商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究

1、商业广场裙楼和主楼沉降差分析研究XXXXXX（XXXXXXXXXXXXXXXXXX）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。本文通过结合结合实践，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1.1。该中心广场项目占地面积约

2、15.4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2.1 考虑沉降的结构设计原则对本结构设计根据结构类型、使用条件、荷载特性、施工工艺等条件进行，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。结构的净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计、施工工艺及其它使用要求外，尚应考虑施工误差，测量误差、结构变形及后期沉降的影响。地下结构在荷载、结构、地层条件发生变化的部位或因抗震要求需设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两侧的结构不产生影响使用的差异沉降。变形缝的

3、形式、宽度和间距应根据防水和抗震要求等确定。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GB50007-2002规定的建筑物的地基变形允许值。2.2 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。在一般工程的桩筏基础设计中，涉及到群桩计算理论、筏板计算理论和桩间土承载力计算理论三方面。目前通常利用有限元方法，根据静力平衡、边界上竖向位移连续、节点对应关系，引入支承约束条件，进行程序计算。通过对大底盘的理论分析和大量的工程实测数据的积累，可初步对该类建筑物中大底盘和群桩的模型进行简化。在本工程的群桩

4、设计中，桩土一般简化为支承在筏板各节点处的竖向弹簧，弹簧系统的支承刚度就是桩基刚度矩阵。如需考虑桩间土，可根据弹性地基进行考虑，按实测土的参数转化为相应刚度的弹簧作用于筏板下。纵观许多描述桩基实际沉降现象和沉降发展过程的文献和实测数据可知，软土中的桩基沉降实质是由桩身压缩、桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生的整体压缩变形等多个主要分量组成，并且是一个需要经历数年甚至更长时间才能完成的过程。由于本工程中施工工艺提高和桩底持力层较好，使得桩端刺入变形相对减少。计算桩顶沉降可简化为计算桩身压缩和桩端土层整体沉降。可以采用以Mindlin 应力公式为依据的单向压缩分层总和法，计算群桩

5、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，采用实测的桩顶沉降确定。筏板-桩基共同作用分析方程可以用下式表达:。式中：，分别为考虑上部刚度的底板结构和桩基结构的刚度矩阵；为基础位移向量；为上部荷载等效矩阵。通过建立其基本方程，求解方程后得到筏板上各节点位移向量，即可得到整个桩基节点的位移，从而给出底板各节点处的内力。2.3 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

6、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。主楼与裙房和纯地下室的结构及基础设计成整体，但在施工时用沉降后浇带把两部分暂时断开，待主楼结构施工完毕，一般情况下，主楼已完成最终沉降量的50-80，然后再采用微膨胀混凝土浇灌沉降后浇带，将高低层连成整体。沉降后浇带的设置

7、旨在通过沉降后浇带封闭前，主楼沉降可以大部分独立完成，以降低主裙楼之间的沉降差，使主裙楼之间的差异沉降控制在可以接受的程度。如果地基承载力较高，沉降计算较为可靠时，可将主楼与裙房的标高预留沉降差，使沉降后两者标高基本一致。另外选择后浇带的位置也很重要，通常选择结构内力(弯矩、剪力)较小的部位，一般在梁板的反弯点附近。后浇带的宽度为800mm1000mm，其具体数值应通过计算确定，可按沉降变形差异反算内力，再据此确定配筋。后浇带处的钢筋应直通，并根据计算配足钢筋。如梁板过长，钢筋可进行焊接。3 实例分析本工程地下室平面长121，宽89.6m，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

8、层数为26层，建筑高度为90.5m，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9-1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1.6m，20层酒店底板厚度设计为1.3m，裙房与外扩地下室底板厚度0.8m。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

9、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30%50%左右，按此沉降差计算外扩地下室程底板内力；通过对

10、本工程3#9#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*1.0+活*1.0）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。图1 3#9#塔楼桩反力计算结果图2 靠3#9#塔楼区域的裙房桩反力计算结果（700桩径）图3 靠3#9#塔楼区域的裙房桩反力计算结果（800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，为同类工程提供参考借鉴。参考文献：1 叶天生.  大底盘高层对单层地下室的沉降影响