丁 佳

中國航空規(guī)劃設計研究總院有限公司 北京 100120

正文：

1.工程概況

某配餐樓位于北京，總建筑面積18328.63m2，地上三層，局部地下一層，地下一層、一層、二層層高均為5.5m，三層4.5m，出屋面層3.0m，建筑高度22.3m。建筑主體平面呈矩形，東西軸線長88米，南北軸線寬64米，主要軸網尺寸8mx8m。建筑性質為多層廠房。

2.設計參數

主體結構設計使用年限為50年，安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，結構重要性系數為1.0。擬建場區(qū)的抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第二組，建筑場地類別為III類。場地多遇地震特征周期為0.55s，設計基本地震加速度值為0.20g。地面粗糙度類別為B類，基本風壓0.45kN/m2，基本雪壓0.40 kN/m2?？蚣芸拐鸬燃墳槎墸拐饦嬙齑胧槎?。

3.上部結構設計

3.1 結構體系及荷載

本工程為多層廠房，結構較規(guī)則，采用現澆鋼筋混凝土框架結構。配餐樓工藝復雜，荷載較大，樓面活荷載為1t/m2，各類庫房、廚房等樓面活荷載為1.5t/m2，水處理間為3.5t/m2。

3.2 計算

3.2.1 嵌固端的選取

分別將嵌固端選取在基礎頂和地下室頂進行計算，比較后發(fā)現嵌固在地下室頂時，地下一層框架梁及框架柱配筋較大，而嵌固在基礎頂時，配筋較小，地下一層框架柱基本為構造配筋。因此取包絡設計，嵌固端選擇在地下室頂板。同時，根據抗震規(guī)范，對地下室頂板采取了以下措施：

（1）地下室樓板混凝土強度等級為C35，厚度取為180mm，采用雙層雙向配筋，且每層每個方向的配筋率均不小于0.25%，以增加樓層平面剛度；

（2）地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積除符合計算要求外，均不小于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍，增加側向剛度，通過配筋增大柱截面實際受彎承載力, 確保塑性鉸只出現在上柱底部截面。

（3）無地下室部分的柱子在雙方向均設置基礎拉梁，確保樓層整體性。

3.2.2 計算結果

配餐樓設備多，荷載大，專業(yè)管線錯綜復雜，要在層高有限的情況下保證凈空，對梁高的限制比較大，為保證配筋率，受力筋均采用四級鋼。經計算，將框架梁截面降到750mm，結構無不規(guī)則項且給各專業(yè)管線留出足夠的排布空間。

4.地基基礎設計

4.1 工程地質概況

根據勘察報告，擬建場地勘察深度范圍內表層為人工填土層，其下為黏性土、粉土，再下為一般第四系沖洪積成因的黏性土、粉土及砂類土。擬建場地內除存在地面沉降外，無其它不良地質作用，地基土不液化。擬建場地地基土的標準凍結深度為0.8m。地下土對混凝土結構具有微腐蝕性。

4.2 基礎設計

本工程地基基礎設計等級為二級，基礎形式：地下室部分采用筏板基礎，無地下室部分采用獨立基礎。

4.2.1 計算承載力及沉降

地下室筏板基礎持力層為2層黏質粉土—砂質粉土(fka=120kPa)或21層黏土—重粉質黏土(fka=90kPa)，計算時地基承載力特征值均取較小值90kPa；無地下室部分獨立基礎持力層為2層黏質粉土—砂質粉土(fka=120kPa)。由于上部結構荷載較大，且基礎形式不同，經計算，天然地基承載力無法滿足要求且獨立基礎沉降量較大，需進行地基處理。

4.2.2 筏板下換填法地基處理

換填法是將基礎底面以下一定范圍內的軟弱土挖去，然后回填強度高，壓縮性較低，并且沒有侵蝕性的材料的方法，適用于處理范圍較大，深度不大，土質較差，無法直接作為基礎持力層的情況。

墊層按換填材料的不同分為多種，其中2:8或3:7灰土墊層和級配砂石墊層在工程中最為常用：灰土墊層具有一定的強度，水穩(wěn)定性和抗?jié)B性；級配砂石墊層提高了地基承載力，減少沉降，由于砂石透水性大，可做良好的排水層，還可以加速軟弱土層的排水固結。地下室筏板下采用級配砂石換填，壓實系數不小于0.97。根據規(guī)范，修正后的地基承載力公式為，其中，經過地基處理的基礎承載力修正系數ηb=0，ηd=1.0。配餐樓筏板底標高-6.9m，標準組合下基底最大壓力fa=324kPa，帶入公式計算得，處理后的地基承載力標準值≥250kPa。

4.2.3 獨基下CFG樁復合地基處理

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，荷載由樁與樁間土共同承擔。因其能有效提高承載力，減小沉降，且施工工藝簡單，造價低，已經成為一種較為常見的地基處理方式。

根據《建筑地基處理技術規(guī)范》，復合地基承載力特征值計算公式為：，式中單樁承載力發(fā)揮系數λ、樁間土承載力發(fā)揮系數β均取0.9，樁徑取400mm，樁截面積Ap=0.1256m2，按樁間距4d、正方形布樁，則置換率m=4.9%。

獨立基礎底標高為-5.0m，考慮基礎下100mm厚墊層和200mm褥墊層厚度，CFG樁樁頂標高為-5.3m，樁頂土層為2層粘質粉土-砂質粉土層(fsk=120kPa)，有效樁長取20m，樁端持力層為5層細砂層。單樁豎向承載力特征值為經計算Ra可取670kPa。帶入公式可得復合地基承載力特征值為338kpa，取fspk=300kpa。經驗算，承載力滿足要求且最終沉降量S=16mm＜30mm，相鄰柱基的沉降差滿足允許值0.002L。故要求獨立基礎下CFG樁處理后地基承載力特征值不小于300kPa，并由具有相應資質的地基處理設計單位進行二次設計。

5.結論

有局部地下室的結構嵌固端選取在地下室頂時，地下一層框架柱及框架梁配筋較大，為包絡設計，但因基礎形式不同，需采取構造措施增大樓層剛度和結構整體性；天然地基承載力較低且沉降較大時需進行地基處理，不同基礎形式可選取不同的處理方式，筏板下采用換填法，獨基下采用CFG樁復合地基處理，能有效提高承載力并減小不同基礎間的沉降量。