大底盘双塔楼整体基础沉降控制

吴荣

摘要：对于大底盘多塔楼建筑的整体基础设计，由于上部各塔楼竖向荷载分布的不均匀，在基础范围内形成应力差异很大的多个区域，如果塔楼结构布置与层数差别大，则基础不均匀应力区域分布更加明显。基础设计时控制建筑物的总体沉降、变形协调和整体倾斜等变形指标满足规范及使用要求，需要精心计算，搜集邻近类似建筑的长期沉降观测资料，通过合理布桩、设置沉降后浇带等技术措施予以解决。

关键词：大底盘;塔楼;桩基础;沉降后浇带

1引言

由于建筑功能上的使用要求和地下建筑施工方面的要求，目前采用大底盘多塔楼形式的建筑结构普遍地下部分不分缝，按整体基础设计，而计算软件发展的日益成熟也为这样的设计提供了必要的技术支持。在大底盘的整体基础设计中，如何解决地基基础不均匀变形是设计需重点考虑的问题。各类工程的结构布置与荷载分布有不同的特点，需要从工程本身的特点出发，采取针对工程特点的技术措施来解决地基基础不均匀变形问题，使之滿足规范及使用要求。本文论述的建筑为两个塔楼（一高层塔、一多层塔）合用整体基础，荷载分布差异很大，在此对设计过程中如何进行差异沉降的控制进行总结。

2工程实例

2.1工程概况

江苏税友软件科技有限公司投资的南方产业基地项目一期工程位于扬州市维扬区扬子江北路西侧，新甘泉路南侧，其中1#办公楼建筑面积30450平米，上部主体19层，1、2层层高分别为5.1m、4.8m，以上各层层高均为3.9m，建筑总高度76.65米，框架-剪力墙结构，框架与剪力墙的抗震等级均为二级;2#办公楼建筑面积5747平米，上部主体3层，底层层高为5.1m，以上各层层高分别为4.8、3.9m，建筑总高度14.25米，框架结构，抗震等级为三级;1#楼与2#楼上部结构各自独立，1#楼主楼区域的地下室结构高度4.4m，1#楼主楼范围以外的地下室结构高度3.9m，地下室连为一体，平时用途为地下汽车停车库，战时为二等人员掩蔽部，共三个防护单元，另设移动电站。地下室建筑面积7965.5平米。

建筑结构安全等级为II级，设计使用年限50年。扬州地区的50年一遇的基本风压0.4KN/m2，基本雪压0.35KN/m2。工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，基本地震加速度0.15g，地震分组为第一组，场地类别为II～III类。基础设计等级为甲级，桩基安全等级为二级。

2.2工程地质情况及基础选型

工程建设场地位于扬子地层区东部，基底由中元古界海州群及张八岭群区域变质岩系组成，中生代地层发育较齐全，上第三系也有分布，第四系以冲积相三角洲相为主。最大钻探深度50米，土层自上而下划分为7个土层，其中地下室底板埋置标高位于第③层粘土，③层粘土，中压缩性，力学强度较高，④层粉质粘土，中压缩性，可塑，力学强度一般，但③层

埋藏较浅，有效桩长短，不适合作为桩端持力层;⑤层硬塑～可塑粘土，

力学强度高，以及其下分布的⑥粘土、⑦粉质粘土层分布均较稳定，厚度较大，均满足作为桩端持力层的要求。第⑥层粘土力学性能较好，其桩端极限端阻力标准值qpk为1500kPa，其下没有软弱下卧层，以第6层土为持力层时桩长达到22米以上，经估算能满足1#楼高层下抗压桩的受力要求。根据地质条件及建模试算结果，桩型选择钻孔灌注桩。

考虑1#2#两塔楼及纯地下室的荷载与结构形式差别很大，为控制1#楼高层在较大基底荷载作用下的沉降尽量与2#楼多层以及纯地下室相接近，同时考虑到该工程所处场地的土层均为老粘土，且分布均匀，因此初定整体基础各部分的桩长、布置如下：

A、1#楼筏板范围内核心筒剪力墙以及南侧角部剪力墙下采用直径D=800mm的桩，桩长26m，持力层为⑥层土，端承摩擦抗压桩，单桩竖向

承载力特征值为3000KN;

1#楼筏板范围内其余部分采用直径D=800mm的桩，桩长22m，持力层为⑥层土，端承摩擦抗压桩，单桩竖向承载力特征值为2500KN;

B、纯地下室范围内采用直径D=800mm的桩，桩长16m，持力层为⑥层土，端承摩擦抗拔桩，单桩抗拔承载力特征值1150KN。

基础形式采用：

1#楼采用桩筏基础;

2#楼及地下室采用梁板式筏板基础。

基础平面布置简图见附图。

对多层建筑的统计数据，对本工程的参考意义有限;PKPM程序提供了设置后浇带的整体基础的算法的技术支持，其问题在于计算结果是否符合各地方的实际情况，毕竟全国各地的地质条件千差万别，程序计算的结果也仅作为设计决策的参考数据，初步确定封闭后浇带的时间，而在施工过程中实测沉降数据的积累才是最终做出决策的可靠依据。

根据计算结果分析是否满足规范要求：

（1）平均沉降量：该工程所处场地的土层均为老粘土，且分布均匀，同时高层部分采用桩筏基础，因此平均沉降量很容易满足规范要求;

（2）整体倾斜：1#主楼沉降量虽然比较大，但沉降量对称分布，倾斜并不明显，X方向倾斜率为0.72‰，Y方向倾斜率为1.02‰;2#主楼沉降

量绝对值小，其差值也不大，X方向倾斜率为0.23‰，Y方向倾斜率为0.12‰;均小于规范限值。

（3）相邻柱基沉降差：1#楼周边的柱（墙）与相邻的2#楼及纯地下室部分的沉降差不能满足规范要求，而楼内相邻的墙柱之间的沉降差基本

能满足要求;2#楼楼内柱之间及周边柱与相邻的纯地下室部分的沉降差均能满足要求。

可见：问题主要在于1#楼墙柱沉降比较大，与周边相邻的2#楼及纯地下室的墙柱沉降有陡变，其差值大于规范限值。这是建筑的总体布局形成

的缺陷，通过调整布桩已经无法解决。如不采取其他的措施，这样的变形差异将使结构相应部位产生附加应力，造成结构的开裂破坏。

2.4设计措施与论证

解决上述问题目前较多采用的是设置沉降后浇带的方法，其目的在于让主楼大部分沉降在后浇带封闭前独立完成，以降低主楼与裙房（或其他

沉降较小的建筑）之间的沉降差，使差异沉降控制在可以接受的程度。根据1#楼结构平面布置的情况分析确定采用沉降后浇带的方法可行，

这样就需要补充计算：在后浇带封闭前按照主体结构（含填充墙体砌筑）已经施工完毕考虑，主楼独立完成的沉降量有多少。基础设计规范给出了多层建筑物在不同土质条件下施工期间完成的沉降量的大致范围，因其是