商業(yè)廣場裙樓和主樓沉降差分析研究摘要對商業(yè)廣場裙樓及其主樓建筑來說，其基礎(chǔ)各部分（高層主樓區(qū)域、裙房區(qū)域、純地下室區(qū)域）荷載差異較大，控制差異沉降顯得尤為重要。本文結(jié)合實(shí)踐，針對該類型結(jié)構(gòu)設(shè)計提出沉降考慮，同時結(jié)合工程實(shí)例，從地下結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性以及差異沉降控制等需作重點(diǎn)論述，為同行提供參考。關(guān)鍵詞建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；沉降分析；沉降調(diào)節(jié)1項(xiàng)目概況某市中心廣場項(xiàng)目位于市工業(yè)園區(qū)湖西CBD核心區(qū)域，北臨蘇繡路、南到蘇惠路、西起星陽街、東至星港街，地塊東側(cè)面向金雞湖城市廣場。擬建場地地理位置詳見圖11。該中心廣場項(xiàng)目占地面積約154公頃，規(guī)劃地面總建筑面積約130萬平方米，地下總建筑面積約50萬平方米，規(guī)劃建筑單體9個。2沉降協(xié)調(diào)考慮分析21考慮沉降的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則本結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)結(jié)合荷載特性、結(jié)構(gòu)類型以及相應(yīng)的施工工藝等綜合考慮，考慮工程水文地質(zhì)、總體規(guī)劃要求、環(huán)境條件，并對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和使用效果作綜合比較，選擇合理的施工方法和結(jié)構(gòu)型式。對于地下結(jié)構(gòu)需要設(shè)置變形縫時，則應(yīng)同時采取合理措施來滿足縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)的沉降差。當(dāng)不設(shè)置沉降縫時，應(yīng)采取有效措施減少差異沉降及其影響。控制絕對沉降和差異沉降值，使?jié)M足建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB500072002規(guī)定的建筑物的地基變形允許值。22基于沉降考慮的樁基設(shè)計本工程基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，對本工程樁筏基礎(chǔ)考慮沉降的設(shè)計理論。對于一般工程的樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中，會考慮到筏板計算理論、群樁計算理論以及樁間土承載力計算理論。針對當(dāng)前工程應(yīng)用情況來看，其主要采取有限元方法，通過利用靜力平衡、邊界上豎向位移連續(xù)、節(jié)點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系等，再考慮到單元的約束條件，然后由程序進(jìn)行計算。本工程結(jié)合以往大底盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計的理論分析以及工程實(shí)測數(shù)據(jù)表明，對本大底盤結(jié)構(gòu)以及群樁模型采取簡化處理。同時對群樁設(shè)計時進(jìn)行合理的簡化處理，對樁土簡化為支承在筏板各節(jié)點(diǎn)處的豎向彈簧，假設(shè)支承剛度為樁基剛度矩陣。通過采取彈性地基考慮，按實(shí)測土的參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)剛度的彈簧作用于筏板下。PK結(jié)合以往樁基沉降普遍現(xiàn)象以及相關(guān)的沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)現(xiàn)象表明，對于軟土中的樁基，其沉降主要由于樁身壓縮、樁端刺入變形和樁端平面以下土層受群樁荷載共同作用而出現(xiàn)的壓縮變形，該沉降壓縮變形量主要由以下幾個分量所組成。鑒于本工程中具有較高的施工工藝，以及持力層地質(zhì)條件較好，因此使得樁端刺入變形相對減少。計算樁頂沉降可簡化只需要計算樁身壓縮和樁端土層整體沉降。通過采取單向壓縮分層總和法，來計算出群樁中每根樁的樁端沉降。群樁中的樁的剛度同樣可以表示成樁頂荷載和樁頂沉降的比值，式中為樁頂荷載；為樁端沉降和樁身壓縮之和，其通SPBPKPPBS過采取樁頂沉降量來最終確定。筏板樁基共同作用分析方程可以用下式表達(dá)。式中，分別基于上部剛度的底板結(jié)構(gòu)剛度矩陣和樁基結(jié)構(gòu)UPFFKP的剛度矩陣；為基礎(chǔ)位移向量；為上部荷載等效矩陣。通過上述方程可以得出筏板上各節(jié)點(diǎn)位移向量，從而可以計算出各個樁基節(jié)點(diǎn)的位移，最后再計算出底板各節(jié)點(diǎn)處的內(nèi)力。23沉降差調(diào)節(jié)對于目前設(shè)計較多的商業(yè)住宅群工程，其由多幢主體高層、附屬裙房、商業(yè)、地下車庫等統(tǒng)一設(shè)置于一個連通大底盤上，尺寸較大，為超長超寬結(jié)構(gòu)，且基礎(chǔ)各部分（高層主樓區(qū)域、裙房區(qū)域、純地下室區(qū)域）荷載差異較大，控制差異沉降顯得尤為重要。如某塔樓范圍為核心筒，剪力墻較多，其地下室具有足夠的剛度，能較好的調(diào)節(jié)不均勻沉降，即使上部荷載差異較大，亦可不設(shè)沉降縫，但必須對沉降對結(jié)構(gòu)等各方面的影響采取深入分析。從工程實(shí)踐表明，通過設(shè)置沉降后澆帶既能減少各建筑因荷載不同所引起的不均勻沉降，也解決了“地下室統(tǒng)一貫通建設(shè)，上部結(jié)構(gòu)分期實(shí)施”，因上部各單體施工時間不同步所引起的不均勻沉降。本工程地下室裙樓與主樓連成整體，通過后澆帶在結(jié)構(gòu)施工期間把主樓和裙樓分開，主樓施工完成后，再通過澆筑后澆帶來實(shí)現(xiàn)主樓和裙樓的連成整體。后澆帶澆筑時則應(yīng)當(dāng)在沉降量完成5080后，再采取微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑，從而可以有效地減小主裙樓沉降差。但值得注意的事，對于后澆帶應(yīng)當(dāng)設(shè)置在反彎點(diǎn)的位置附近，同時其寬度選取8001000MM。對于地基承載力較高的情況，則可以試算出裙樓和主樓兩者的沉降差，通過讓兩者之間的沉降來使其沉降后的標(biāo)高達(dá)到一致。3實(shí)例分析本工程地下室平面長121，寬896M，商業(yè)廣場上有9棟單體，8棟單體建筑功能均為辦公樓，建筑層數(shù)為26層，建筑高度為905M，辦公樓單體的結(jié)構(gòu)類型均采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)；另外有一棟為高層酒店，建筑層數(shù)為20層酒店，建筑高度為77M，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)；地面以上辦公樓和酒店之間由裙房整體連接，屬雙塔結(jié)構(gòu)。該工程采用變剛度樁基工程，兩幢塔樓采用樁徑800MM、樁長51M的鉆孔灌注樁，樁端持力層為第91層粉砂夾粉質(zhì)黏土。裙房與外擴(kuò)地下室采用樁徑600MM、樁長31M的鉆孔灌注樁抗拔樁。26層辦公樓底板厚度設(shè)計為16M，20層酒店底板厚度設(shè)計為13M，裙房與外擴(kuò)地下室底板厚度08M。對本工程竣1年后對其采取沉降量測量，實(shí)測最大沉降量分別是26層辦公樓為14MM，20層酒店樓為12MM，4層裙房為10MM。對商業(yè)裙樓和塔樓之間一般均設(shè)置后澆帶，待主體結(jié)構(gòu)封頂后再澆筑后澆帶。從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對于外擴(kuò)地下室的沉降很小甚至為零，主樓雖有一定的沉降，但由于在結(jié)構(gòu)封頂時已完成部分沉降。針對此，本工程沉降調(diào)節(jié)采取的設(shè)計，為了將主樓和裙房之間的沉降差控制在2030MM以內(nèi)，再考慮到高層建筑樁基礎(chǔ)竣工時一般已完成最終沉降量的50左右，因此在設(shè)計樁基時先將主樓的計算沉降控制在6070MM左以內(nèi)，然后按“彈簧常數(shù)法”計算主樓承臺板內(nèi)力。外擴(kuò)地下室（地面以上無大建筑物）的計算沉降為零；當(dāng)結(jié)構(gòu)封頂時認(rèn)為主樓沉降完成3050左右，按此沉降差計算外擴(kuò)地下室程底板內(nèi)力；通過對本工程39塔樓以及塔樓一跨范圍內(nèi)裙房下的樁反力計算，其計算結(jié)果見圖1圖3所示。其中，“平均樁反力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）”為區(qū)域內(nèi)所有樁在標(biāo)準(zhǔn)組合（恒10活10）下樁反力的平均值，“最大樁反力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）”為區(qū)域內(nèi)所有樁在包絡(luò)所有標(biāo)準(zhǔn)組合（考慮偏心荷載）下樁反力的最大值。通過計算結(jié)果表明，主樓及過渡區(qū)樁反力在平均荷載和偏心荷載下均滿足規(guī)范要求，并在某些區(qū)域有一定富余，這也是按照變剛度調(diào)平的設(shè)計思路去控制主樓絕對沉降量，也就是塔樓蝶形沉降區(qū)域下的樁數(shù)并非按承載力控制而是為滿足預(yù)期沉降得出的設(shè)計結(jié)果。塔樓范圍內(nèi)樁反力計算結(jié)果020004000600080001000012000140003塔樓4塔樓5塔樓6塔樓7塔樓8塔樓9塔樓KN平均樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN恒活最大樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN偏心荷載單樁承載力特征值KN圖139塔樓樁反力計算結(jié)果靠塔樓區(qū)域裙房樁反力計算結(jié)果700樁05001000150020002500靠3塔區(qū)域裙房靠4塔區(qū)域裙房靠5塔區(qū)域裙房靠6塔區(qū)域裙房靠7塔區(qū)域裙房靠8塔區(qū)域裙房靠9塔區(qū)域裙房KN平均樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN恒活最大樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN偏心荷載單樁承載力特征值KN圖2靠39塔樓區(qū)域的裙房樁反力計算結(jié)果（700MM樁徑）靠塔樓區(qū)域裙房樁反力計算結(jié)果800樁0100020003000400050006000靠3塔區(qū)域裙房靠4塔區(qū)域裙房靠5塔區(qū)域裙房靠6塔區(qū)域裙房靠7塔區(qū)域裙房靠8塔區(qū)域裙房靠9塔區(qū)域裙房KN平均樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN恒活最大樁反力標(biāo)準(zhǔn)值KN偏心荷載單樁承載力特征值KN圖3靠39塔樓區(qū)域的裙房樁反力計算結(jié)果（800MM樁徑）4結(jié)語對于商業(yè)裙樓和塔樓之間采取整體設(shè)計，而不采取分縫處理，對此分析其沉降并且采取有效的沉降協(xié)調(diào)是關(guān)鍵，文章通過結(jié)合工程實(shí)例，對地下室沉降影響采取分析，提出了相應(yīng)的沉降調(diào)節(jié)措施，為