浅谈高层建筑基础设计的内在潜力_pdf

１ 基 础 底 板 的 内在 潜 力
０ 引言
７ Ｎ ｍｍ ０／ 。出现这种基础 底板 内力远远小于常规计算方法的 因素很 供 的被动土压 力也 就越 大 ， 对基础 的稳定越有保证。 同时地下室外 多 ， 在 基础 底板 施 工 时 ， 有 底 板 的 自重 ， 无 任 何 上 部 结构 的 边 墙与 回填 土之间 巨大接触面积 上的摩擦 力 同样 也对地基基础 起着 如 只 且 界约束 ， 而混凝土 的硬 化收缩 力大 ， 在底板 的收缩 应变的过程 中， 使 很大的卸载与补偿作用。 混凝 土的纵 向钢 筋产 生预 压应 力 ，若 混凝 土 的硬化 收缩 当量 为 地下室结 构的层 问刚度要 比上部结 构大得 多 ，地下 建筑 的井 １ ℃ ， 钢 筋 的 预 压 应 力 可 达 ３ ．Ｎ ｍｍ 据 相 关 资料 陕 西 省 邮政 筒、 ５ 则 １５ ／ ， 剪力墙和柱都 直接贯通 到地下室 ， 别是地下 室外墙都是 很厚 特 电信 网管 中 心 大楼 测得 的筏 板 钢 筋 预 压 应 力 为 ３ ．Ｎ ｍｍｚ相 当于 且 开 洞极 少 的 钢 筋 混 凝 土挡 土墙 ， 大面 积 的被 动 土 压 力 与 摩 擦 阻 １５ ， ， 在 十分 之 一 的 设 计 强 度 ，从 而 在 正 常 工 作 状 态 下 抵 消 了部 分 拉 应 力 ， 力 的 侧 限 下 ， 地 基 土 形 成 整 体 ， 震 时 与地 层 移 动 同步 。所 以无 论 与 地 使钢筋 的受力变小 ； 另外 ， 础底面和地 基土 之间 巨大 的摩 擦力起 是 箱 形还 是 筱 形 基 础 ， 下 室 的顶 板 和 底 板 之 间 基 本 上 不 可 能 出 现 基 地 着一定程度 的反弯 曲作用。摩擦力使整栋 建筑 的客观边界 条件 不能 层 问位移 。而且 ， 下室与地基及周边土 的共 同作用又 反过来 对上 地 视而不见。特别是对于天然地基的箱形和筏形基础来讲 ， 地基土都 部结构的整体 刚度 提供 了一定 的补偿性贡 献。无论是模拟试验和理 比较 坚 实 ， 形 模 量 、 床 系 数都 比较 大 ， 基 础 底 板 的 内 力 和 相 应 论 分 析 的 结 果 都 充 分 显 示 ， 上 部 结 构 和 工 程 地 质 条件 完 全相 同 的 变 基 则 在 的挠 曲率 势 必会 相 应 减 少 。 情 况 下 ， 地 下 室 的 高 层 建 筑 的 自振 周 期 要 比 无 地 下 室 的小 ， 且 有 而
上对地面以上整体结构的受力性能都 会有很大贡献。 主要体现在 以
下几个方面。 地 下 室 深 基 坑 的开 挖 ， 天 然 地 基 或 复合 地 基 的 基 础 能 起 到 很 对
大的卸载和补偿作用 ， 从而减 少了地基 的附加压力。例如 ， 一栋地上
３ ６层 ， 地下 ２层 的高层建筑 ， 若筏板 底埋深 ９ 在基坑周围井点降 ｍ， 高层 建筑 的基础上 部整体 连接着层数很多 的框架 、 剪力墙或简 水后 ， 将原地面 以下 ９ 厚 的岩 士挖去 建造地 下室 ， ｍ 则卸去 的土压 体 结 构 ，地 下 室 四 周 很 厚 的挡 土 墙 又 紧 贴 着 有 效 侧 限 的 密 实 回填 力为 ９ ｌ ＝ ６ ｋ ａ约相 当于 １ ｘ ８ １２ Ｐ ， Ｏ层楼 的标准荷载重量。 如果该场地 土 ， 部 又 连 接 着 沿 深 度 变化 的地 基 。 无论 在 竖 向荷 载还 是 水 平 荷 的地 下 水 位 为地 表 下 ２ ， 地 下 室 建成 后 ， 点 降 水 终 止 ， 地 下 下 ｍ 当 井 则 载 的作 用 下 ， 他们 都 会 有机 的共 同作 用 ， 互 协 调 变形 。尽 管 在 这 方 水 回升正常水位 的浮托 力为 ７ ｋ ａ 约相 当于 ４层楼 的标准荷载重 相 ０Ｐ ， 面 的 设计 计 算理 论 不够 完 善 ， 如 果 把 基 础 从上 部 结 构 和 下 部 地 基 量。所以 ， 但 地基 实际上所需支承仅 ３ ＋ — ０ ４ ２ ６ ２ １ — ＝ ４层楼 的荷 重 ， 卸 的客观边 界条件 中完全 隔离 出来进行计算 ， 无法达 到真正设计要 去了约 ３ ％的上部荷载 ， 是 ６ 从而大大降低了对地基承载 力的要求。 求的 目的的。 现在设计人员所用的一体 化计 算机结构设计程序也沿 由于 地下室具有一定埋置深度 ， 周边都有按设计 要求夯 实的回 袭着不具体 充分考虑相 互作 用的常规计算 方法 ， 设计的计算结果往 填 土 ， 所以地下 室前 、 钢筋混凝 土外墙 的被 动土压 力和侧墙 的摩 后 往 和 工程 实测 的结 果 有 一 定 差 距 。 擦阻力都 限制 了基础 的摆动 ， 强 了基础 的稳定 ， 加 并使 基础底板 的
２０ （ ． 箱 形 基 础 的现 场 实 测 显 示 ， 板 和 顶 板 均 为 拉 应 力 ， 分 说 明 了 由 底 充 建筑 ．０ ４ １】 【】林 颖孜 ．桩一 土一 筏基 础共 同工作 的设计 与实例 分析 建筑 结构 ３ 于上部 结构和基础共 同作用 ， 曲变形 的中和轴 以移到上部结构。 弯 ０ ３ ７） 综 合上 述 可 以 看 出 ， 层 建 筑 基 础 底 板 实 际 所 承 受 的 弯 曲 内 力 高 ２０（ 【朱百里 补偿式摩擦桩基—访法兰克福展览会大楼． ４ 】 岩土工程 师 １ ９ （ ． ０ ３） ９ 都远远 小于 常规计 算值 ， 有很大 的内在潜 力。所 以在具体 工程项 目
高层建筑宜 设置地 下室 ， 因为地下室 除了能增 加建筑 物的使用 空间功能外 ， 还在整个建筑物的正常工作状态下 ， 其下对地基基础 ，
出版 社 ．９ ６ １９ ．
１ ９ ㈡ ２） ９６
压 力 分布 趋 于 平 缓 。 以 ， 多 资 深 结构 设计 人 员认 为 ， 所 很 当地 下 室 的 无论是箱基还是筏 基 ， 多工程 的实测都 显示 ． 诸 底板 的整 体弯 埋 深 大 于 建 筑 物 高 度 的 １ ～ ／０时 ， 全 可 以 克 服 和 限制 偏 压 引 门２ １１ 完 曲率都很小 ， 往往都不到万分之五。据 资料显示 法兰克福展览会大 起 的整 体 倾 复 问题 。 对 于 高 层 建 筑 的基 础 设 计 ， 构 工 程 师 必须 加 结 楼的筏板 实测绕 曲率只有 ２５ ｘ ０ ４ ．５ ｌ — 。而测得 的筏板钢筋应力一般 强对地下室周边 回填土的质量要求和控制 ， 以避免不认真夯实 回填 都 在 ２— ０ ／ ０ ３ Ｎ ｍｍ 之 间 。 个 别 内 力 较 大 的 工 程 也 极 少 超 过 土 的情况产生 。内摩擦角越大 ， 土回填 就越密实 ， 抗剪 强度 越高 ， 提
除 上 述 因素 外 ，最 主 要 的 是 上 部 结 构 和 地 下 室 整 体 刚 度 的 贡 有桩 基 的 要小 于 天然 地 基 的 ， 直 径 桩 的 要 小 于 小直 径 桩 的 。同时 ， 大 献 ， 参 与 了基 础 的共 同抗 力 ， 到 了 拱 的 作 用 ， 而减 小 了底 板 的 有两 层 地 下室 的整 体 刚 度 要 大于 只 有 一 层 地 下 室 的 。 并 起 从 挠曲和 内力。对若 干工程基础 受力钢筋的应力测试表 明， 在建筑物 总之 ， 高层 建筑 基础 设计 的潜 力很大 ， 果在所依据 的计算理 如 施 工 底 部 几 层 时 ， 础 钢 筋 的 应 力 是 处 于 逐 渐 增 长 的 状 态 ， 形 曲 论 不够完 善 的情 况 下 ， 基 变 再无端 保守 的加大箱 （ ） 筏 形基 础底板 的厚 率 也 逐 渐 加 大 。施 工 到 上 部 第 四 、 层 时 ， 筋 的 应 力 达 到 了 最 大 度 、 五 钢 配筋量和 布桩 的数量 ， 会造成 很 大的浪费和 及其不 良的综合经 值 。然 后 随 着 层 数 及 其 相 应 的荷 载 逐 步 增 加 ， 板 钢 筋 的应 力 又 逐 济效益。在具体工程项 目的设计 中， 底 我们应 凭借 自身拥有的概念和 渐减小 ， 变形 曲率也逐渐减缓。 原因是 ， 其 在施工底部四、 五层时。已 正确的判断力进行把握 ， 如果一味盲 目保 守 ， 不但有损 自身信誉 ， 造 建上 部 结 构 的 混 凝 土 尚 未达 到 强 度 ， 度 也 尚 未 形 成 ， 时 的上 部 成很大浪费 ， 刚 这 还有被行业淘汰 的可能。
荷载全部 由基础底板来单独承担。而随着继续往上 施工 ， 上部结 构 的刚度逐 次形成 ， 并逐 渐加大 ， 和基础底板 整体作用 ， 共同抗 力 ， 则 产 生 拱 的 作 用 ， 基 础 地 板 的 变 形趋 于 平 缓 。 例 如 北 京 中 医 院工 程 使
参考文献 ：

【１ １戴国强， 复杂地基条件高层建筑 基础设计实例建筑结构．９ ９ ４） １９ （ ． 【］ ２齐良峰 ， 张保印 高层建筑桩筏基础筱板内力的现场实测与 分析． 工业
的设计中 ， 必须细心把握 ， 否则基 础截面和 配筋量都 会 比实 际所 需 力学 ．０ ５ ３） ２０（ 的大很多， 造成 不 必要 浪费 。
２ 地 下 室对 基础 的潜 在 贡 献
【］ ５赵锡宏 ， 龚剑 桩筏 （ ） 箱 基础的荷载 分担实测 ， 算和机理 分析 岩土 计 【］ ６董建 国， 赵锡宏． 高层 建筑地基基础 的共 同作 用理论 与实践． 同济大学 【］陈 天雷 ．高 层建 筑 箱基 基础 设计 中 的若 干 问题 探讨 ７ 工业 建筑
浅谈 高层 建筑基础设计 的 内在潜 力
张 玉鑫 王素 花 （ 河北能源工 程设计有限 公司）
摘要 ： 高层建筑基础 设计 的潜力很大 ， 主要 为基础 底板所承受弯 曲内力 远远小于常规计算值 和地 下室对基础整体 的有利 贡献 ，设计 中应根据结构
的具 体 情 况认 真 分析 。 关 键 词 ： 础 潜 力 基 高 层 基 础