某高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3期广东土木与建筑No．32008年3月GUANGD0NGARCHITECTURECIVILENGINEERINGMAR2008某高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计张元坤叶国祥肖德周邓孝祥f广州容柏生建筑工程设计事务所广州510170)摘要：通过对某高层建筑基础及地下室底板结构优化前后的设计介绍，说明结构选型及计算分析在基础和底板结构设计中所起的重大经济作用．为同类工程设计提供借鉴。关键词：扩展基础；板式底板；抗拔锚杆；优化设计；经济指标1工程概况某高层办公

2、楼位于广州珠江新城，地上30层，地下4层．地面总高度为120．9m，结构平面为矩形，地上塔楼为62mx39．5m．地下室为68．5mx62．5m，总深17．4m塔楼基本占据整个地下室，仅北侧3跨17m及东侧1跨6．5m为纯地下室．其中地下4层建筑平面如图1所示图2中风化岩层层面标高等值线图3原设计的基础及地下室底板结构原设计的基础型式采用人工挖孑L桩．桩径1．2～2．2m．且要求有扩大头．桩长2．0～7．6m；其中纯地下室部位及周边地下室侧墙下的挖孑L桩同时兼作抗拔桩．总桩数为131根地下室底板采用梁板式结构．

3、板厚800ram．在、①②③④68500⑤⑥⑦⑧⑨l，向的柱墙轴线上分别布置基础梁．截面为lO00x图1地下4层建筑平面图1200(1400)和800x1000等．如图3～4所示2地下室底板下的地基状况本工程地下室底板下约占据地下室面积1／3的南半部为微风化泥质粉砂岩和砂砾岩．地基承载力特征值分别为=4500，6000kPa，其余部位基本为中风化泥质粉砂岩和砂砾岩．地基承载力特征值分别为=2600，4000kPa。局部一个柱网8．5mx8．5m范围存在厚约2．5m的强风化岩．其下为1．5m厚的中风化岩．往下则为

4、微风化岩层，如图2所示。图3原设计基础平面图3维普资讯http://www.cqvip.com2008年3月第3期张元坤等：某高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计MAR2008No．3础岩层的有利条件．本工程有条件亦应选择天然地I殛一点上上要⋯』I一萋I：j：lIIⅡj基扩展基础形式．以微风化和中风化岩作为持力层；⋯一’～1。局部存在强风化岩层的部位采用短墩基础形式。以J1,i．二乳；埋深较浅的微风化岩作为持力层。扩展基础的底面．一照一一显一』}韭一』．一萼积由墙柱轴向力和岩层承载力决定。基础高度则由妻鞴硒{

5、l_1瑚薹一盘一其抗冲切决定．基础尺寸确定后，基础配筋基本为构．妻一誊一磊一l一造配筋重新选定的基础型式不仅受力合理。节省结萤囊囊囊一童堇誊是⋯．构材料．且施工方便。可加快施工进度。优化后的基．=藿J_二．磊百l嘉磊酉西lI户础平面如图5所示-●—1ⅥTmT1丁I1rmT1丁mT一①②③④68500⑤⑥⑦⑧⑨图4原设计底板结构平面图6地下室底板结构的优化设计4优化设计的原因结合所选定的基础型式．并综合考虑底板的受力状态、底板的抗渗要求、施工便利以及控制底板结原设计的基础及地下室底板结构已形成施工构造价等因素、地

6、下室底板选用平板式。板厚仍维持图．甲方专业人员经过审议，认为原设计方案结构耗h：800ram塔楼部位不须考虑整体抗浮，纯地下室部材f包括混凝土及钢筋等)过多．结构形式施工较费位及塔楼大跨度板中间采用抗拔锚杆抗浮：底板由地时而会延长工期．抗拔桩的检测存在困难等下室侧墙外伸700ram．由侧墙外的回填土重量平衡从技术层面上分析．原设计的基础及地下室底水浮力．以免除四周侧墙部位的抗浮措施，同时使地板结构存在以下问题：①底板下基本为岩石层，地基下室底板和侧墙的布筋更方便．如图6所示承载力相当高．采用人工挖孔桩将强度很高

7、的岩层抗拔锚杆的设计和布置原则是：①使每根锚杆挖去和浇捣混凝土、不合理且无必要：②抗拔桩的桩的抗拔力接近，避免其中某根抗拔锚杆由于施工原因长有限．很难起到抗拔作用；③底板厚度已达800mm，出现薄弱部位而产生破坏性的连锁反应；②锚杆的分再设线刚度不太大的基础梁．受力不合理且无必要布力求有规律性．并使整个底板的应力状态相近．有因此，从基础及底板结构受力更合理、经济性利于底板的受力且方便施工；③在此条件下尽量减少(包括材料耗用量及工期两方面)更佳的角度考虑．锚杆的数量，以达到更经济的目的根据以上原则，本有必要对原设

8、计进行重新设计，以达到优化目的工程共设计抗拔锚杆250根．锚杆长约10m．单根锚杆抗拔力设计值=500kN5基础选型优化由于地下第4层部分为核6级人防区．故整个地下室的整体抗浮验算及非人防区的底板构件强度根据上部结构形式及其墙柱轴向力值．结合基验算只需考虑地下水的水压力作用(本工程地下水·回·：·回·：·回····回·：·回·

9、回⋯回··回··曰·：·回··-·回·：u-回··回·-·