摘 要：本項目為剪力墻結構高層住宅。工程設計從概念設計入手，進行合理的結構布置，對兩種基礎形式進行比較，選擇合適的基礎形式。

　　關鍵詞： 結構設計,基礎形式,核心論文發表網

　　1.工程概況

　　本項目場地位于廣東省鶴山市沙坪古勞鎮，主要為住宅建筑、局部為商業建筑。地面以上為單體塔樓，地上建筑層數為23~32層，地下1層。地面以上建筑物總高度為72.40~99.40m，基礎埋置深度為7m，除裙房采用框架結構外其余采用剪力墻結構。

　　工程的設計基準期為50年，安全等級為二級，抗震設防烈度為6度，基本地震加速度為0.05g。抗震設防類別為丙類，設計地震分組為第一組。場地土類型為中軟土。場地類別為二類?；撅L壓為0.55 kPa。

　　2.結構布置及分析

　　本工程建筑塔樓高度接近100m，采用現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。由于建筑功能及平面布置的要求，大部分建筑塔樓平面為狹長矩形狀，如圖1所示。建筑平面的限制使得結構的高寬比及長寬較大，高寬比為6.5~9.9，長寬比為4.1~6.5，特別是高寬比超出《高層建筑混凝土結構技術規程》相關條文規定。經過初步分析及上機計算，本工程對風荷載比較敏感，結構位移由風荷載作用下Y向的層間位移控制。為此，在結構兩端設置了較長的Y向剪力墻，并在剪力墻端部設置端柱，剪力墻之間采用高連梁連接，提高結構在Y向的剛度及結構整體的抗扭剛度，減小結構在此方向的層間位移。本結構平面為狹長結構，兩個樓梯均偏置，抗扭剛度較弱，為減小扭轉效應及扭轉作用下產生的附加層間位移，減少工程造價，故與建筑專業協調，取消了結構角部的轉角窗，設置多肢墻，增強結構抗扭剛度。通過是否設置轉角窗進行結構計算及經濟性對比，取消設置轉角窗后，結構端部剪力墻長度及厚度可明顯減小，并且對減少土建工程造價效果明顯。其中B11棟塔樓有無設置轉角窗結構方案經濟性指標比較詳表1。

　　本工程采用SATWE進行結構整體計算， B11棟結構周期為3.1、2.7、2.1s， 表1有無設置轉角窗結構方案經濟性指標比較

　　扭轉周期比為0.68，結構在風荷載作用下Y向層間位移角最大值為1/1002，在規定水平力作用下的最大位移比為1.17，均能滿足相關規范要求。根據廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)補充規定DBJ/T15-46-20 05相關條文，對于建筑高度小于150m剪力墻結構，當彎曲變形的影響明顯時，某層層間有害位移小于層間位移的50%，該層層間位移角限制可放松至1/800。Y 方向風荷載作用下， B11棟層間位移角最大值位于19層，有害位移比僅為0.3%。考慮到廣東省沿海地區常遭受臺風影響，所以 B11棟塔樓層間位移最大值控制在1/1002是合適的。

　　3.地基與基礎

　　本項目場地位于鶴山市古勞鎮。根據勘察報告，工程場地屬于沖積平原地貌單元，勘察范圍內各土層分別為;素填土、淤泥質粘土、粘土、中粗砂、卵石土、粉質粘土、強風化泥巖、中風化泥巖、微風化泥巖、強風化砂質泥巖、中風化砂質泥巖、微風化砂質泥巖。不良地質問題主要為軟弱土層的存在，砂土的液化、土洞的存在，局部鉆孔發現溶洞。特殊性巖土為人工填土、軟土層。場地及地質情況較為復雜，場地等級為一級(復雜場地)，場地等級為二級(中等復雜地基)。

　　經過對地基情況的具體分析，本工程可采用預應力管樁(PHC)及沖孔灌注樁基礎。預應力管樁有造價低、施工速度快、驗收較簡單等優點，但本工程的地質條件存在以下不利情況：管樁穿越卵石土層難度較大，可能會導致斷樁;強風化巖面較淺，上軟下硬，管樁施工易出現樁位偏差;軟弱土層對管樁樁側產生較大的負摩阻力，且樁長較短，對承載力及沉降計算影響較大。沖孔灌注樁對上述管樁不利地質條件適應性較強，但施工速度較慢，成本高，驗收相對較復雜且施工管理要求較嚴。根據過往工程的經驗，通過優化設計，加以試驗驗證，加強施工質量控制，采用預應力管樁基礎是可行的。

　　經過對各種情況的比較分析，本工程采用預應力管樁(PHC)基礎，以強風化巖作為基樁持力層，樁型采用D600(AB型)，單樁豎向承載力特征值取2500kN?；趫龅貜碗s程度及基礎安全的考慮，在設計階段，從設計、施工及試驗方面通盤考慮，通過不同措施確保基礎的安全。

　　[1]設計方面：考慮到預應力管樁穿越軟弱土層，且部分在溶巖面上施工，故樁壁采用130mm厚，設計樁長約8.5~28.5m。預應力管樁采用C型樁尖，有利于基樁穿越卵石土層，并嚴格控制施打速度，避免基樁進入強風化巖時因上軟下硬問題產生樁身偏位及斷樁。因本場地尚未固結的素填土及淤泥質粘土厚度離散性較大，基樁持力層厚度及埋深差異較大，基樁存在差異沉降問題，故在承臺設計時，將塔樓投影范圍設置為整體大承臺，純地下室部分采用獨立樁基承臺，塔樓與純地下室之間設置800mm寬的沉降后澆帶，沉降后澆帶明確為塔樓封頂后方可進行封閉施工。塔樓部分整體大承臺厚度取為1400~1600mm(按沖切計算1000mm已足夠)，加強預應力管樁基礎的整體剛度，盡量減少基樁的差異沉降，加大基礎安全儲備。

　　[2]施工方面：考慮到表層軟弱土層的存在，為減小打樁過程對已施工的基樁產生的擠壓作用，施工時打樁順序嚴格要求為中間向四周對稱施打。因本項目基底大部分標高與設計基坑標高持平，無須進行基坑開挖，故不存在打樁與開挖先后順序或者是基坑開挖時對已施打基樁產生擠壓的問題，但考慮到地表土較軟，故要求在機械行走的位置填埋300mm厚的碎石，減小機械對場地表面土體的擠壓作用。在鉆孔A-ZK5、6、8、10、13、22等存在較厚(9.8~13.5m)流塑狀淤泥質粘土的區域，特別的設置了地面防擠溝，溝上寬1000mm、下寬500mm，防擠溝深入至地下水位處，溝中回填松散沙石，盡量減少打樁過程對流塑狀淤泥質粘土的擠壓作用。

　　[3]試驗方面：對于勘察發現溶洞區域(局部存在)，進行施工勘察，施工超前鉆布置如圖3所示，特別注意了溶洞坡頂巖層厚度及施工質量對基樁承載力的影響，且選擇最不利的鉆孔位置進行預應力管樁試樁，通過試樁確定基樁承載力，如試樁發現管樁的單樁承載力不能滿足設計要求，則選擇沖孔灌注樁。當溶洞為大溶洞時，則只能采用沖孔樁基礎，不需要試預應力管樁。根據施工勘察超前鉆結果，本工程發現溶洞鉆孔區域加鉆顯示，溶洞均為小溶洞，采用預應力管樁基礎是適用的。通過單樁豎向抗壓靜載試驗，除樁號SZH-4單樁豎向承載力特征值為1960Kn外，其余基樁豎向承載力均能滿足設計要求。故除在SZH4處設置沖孔灌注樁外，其余均采用預應力管樁基礎。由單樁豎向抗壓靜載試驗提供的 Q-S曲線，可以算出本工程地基的基床系數并算得基樁的沉降量大概在8.46mm，滿足相關規范要求，說明本工程采用預應力管樁基礎是合適的。

　　4.總結

　　1，對于高寬比較大的住宅結構，應考慮經濟因素。減少結構端部轉角窗的設置，加強結構端部的剛度，可有效減小結構的扭轉效應、層間位移及減少土建工程造價。

　　2，在軟土地區，住宅結構宜采用鉆(沖)孔灌注樁基礎，當考慮工程進度及報審程序等因素的情況下，通過優化設計，多方試驗驗證，嚴格控制施工質量，也可以采用預應力管樁基礎。本項目組團一基樁施工及檢測已完成，施工質量及檢測結果表明基樁情況良好。在基礎安全的前提下，本項目采用預應力管樁(PHC)基礎方案縮短了建設工期，創造的經濟效益明顯。

　　參考文獻：

　　[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010 中國建筑工業出版社 2010

　　[2]《錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程》DBJ/T15-22-2008 中國建筑工業出版社 2008

　　[3] 廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)補充規定DBJ/T15-46-2005 中國建筑工業出版社 2005

　　[4]《建筑抗震設計規范》GB50011-2010 中國建筑工業出版社 2010

　　[5]《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011 中國建筑工業出版社 2011

　　[6]《巖土工程勘察規范》GB 50021—2001 中國建筑工業出版社 2001