某超高層筏板基礎(chǔ)的錯(cuò)臺(tái)設(shè)計(jì)

張南，倪先光，姚永濤，李智，魏強(qiáng)

（1.同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，濟(jì)南250101；2.山東三箭房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，濟(jì)南250101）

1 工程概況

本工程為超限高層建筑，位于濟(jì)南市中央商務(wù)區(qū)，總建筑面積約為5.6×104m2，主要建筑功能為商務(wù)辦公、酒店公寓。地上35 層，地下2 層，結(jié)構(gòu)高度為144.65m，主體結(jié)構(gòu)形式采用框架-核心筒，地下室地面標(biāo)高為-10.0m。 主樓地下二西北角接商務(wù)區(qū)的地下環(huán)道，環(huán)道入口標(biāo)高為-15.800m，坡道位于塔樓基礎(chǔ)范圍之內(nèi)（見(jiàn)圖1）。

圖1 某超高層建筑地下室平面布置圖

2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)地質(zhì)剖面，本工程基礎(chǔ)大部分以④3 層強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r作為持力層，持力層下層土為④層較完整的中風(fēng)化石灰?guī)r，為非壓縮層。如圖2 所示，地基持力層的承載力特征值為550kPa，壓縮模量為30MPa，地下環(huán)道入口位置基底標(biāo)高較深，基礎(chǔ)持力層基本接近第4 層較完整的中風(fēng)化石灰?guī)r，如圖3 所示。故地下環(huán)道位置采用天然地基沒(méi)有異議，現(xiàn)根據(jù)計(jì)算結(jié)果討論本工程塔樓基礎(chǔ)采用天然地基的可行性（見(jiàn)表1）。

圖2 地質(zhì)剖面1（普通位置）

圖3 地質(zhì)剖面2（地下環(huán)道入口位置）

表1 相關(guān)巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 地基反力計(jì)算結(jié)果

框架-核心筒結(jié)構(gòu)中，核心筒既承擔(dān)豎向荷載又承擔(dān)大部分的水平荷載，而且自重較大，故核心筒位置的地基反力較之外筒框架柱大很多，地基沉降結(jié)果也顯示核心筒處的沉降較大，根據(jù)豎向?qū)Ш傻慕Y(jié)果，本工程核心筒承擔(dān)豎向荷載（含自重）占總重的比值約為50%，核心筒范圍內(nèi)的地基反力平均值為800kPa，最大值為874.2kPa，外筒框架的地基反力平均值為550kPa，最大值為650kPa，塔樓整個(gè)筏板基礎(chǔ)的平均反力為700kPa。

2.2 基礎(chǔ)錯(cuò)臺(tái)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)持力層④3 層強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，根據(jù)GB 50007—2011《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》【1】，地基土的深度修正系數(shù)及寬度修正系數(shù)可根據(jù)其風(fēng)化后的土的性質(zhì)來(lái)確定，本工程的地質(zhì)勘察報(bào)告提供了此2 項(xiàng)參數(shù)，④3 層強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r的深度修正系數(shù)為2.0，寬度修正系數(shù)為3.0。塔樓的南側(cè)和西側(cè)為室外回填土，可滿足主樓側(cè)限要求，北側(cè)和東側(cè)接地下車庫(kù)，根據(jù)GB 50007—2011《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算地基承載力時(shí)，主樓周邊車庫(kù)的超載可作為主樓的地基承載力深度修正，其前提條件是主樓周邊2 倍基礎(chǔ)范圍內(nèi)車庫(kù)的基礎(chǔ)采用整體性較好的筏板基礎(chǔ)，本工程車庫(kù)及裙房的基礎(chǔ)均采用筏板基礎(chǔ)，主樓周邊車庫(kù)的超載可作為主樓的地基承載力深度修正。為滿足地基承載力的要求，同時(shí)結(jié)合核心筒范圍內(nèi)電梯底坑、集水坑等，核心筒范圍整體下臥3.6m，核心筒范圍內(nèi)筏板厚度取3.0m，電梯底坑位置局部筏板厚度2.0m，西北側(cè)地下環(huán)道位置基礎(chǔ)下臥5.1m，基礎(chǔ)標(biāo)高示意見(jiàn)圖4，各區(qū)域的筏板厚度及下臥尺寸見(jiàn)表2。

圖4 基底標(biāo)高示意圖

表2 各區(qū)域筏板厚度及下臥尺寸

整體大面積筏板基礎(chǔ)撓曲值為0.05%左右，筏板基礎(chǔ)的整體彎矩逐漸成為控制彎矩，因此，對(duì)局部應(yīng)力集中區(qū)域應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)【2】。為了避免核心筒錯(cuò)臺(tái)引起較大的應(yīng)力集中，與核心筒交接的車庫(kù)筏板基礎(chǔ)厚度逐漸變薄，同時(shí)放坡的角度放緩，降低到30°，同時(shí)提高筏板配筋率，提高基礎(chǔ)的整體性。

取2個(gè)典型的基礎(chǔ)剖面，可以比較直觀地看出基礎(chǔ)錯(cuò)臺(tái)（見(jiàn)圖5、圖6）。

圖5 基礎(chǔ)剖面圖1（普通位置）

圖6 基礎(chǔ)剖面圖2（地下環(huán)道位置）

3 結(jié)論

1）根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，塔樓基礎(chǔ)選取④3 層強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r作為基礎(chǔ)持力層，采用整體筏形基礎(chǔ)，地基承載力和地基變形均可以滿足計(jì)算要求，采用天然地基筏板基礎(chǔ)是可行的。

2）框架核心筒結(jié)構(gòu)地下室核心筒范圍內(nèi)的底坑較多，結(jié)合建筑底坑，核心筒基礎(chǔ)做整體下臥是可行的。

3）核心筒范圍內(nèi)地基變形較大，核心筒基礎(chǔ)局部下臥，可以降低地基壓縮層，減小地基變形。

4）超高層建筑基礎(chǔ)錯(cuò)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)交接處筏板基礎(chǔ)，減小放坡角度，加強(qiáng)基礎(chǔ)配筋。

5）大面積筏板基礎(chǔ)的主樓的基礎(chǔ)承載力復(fù)核時(shí)，可以考慮主樓相鄰的車庫(kù)超載折算成土層厚度。