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深圳玉龙金岸大厦地下结构分析

1结构体系及建筑罗水岸大厦是一座34层的高层建筑。位于深圳罗水岸大道以南,爱都大厦东侧。总建筑面积6193公顷,总建筑面积6.2万平方米。有两个地下庭院。这座楼由三座塔组成。属于一、二层建筑,抗灾等级为七度。采用框支剪力墙结构,裙楼3层,第4层为结构转换层,5~34层为住宅,总平面及标准层平面如图1~2所示。2基岩结构及变形本工程原始地貌属剥蚀残丘,地形起伏较大。根据地质钻探资料,场地内地层主要为石灰系下统强、中风化片岩,局部有少量填土或粘土层,自上而下为:⑴人工填土层:厚0.5~1.9m,属近期填土,稍湿,松散~稍密,主要为粘性土;⑵耕植土层:厚0.7m,湿,软塑~可塑,主要为粘土粒,含少量石英砂;⑶粉质粘土层:厚0.5~4.5m,平均2.7m,湿,可塑~硬塑,主要为粘性土,含少量石英砂及铁锰质结块;⑷石灰系下统片岩层:厚9.3~49.0m,平均35.2m,分为2个土层,即:(1)强风化岩,岩蕊呈土夹碎块状,相互交替分布,可用手捏碎,风化强烈,裂隙极发育,片理清晰,风化不均,承载力标准值fk=500kPa;(2)中风化岩,埋深1.7~14.6m,岩蕊呈碎块、短柱状,用手难捏碎,片理清晰,风化不均,局部含强风化岩块,裂隙较发育,裂面呈铁锈色,承载力标准值fk=1500kPa。本工程地下水为基岩裂隙水,主要贮存于强、中风化岩裂隙中,水位埋深测得3.0~14.0m,标高-1.76~-9.16m。根据勘察结果,地下水处在强透水层中,其水质对混凝土结构具有弱腐蚀性。3强风化岩地层根据本工程的地质情况、结构布置及受力情况,我们在设计中对两种基础方案进行了比较。⑴人工挖孔桩基础:本工程地基岩层风化不均,强中风化岩多呈互层状突出,工程地质条件属中等复杂类型。如采用大直径人工挖孔桩基础,以中风化岩为桩端持力层,则需采用1000,1200,900,1500mm等4种不同桩径,桩长约6.0~25.7m,施工时这些长桩需穿过厚约3.0~25.67m的强风化岩层,其间隙存在地下水,将给开挖施工造成一定难度和不安全因素。⑵片筏基础:本工程设2层地下室,其底板面标高-8.80m,因此应充分利用其天然地基。如采用板式片筏基础(见图3),则具有整体刚度好,能调整地基不均匀沉降,抗震性能好,施工简便,内部空间布置较灵活等优点。本工程筏板基础板厚取2.0m,板面、底标高分别约-9.2m和-11.2m,相对于绝对标高-4.52m,即可以强风化岩层作为持力层,压缩层厚约24.2m。据地质检测报告,本工程强风化岩的变形模量E0=123.5MPa,并由此按公式Es=βE0推算出岩层压缩模量Es=148.8MPa。通过以上两种方案的比较,我们认为筏板基础对于本工程无论在经济、工期及技术质量保证方面均优于桩基础,但其前提条件是计算得出的持力层强度及变形必须满足设计要求。4基础设计4.1基础眼底应力根据上部结构计算结果,建筑物总重F0+G=1.44×106kN,基础底板面积A=3208m2,则基础底面处压应力P=(F0+G)A=449kNm2。由于本工程持力层为强风化片岩层,故其地基承载力不需作宽深修正,可直接根据静载试验结果取值作为地基承载力标准值,按规范其设计值f0=1.1fk=500×1.1=550kNm2>P,持力层强度是足够的。4.2地基压缩层质量的计算经大量现场观测,取压缩试验的Es值计算沉降,对于中低压缩性土,将小于按规范公式计算的变形值许多倍。本工程持力层为强风化片岩,无法取样做室内压缩模量试验来确定Es,仅凭静载试验测定E0值后按Es=βE0计算,将会存在较大误差。鉴于此,本工程地基沉降按《深圳地区建筑地基基础设计规程》(SJG1-88)的沉降公式进行计算,即:式中:p为基础底面的平均压力(kPa);b为矩形基础宽度;Ki、Ki-1为与Lb、Zb有关的系数,查表可得;E0i为基础底下第i层土的变形模量(MPa);n为在地基压缩层深度范围内划分的土层数,地基压缩层深度ZH按SJG1-88计算;m为修正系数,m=2ZHb,查表可得。⑴地基压缩层总厚度:η=Lb=95.3243.05=2.2m(取2m);ZH=0.7(Z0+ξb),查表得当η=2时,Z0=12.4,ξ=0.49,ZH=0.7(12.4+0.49×43.05)=23.45;⑵系数m值:m=2ZHb=2×23.4543.05=1.09,查表得当1<m<2时,m=0.9;⑶系数Ki值:由p=449kNm2,压缩层为单层强风化层,查表得Ki=0.28;⑷将上述各数值代入沉降公式,得:该值小于《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中最大沉降值200mm,故本工程基础沉降值是允许的。4.3基础板厚的确定⑴板厚:根据上部计算结果,柱最大轴力设计为4.59×104kN,除满足冲切要求外,同时需考虑基础底板刚度要足够,本工程基础板厚取2m。⑵抗弯强度:按常规倒置无梁楼盖计算,根据本工程的结构布置,若考虑基础与上部结构的协同作用,则其整体抗弯刚度应相当大,故筏板配筋中不考虑该因素,经局部抗弯计算,求得板底最大弯矩处抗弯钢筋配筋率均小于其最小值p=0.15%。本工程筏板上下各配筋双层双向Φ18@150,配筋率0.17%。4.4建筑物内部地基沉降控制为使筏基与上部结构具有良好的整体刚度,地下室钢筋混凝土外墙在满足承载力、变形、抗裂及防渗等要求外,还适当增大了截面尺寸,宽度取450mm,配筋纵向双层Φ18@200,水平向Φ12@150。考虑基础沉降对建筑物使用的影响,将首层标高(±0.00)提高80mm,以解决竣工后建筑物室内地面与室外地坪的关系。此外,2m厚筏板内除板底面两层受力筋(Φ18@150)外,另加双层Φ12@200钢筋网,水平钢筋网之间预留Φ10@600×600,L=500插筋,以加强分层浇灌时混凝土之间的粘结力。5结构布置的确定基础工程的选型决定建筑物设计质量和造价的关键因素,对于多塔楼高层建

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