第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 南昌绿地紫峰大厦地下室裙房基础设计 宫伟智陆道渊 （华东建筑设计研究总院，上海200002) 提要：介绍了超高层主塔楼带多层裙房结构的地下室设计与分析方法.
当地基土的承载力较好时，地下水位变化较大， 锚杆和抗拔桩的受力分析和比较，并采用设置沉降后浇带等方式，使主塔楼和裙房的沉降变形协调，充分发挥锚杆的作用.
美键字：超限高层：非预应力抗浮锚杆平板式筏板基础：后浇带： 引言 近年来超高层结构大量的兴建，同时根据建筑功能的多样性，相应的超高层塔楼四周常常设置多层的 带地下室的裙房结构.
常用的基础做法是采用桩基的形式，塔楼下采用桩筏板基础，裙房下采用桩承台 基础，但对于地基土的承载力较好，地下水位变化较大时，抗拔桩在低水位时承受较大的压力，无法充分 发挥抗拔的作用，反而在抗压工况控制时，对于采用抗拔桩承台基础作用并不理想，故针对于解决工程 抗浮问题，本工程采用非预应力抗浮锚杆平板式筏板基础形式进行工程设计.
1、工程概况 本工程位于江西省南昌市高新区，总建筑面积约21.93万㎡，由一栋超高层建筑（结构高度为249.5米， 建筑高度为268米）和三栋零售裙楼组成.
零售裙楼将被抗震缝分为3部分，每部分结构尺寸约100米.
零 售裙房结构高度分别为裙房A区（30.5米，5层）、裙房B区（20.5米，4层）、裙房C区（15.5米，3层），其 结构形式为钢筋混凝土框架结构.
地下车库两层，10米深.
塔楼和裙房建筑地下结构为两层的地下室.
建 筑效果图及结构标准层平面布置.
见图1、图2.
裙房B区 裙房C区 裙房A区 主塔楼 图1南昌绿地紫峰大厦效果图 图2南昌绿地紫峰大厦平面布置图
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 2项目基础选型原则 2.1地形地貌及场地地层分布 拟建场地位于南昌市高新技术开发区，东至创新一路，南至紫阳大道.
拟建场地地处赣抚冲积平原区， 位于Ⅱ级阶地上，场地地形平坦开阔.
拟建场地为菜地及稻田，局部填有建筑及生活垃圾，现地面高程在 21.43~23.43m之间，一般为21.50m左右.
据本次钻探揭露勘探深度范围内，场地地层主要由人工填土、第 四系全新统湖积层、第四系上更统冲积层、第三系新余群组成.
按其岩性及工程特性，自上而下依次划分 为①杂填土、②粉质粘土、③细砂、④中砂、粗砂、③砾砂、③-1圆砾、粉砂质泥岩.
勘察场地整平 粉质粘土，其一般厚度0.30m左右.
2.2基础型式的选择 由于地下室底板落在②粉质粘土层，其承载力为220KPa是一个很好的天然地基，而在高水位时，地 下室存在很大的浮力，抗浮是采用抗拔桩还是锚杆，我们就桩基和天然基础非预应力抗浮锚杆的两种基 础形式进行比较分析.
对于拟建场地选取三种典型的上部结构方式进行比较，分别是纯地下室、三层裙房（裙房C区）、五层 裙房（裙房A区.
Ground 0.00(22.75 ) 士 高水控 -3.75(19.00) 停车场 9.75(13.00 停车场 低水位 图3南昌绿地紫峰大厦地下室立面示意图 锚杆，桩基经济性比较（按每9mx9m柱网考虑） 纯地下室 三层裙房 五层裙房 菜杆差长15m 180 长14m Φ180 锚杆方案 基本无错杆 Φ800 柱长19.5m 本800 椎长18m @800 椎长18n 桩基方案 特力息6-1层 持加层6-1 箭要布桩2根 需要布桩了根 需要布柱4根 从比较分析结果可以看出，桩基刚度较大，如地下室采用桩基的方案，为了确保裙房区域和纯地下室区域 基础共同变形，裙房区域也须采用桩基方案：但是非预应力抗浮错杆刚度较小，仅抗拔工况作用，抗压不 起作用，抗压工况控制下，2层粉质粘土承载力特征值220kpa，3层细砂为190kpa，经深度修正后的承载力
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 特征值约300kpa：抗压工况筏板基础完全可以.
因此带地上结构裙房和纯地下室部分采用锚杆的方案可行： 设计采用减少锚杆类型，锚杆长度相同，通过锚杆布置数量调整，对于纯地下室区域和有地上裙房结构区 域进行结构基础设计.
3、塔楼、裙房交界位置分析及锚杆布置 通过计算比较，地下室裙房基础采用非预应力抗浮错杆.
为充分发挥锚杆的作用，尽量减少前期施工 过程中对于锚杆的影响，在结构设计时，通过后浇带的合理布置，使各锚杆的受力基本一致.
主塔楼采用 的是桩筏板基础，裙房采用的是非预应力抗浮锚杆平板式筏板基础，荷载、刚度存在明显的差异，故塔 楼筏板做好刚度过度.
控制沉降的后浇带可以将两个单体在施工阶段的沉降，不会发生因施工阶段的竖向 构件的压缩变形和不均匀沉降引起的附加内力，同时还根据塔楼的荷载完成情况的沉降是否趋于稳定来判 断是否封闭这个后浇带.
同时总包委托第三方监测单位每隔7天进行沉降检测.
伸缩后浇带 沉降后浇带 伸缩后浇带 沉降后浇带 图4南昌绿地紫峰大厦后浇带示意图 对于紧邻塔楼区域，因塔楼部分荷载大，沉降相对较大，根据底板的变形协调，对于附近裙房基础设 计不但需要考虑水浮力和裙房竖向荷载，需特别考虑塔楼的影响.
结构设计的原则是前期减少影响、使用 阶段增加补强措施.
前期施工阶段采用在塔楼和裙房交界处设置后浇带，通过释放前期的沉降差，来减少 因沉降差而产生的底板变形内力.
详见图4.
主塔楼和裙房之间底板厚度从核心筒下3500mm、核心筒外至 框架柱底板厚度2800mm、框架柱外至裙房A区底板厚度750mm.
使用阶段通过加强主楼和裙房交界处底板配 筋（框架柱外至裙房A区底板加强配筋），A区裙房临跨下柱墩设计时根据计算增加厚度和平面尺寸（抗压 工况起控制作用），增加下柱墩配筋等方式，促使主塔楼和A区裙房之间达到变形协调，尽量减少主塔楼
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 和裙房之间的沉降差.
如图5和图6.
底板板带加强区 域 图5主塔楼与裙房A区边界设置底板柱墩示意图 图6主塔楼与裙房A区边界设置底板配筋示意图 14 AI→B拉→CI 14.0 12 124 10 10.0 06 04 9 0.2 20 61次 82次 83次 84次 8s次 86次 87次 次数 图7施工单位根据第三方检测得到的主塔楼及裙房的沉降数据统计表 从现场监测的沉降数据得出，主塔楼和裙房在沉降和底板变形基本一致.
有效的控制了彼此之间的差 异变形，沉降稳定后消除了主塔楼和裙房底板之间的沉降附加应力，充分发挥塔楼下桩及裙房下锚杆的作 用，减少了底板平衡附加应力的板内钢筋，取得了良好的效果.
4、锚杆布置与优化 4.1锚杆布置方式的分类 抗浮设计中常用的锚杆布置方式有下面几种： 1）集中点状布置，一般布置在柱下.
2）集中线状布置.
3）面状均匀布置.
4）结合底板刚度面状布置， 和面状均匀布置相似.
4.2锚杆布置的优化 对于纯地下车库区域，地上无裙房，恒载较小，底板下所需锚杆较多，集中点状布置和集中线状布置 方式不适合.
比较了面状均匀布置和结合底板刚度面状布置两种情况.
若假定底板平面外刚度极小，考虑地下室底板接近“绝对柔性”，则面状均匀布置是合理的.
但750m 厚地下室底板的平面外刚度较大，锚杆所承受上拔力的大小与底板变形相关，而不是每根锚杆所对应的底 板面积绝对相关.
根据锚杆与底板的变形协调，通过锚杆的合理布置，使其受力尽量均匀，充分发挥锚杆 的抗拔承载力.
比较图8（a）和图8（b)，面状均匀布置，底板中部锚杆受力明显大于其余位置，各锚杆受 力不均匀：而结合底板刚度面状布置更符合锚杆的实际受力机理，是纯地下车库区域最终的选择方案.
上部结构传递下来的竖向荷载可以平衡一定比例的水浮力.
故柱下取消部分锚杆，通过地下室底板来 平衡剩余部分荷载，底板的弯矩和配筋较小.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 (a)面状均匀布置 (b)结合底板刚度面状布置 图8纯地下车库区域锚杆平面布置图 裙房区域上部结构恒荷可以平衡的一定比例的水浮力，需要的锚杆数量较少，因而采用集中线状布置 的方式（图9）.
中 图9裙房区域错杆布置 4.3锚杆与底板的变形协调 地下室水浮力由非预应力锚杆与底板共同分担，锚杆为被动受力体，底板在水浮力作用产生竖向位移 时，锚杆才会产生抗拔力，底板位移越大，错杆抗拔力越大：而抗浮错杆同时约束了底板的变形.
因此， 在设计时不宜将其独立出来单独计算受力，要考虑它们之间的变形协调，使锚杆设置更加安全合理.
考虑 锚杆与底板变形协调的设计方法的优点为：1）优化锚杆数量.
2）可有效减小底板弯矩，降低底板厚度和 配筋量，节约工程造价.
5、结论 非预应力抗浮错杆由于底板弯矩小、受力合理、造价低、工期短、施工方便等因素得到越来越广泛的 应用.
本文结合工程实例，对非预应力抗浮锚杆的设计、锚杆的布置方式、错杆与底板的变形协调等问题 进行设计探讨，对于有多层建筑的裙房，当裙房的地基条件较好时，如何控制两者之间的受力，怎样选择 基础形式，本工程提供了参考.
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