南京青奧中心雙塔全逆作地下室底板筏板設(shè)計(jì)

董賀勛

(深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問有限公司南京分公司，江蘇南京 210005)

1 工程概況

南京青奧中心位于南京市建鄴區(qū)江山大街北側(cè)，金沙江東路南側(cè)，揚(yáng)子江大道東南側(cè)，燕山路南延段西側(cè)，其中南京青奧中心塔樓由1號塔樓和2號塔樓及裙房構(gòu)成，1號塔樓:地下3層，地上58層，結(jié)構(gòu)高度239.550 m;2號塔樓:地下3層，地上68層，結(jié)構(gòu)高度297.150 m;兩棟塔樓均采用框架—核心筒結(jié)構(gòu)，框架柱為方鋼管混凝土框架柱，樓面梁為鋼梁，鋼筋混凝土核心筒，抗震等級為特一級，見圖1。

圖1 南京青奧中心雙塔效果圖

本工程1號，2號塔樓抗震設(shè)防類別分別為丙類和乙類，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，水平地震影響系數(shù)最大值為0.101(根據(jù)安評報(bào)告確定)，場地類別為Ⅲ類，場地屬建筑抗震不利地段，場地特征周期為0.45 s，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級，樁基設(shè)計(jì)等級為甲級。

本工程采用全逆作施工方案，在樁基施工階段將塔樓地下室3層外框架方鋼管及核心筒下的轉(zhuǎn)換圓鋼管插入工程樁內(nèi)，工程樁混凝土與鋼管柱內(nèi)混凝土一次性同時(shí)澆筑，工程樁施工完成后，按照地下1層結(jié)構(gòu)層、±0.000標(biāo)高結(jié)構(gòu)層的施工順序依次施工，待完成±0.000標(biāo)高結(jié)構(gòu)層后，同時(shí)施工±0.000以上各樓層和地下2層、地下3層，本工程的3層地下室每層深度均為4.50 m，地下室底板筏板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，主體塔樓高度不超過15層，地下室外墻采用與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的地下連續(xù)墻，采用逆作法施工方案之后可有效壓縮施工工期，降低工程造價(jià)。

2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

本工程為超高層建筑，采用樁筏基礎(chǔ)，工程樁采用鉆孔灌注樁，為了逆作法施工方案的實(shí)施，樁徑采用了1.2 m和2.0 m兩種，塔1筏板厚度為3.3 m，塔2筏板厚度為3.7 m。由于外框架柱尺寸為1.4 mm×1.4 mm方鋼管混凝土柱，在每根外框架柱下布置了直徑2.0 m工程樁，以利于外框架柱鋼管插入工程樁內(nèi)，其余位置均為1.2 m直徑工程樁，樁端持力層為⑤-3層中風(fēng)化泥巖，樁入巖深度不小于5倍樁徑，1.2 m和2.0 m工程樁有效樁分別長約56 m和61 m。工程樁采用了C60超高強(qiáng)混凝土，并采用了后注漿技術(shù)，采用自平衡法［5］進(jìn)行試樁豎向承載力檢測，檢測結(jié)果表明1.2 m和2.0 m樁單樁承載力特征值可達(dá)到20 000 kN和40 000 kN，據(jù)此結(jié)果進(jìn)行筏板下的群樁布置可以滿足塔樓逆作施工階段和工程施工完成后的承載力要求。

3 核心筒下圓鋼管混凝土柱計(jì)算長度的控制

塔樓全逆作施工過程中，施工至－2層樓面至筏板底標(biāo)高段時(shí)，鋼管混凝土柱的凈高較大，塔1和塔2核心筒下圓鋼管混凝土柱的最大凈高度分別為10.40 m和9.5 m，由于此時(shí)底板筏板尚未澆筑，工程樁樁頂無有效約束，柱的計(jì)算長度無法準(zhǔn)確確定，此時(shí)上部核心筒預(yù)計(jì)已施工至13層樓面標(biāo)高，樓板預(yù)計(jì)施工至8層樓面，豎向荷載較大，承擔(dān)上部荷載的鋼管混凝土柱計(jì)算長度成為施工安全的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，根據(jù)上部樓層的恒荷載并考慮施工荷載，通過反復(fù)計(jì)算，確定圓鋼管混凝土柱的計(jì)算長度為8.0 m時(shí)為能夠承擔(dān)上部荷載的最大計(jì)算長度。為了控制圓鋼管混凝土柱的計(jì)算長度，在鋼管混凝土柱兩個相互垂直的方向增加交叉支撐，詳見圖2，增加支撐后有效的控制了鋼管混凝土柱的計(jì)算長度，由于支撐位于筏板混凝土內(nèi)，澆筑筏板時(shí)不再拆除此部分支撐，直接澆筑在筏板內(nèi)。

圖2 原鋼管混凝土柱雙向支撐示意圖

4 筏板內(nèi)縱向鋼筋與鋼管混凝土柱的連接構(gòu)造設(shè)計(jì)

由于本工程為超高層建筑，總體荷載較大，筏板內(nèi)縱向鋼筋較多，筏板的底面配置了4層雙向間距為150 mm的直徑為40 mm的縱向鋼筋，頂面配置了2層雙向間距為150 mm的直徑為40 mm的縱向鋼筋，由于外框架柱間距較小，柱距為6.0 m，柱之間凈距為4.6 m左右，底板縱向鋼筋在與框架柱相交位置的有效連接成為底板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，由于本工程采用逆作法施工，鋼管柱插入到樁內(nèi)，所以底板鋼筋的連接涉及筏板的底面和頂面兩個不同標(biāo)高。外框架的方鋼管混凝土柱采用了類似于牛腿的連接構(gòu)造，詳見圖3，該牛腿的上頂板考慮施工的方便，與鋼筋連接豎板采用塞焊縫連接，底板的縱向鋼筋在與框架柱相交位置采用了局部并筋，在離開連接節(jié)點(diǎn)200 mm左右開始以1/6坡度調(diào)整至鋼筋正常位置。由于塔樓核心筒下采用圓鋼管混凝土柱，核心筒剪力墻縱向鋼筋應(yīng)錨入底板筏板，若與方鋼管混凝土柱一樣設(shè)置類似于牛腿的連接構(gòu)造，會出現(xiàn)在鋼筋連接板處核心筒縱向鋼筋無法插入筏板內(nèi)的情況，所以核心筒圓鋼管混凝土柱在筏板頂面處下采用了鋼筋混凝土暗梁的形式，筏板鋼筋在鋼管處錨固于暗梁中，同時(shí)與暗梁縱向鋼筋成45°角設(shè)置了交叉鋼筋，核心筒縱向鋼筋可順利錨固于筏板中，見圖4。

圖3 方鋼管混凝土柱與筏板鋼筋連接構(gòu)造圖

由于鋼管混凝土柱在焊接鋼筋連接板時(shí)，鋼管已經(jīng)承受上部樓層的荷載，鋼管處于有應(yīng)力狀態(tài)，焊接鋼筋連接板時(shí)應(yīng)采取合理的工序消除焊接殘余應(yīng)力，并有效控制焊接面的溫度，防止由于焊接導(dǎo)致鋼管內(nèi)混凝土發(fā)生損傷。

圖4 圓鋼管混凝土柱與筏板鋼筋連接構(gòu)造圖

5 結(jié)語

1)對于采用逆作法施工的超高層建筑，應(yīng)采取可靠措施有效控制核心筒下轉(zhuǎn)換圓鋼管混凝土柱的計(jì)算長度;2)采用逆作法施工的地下室底板筏板中的縱向鋼筋，針對不同位置應(yīng)采用不同的連接方式;3)作為逆作階段轉(zhuǎn)換構(gòu)件的鋼管混凝土柱在焊接連接件時(shí)應(yīng)控制焊接溫度。

［1］南京青奧中心雙塔樓及裙房工程巖土工程勘察報(bào)告［R］.南京:南京東大巖土工程技術(shù)有限公司，2012.

［2］王允恭.逆作法設(shè)計(jì)施工與實(shí)例［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［3］GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］DB 32/T 291-1999，樁承載力自平衡測試技術(shù)規(guī)程［S］.