期大约10%；如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接整体，并且高层主楼采用的是天然地基预估有若干沉降量，裙房或地下车库抗浮宜采用压重方法，不宜采用抗拔桩或抗浮锚杆，否则必将与高层主楼之间形成差异沉降而造成底板开裂的影响，尤其如北方很多城市的抗浮设计水位由于考虑南水北调提供的较高，但实际地下水位目前而言都是非常低

5、的，如果抗浮采用抗拔桩或抗浮锚杆，裙房或地下车库与主楼间基础沉降差异将是非常突出的问题。　　在这里举一个利用抗浮锚杆抗浮的例子，某工程地下3层，地上24层，基础为独立柱基础带400mm厚的C40混凝土底板，已知地下室底板水压高度为米，可知水浮力为88KN/M2，底板自重10KN/M2，则可知道抗浮锚杆承受浮力为78KN/M2。经过计算本工程采用锚杆直径φ=100mm，锚杆φ28，锚入中风化岩层内4000mm，单根锚杆抗拔承载力特征值为140KN，锚杆间距选择1200×1200mm，实际结果表明抗浮效果特好，没有出现底板抗浮裂纹，如下图：　　　　建筑物上部结构、

6、地下室、地基的相互作用关系必须要了解。　　高层建筑的基础上部整体连接着层数很多的框架、剪力墙或简体结构，地下室四周很厚的挡土墙又紧贴着有效侧限的密实回填土，下部又连接着沿深度变化的地基。无论在竖向荷载还是水平荷载的作用下，它们都会有机地共同作用，相互协调变形。尽管在这方面的设计计算理论仍不够完善，但如果仅仅把基础从上部结构和下部地基的客观边界条件中完全隔离出来进行计算，是根本无法达到真正设计要求的目的。　　高层建筑基础的分析与设计经历了不考虑上、下共同相互作用的阶段，仅考虑基础和地基共同作用的阶段，到现今开始全面考虑上部结构和地基基础相互作用的新阶段。我国目前

7、也有了专门的高层建筑与地基基础共同作用理论的相关计算程序，如果设计人员所用的计算机结构分析软件仍是沿袭着不客观充分考虑相互作用的常规计算方法，设计的计算结果往往和工程实测的结果相差甚远，达不到经济合理性的要求。　　无论是采用箱基还是筏基，诸多工程的实测都显示；底板的整体弯曲率都是很小的，往往都不到万分之五。有一些高层建筑箱形基础的实测值都仅在×10-4之间，国外也有的资料上实测的挠区率都是很小的，比如德国法兰克福展览会大楼的筏板实测挠区率只有×10-4。而且我国测得的筏底板钢筋应力一般都在20~30N/mm2之间，只有钢筋强度设计值的十分之一，个别内力较大的工

8、程也几乎没有超过70N/mm2。　　出