陳劍

摘 要：文章結(jié)合工程實(shí)例，介紹了高層建筑當(dāng)基礎(chǔ)埋深不滿足規(guī)范要求時(shí)，可采取的一系列措施，并結(jié)合計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，表明所采取的加強(qiáng)措施均有效。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)埋深；傾覆；滑移

本工程位于大連市東港商務(wù)區(qū)，由5棟37層住宅和一個(gè)大底盤地下室組成，建筑面積共16萬m2。住宅為剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無量樓梯結(jié)構(gòu)。由于該區(qū)域?yàn)樘詈^(qū)，地下水位較高，地下室施工時(shí)降水成本太大，因此方案設(shè)計(jì)時(shí)，將地下室底板標(biāo)高抬高至地下水位以上，以節(jié)省施工降水成本。由此給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的不利影響是高層建筑的埋深不滿足規(guī)范要求。按《高規(guī)》12.1.8條的規(guī)定，高層建筑基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度。樁基礎(chǔ)埋深可取建筑物高度的1/18，當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施的情況下，基礎(chǔ)埋深可取建筑物高度的1/20。按此要求，本工程基礎(chǔ)埋深應(yīng)為5.8米。而實(shí)際情況是，從地下車庫周邊市政道路的標(biāo)高算至樁頂?shù)穆裆顬?.6米?；A(chǔ)埋深不滿足規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)樓體抗傾覆和抗滑移的措施，并應(yīng)該從概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施方面進(jìn)行加強(qiáng)，并計(jì)算了在恒、活加風(fēng)荷載和多遇地震以及設(shè)防烈度地震（中震）作用下的不同工況組合作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。

計(jì)算結(jié)果表明，在建筑物埋深不滿足要求時(shí)，通過采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施，結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算指標(biāo)以及抗傾覆和滑移等能滿足要求，現(xiàn)結(jié)合該工程計(jì)算結(jié)果介紹一下所才采取的措施。

本工程結(jié)構(gòu)嵌固部位位于基礎(chǔ)頂，在高層建筑埋深不夠時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體抗傾覆和抗滑移能力不足，需將主樓下筏板加厚并往地下車庫范圍內(nèi)擴(kuò)大，以加大基底面積抵抗傾覆力矩。經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算各種工況下筏板的位移和樁反力，以及筏板不同厚度時(shí)的板內(nèi)力分布及樁的內(nèi)力。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算能滿足要求，基底無零應(yīng)力區(qū)。從小震和中震計(jì)算結(jié)果看，采取加強(qiáng)措施后，結(jié)構(gòu)在中震作用下抗傾覆驗(yàn)算能滿足要求。

在重力荷載代表值+中震+風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)作用組合作用下，當(dāng)樁的最大反力由中震作用控制時(shí)，在該工況組合下，計(jì)算了筏板的位移、樁反力分布等內(nèi)容。從筏板的位移圖可以看出在正反兩個(gè)方向中震作用下筏板最大位移為10mm左右，最小位移為2mm左右，筏板位移未出現(xiàn)負(fù)值，表明中震作用下基礎(chǔ)底部無零應(yīng)力區(qū)；同樣從樁反力計(jì)算結(jié)果可以看出，樁最大反力在樁最大承載力范圍內(nèi)，樁最小反力為800KN，未出現(xiàn)負(fù)值，同樣也表明基礎(chǔ)底部無零應(yīng)力區(qū)。

筏板厚度的合理取值，經(jīng)過多次試算，分別計(jì)算了0.6米、1.0米和1.5米三種厚度筏板的配筋結(jié)果。從三種不同厚度筏板的計(jì)算結(jié)果看，最大配筋處均出現(xiàn)在主樓與地下車庫交界處，這與前面計(jì)算筏板位移時(shí)的結(jié)果相吻合，最大位移及最小位移也均出現(xiàn)在此。除該部位的配筋較大之外，其余配筋均為最小構(gòu)造配筋。但比較0.6米和1.5米厚的筏板配筋結(jié)果可以看出，配筋并未逐步減小至趨于構(gòu)造配筋。中震作用下，比較三種厚度的筏板下樁的反力可以看出，主樓周邊的樁反力隨筏板厚度的增加而減小，說明加厚筏板增加其剛度對于調(diào)節(jié)樁的反力有一定的作用。綜合對比后，取筏板厚為1.0米較合適，配筋也較適中。

對于地下室的嵌固作用，分別計(jì)算了地下室全嵌固和地下室無嵌固兩種情況下的結(jié)果，本工程的情況介于這二者之間，即地下室周圍的土對結(jié)構(gòu)有一定的嵌固作用。結(jié)果表明，在不考慮地下室側(cè)限的情況下，中震作用下樁的最小反力為500KN左右，樁未出現(xiàn)受拉的情況，也說明基底未出現(xiàn)受拉區(qū)。對比地下室全嵌固的計(jì)算結(jié)果可以看出，地下室的嵌固作用對樁反力有利，最大樁反力比無嵌固時(shí)小，最小反力比無嵌固時(shí)大。

樁基礎(chǔ)頂部周圍為雜填土或淤泥，該土層約束樁頂水平位移的能力較弱，在高層建筑埋深不夠時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體抗滑移能力不足，在水平地震作用下，樁頂受較大的剪力，樁身產(chǎn)生較大的彎矩，給基礎(chǔ)的抗滑移帶來很大的安全隱患。經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算在小震和中震作用下樁的水平剪力、彎矩和傾覆力矩產(chǎn)生的拉壓力，結(jié)果表明，在中震作用下，樁的抗剪和抗彎承載力能滿足要求。同時(shí)必須保證地下室外墻施工完畢后的基坑外圍回填土質(zhì)量，嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行回填，以保證地下室的側(cè)限抵抗水平地震作用。

中震作用下基底剪力為FV=22000KN。按照1#樓主樓及周邊的樁數(shù)為100根計(jì)算的話，每根樁承受的剪力為V1=220KN，根據(jù)《樁基規(guī)范》5.7.2條，取樁徑為1.0m，樁頂位移為10mm時(shí)單樁受剪承載力為Rha=960KN（計(jì)算過程略）。Rha>V1表明中震作用下，樁的受剪承載力滿足要求。

地下室嵌固作用對樁的反力和位移均有利，也對整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗滑移計(jì)算有利，能減小樁的水平力和水平位移，尤其對于該工程基底有很厚的淤泥對樁的水平受力和位移不利時(shí)，更應(yīng)保證地下室周邊回填土的質(zhì)量。同時(shí)嵌固對于減小地上結(jié)構(gòu)的位移角也非常有利，能減小地上剪力墻墻肢厚度或墻肢長度，使結(jié)構(gòu)布置更經(jīng)濟(jì)合理。

在加強(qiáng)底板和樁的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)地下室頂板以抵抗傾覆力矩產(chǎn)生的內(nèi)力。本工程地下室頂板為無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系，地下室頂板在主樓周邊一跨不做無梁樓板，而是做普通的梁板結(jié)構(gòu)，經(jīng)驗(yàn)算該處內(nèi)力及配筋均較大，梁板需加強(qiáng)配筋，提高結(jié)構(gòu)整體的抗傾覆能力。并且主樓夾層樓面封板，與車庫頂板同一標(biāo)高，這樣能更有效地約束高層住宅在水平力作用下的位移，提高結(jié)構(gòu)整體的抗傾覆能力。

主樓南北兩側(cè)的縱向剪力墻墻肢太短，在小震作用下，底部少量墻肢出現(xiàn)了拉應(yīng)力，在中震作用下，底部南北兩側(cè)的縱向墻肢全部受拉，這對墻肢的受力非常不利。在地震往復(fù)作用下，墻體混凝土開裂后很快就退出工作，而后鋼筋屈服，墻體喪失承載力，這對結(jié)構(gòu)造成很大的安全隱患。因此，該部分墻肢需在地下室范圍內(nèi)加長加厚，并增強(qiáng)配筋，以滿足該縱向小墻肢的抗震承載力。

高層建筑埋深要求為非強(qiáng)制性條文，在實(shí)際工程中會(huì)由于客觀原因使得高層建筑埋深不能滿足規(guī)范要求的情況，應(yīng)該從概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施方面進(jìn)行加強(qiáng)處理。