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浅谈主楼与裙房的基础如何协调设计
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内容提示：现代高层建筑常要求裙房与主楼间不设置沉降缝，以保持建筑空间的连续和完整。常规的设置沉降缝的方法既因采用双墙、双柱而不经济，又满足不了使用功能上的要求。如何满足这两方面的要求，文章阐述了几种联合设计的方案以及需要注意的问题。
摘 要：现代高层建筑常要求裙房与主楼间不设置沉降缝，以保持建筑空间的连续和完整。常规的设置沉降缝的方法既因采用双墙、双柱而不经济，又满足不了使用功能上的要求。如何满足这两方面的要求，文章阐述了几种联合设计的方案以及需要注意的问题。（参考《建筑中文网》）
关键词：差异沉降；内应力；基础；变形缝
1、前 言
在高层饭店、写字楼、商住楼等建筑中，根据便用功能的需要，有不少工程在高层主楼的一侧或两边布置有层数不多的裙房，用作门厅、商店、餐厅等公共用房。高层主楼连同裙房总长度往往很长。抗震设计规范要求，房屋建筑在平面和立面的布置宜规则、对称，建筑的质量分布和结构刚度变化宜均匀，否则需要设防震缝将建筑分成规则的结构单元。按建筑地基基础设计规范，在建筑高度或荷载差异部位，结构或基础类型不同的部位，宜设沉降缝。根据混凝土结构设计规范，现浇框架结构和剪力墙结构的伸缩缝最大问距，分别为55m和45m.按上述规范要求，许多公共建筑就得设置变形缝（防震缝，沉降缝、伸缩缝）。但是在一些使用功能要求较高的公共建筑中，如果高层主楼与裙房之间设置变形缝，将对采暖通风、电气管线的设置带来不便，尤其是建筑的室内外装修处理有不少困难，而且既费工费料，又难以保证质量。有不少大型重要公共建筑，其长度远大于规范伸缩缝最大间距，平面和立面建筑质量分布、结构刚度分布并不均匀，高度和荷载相差悬殊，而不设变形缝，这些建筑为保证因温差不出现或少出现裂缝；减少差异沉降，采取了行之有效的措施，取得了较好的效果。
具有深埋箱基、桩基或其它深基础的高层建筑主楼与荷重相对很轻的低层裙房相毗连，两者之间的不均匀沉降问题是其中一个首要的难题。处理的办法不外乎三种：将两者之间用沉降缝完全断开；将两者同置于一个刚度极大的基础之上；设法减少不均匀沉降，使两者基础可以采用不同的形式，但在结构上是连续无缝的。前者是传统的办法；第二种方法工程造价较高；第三种方法经济合理，日益受到重视，下面将主要分析讨论其设计要点。
2、主楼与裙房基础的协调设计
近来已逐步发展起来一种综合采取如下措施的主楼与裙房基础协调设计方法：采用轻质材料减少主楼自重或采用补偿式基础以减少主楼附加压力，使不均匀沉降可以忽略或可按经验方法处理；在主楼与裙房之间设后浇带，主楼施工期问可自由沉降，待主楼结构施工完毕后再浇混凝上，使余下的不均匀沉降可忽略或可按经验处理。这种方法处理在实践中有以下几种做法：
2.1箱基与基础梁的联合设计主楼采用箱基，取得补偿，以大大减少沉降；裙房采用条形基础梁，以产生较大沉降，从而基本消除主、裙房之间的沉降差，两者的基础和上部结构则连成整体，这是目前采用较多的联合设计方式。
2.2 箱基与独立柱基础的协调设计当主楼箱基埋深有限，属欠补偿基础时，希望裙房基础沉降更大些，以利于减少沉降差。这时可将裙房条基改为柱下独立基础。上部结构在主、裙房连接处设置后浇施工缝，且连接构件采取可适应一定沉降差的结构构造。
2.3 桩箱基础与独立浓袖或段基的协调设计当主楼层楼相当多或地基土条件决定要采取桩箱或桩筏基础时，按沉降差尽可能小的要求，决定裙房采用独立基础、基础梁或筏基。这些都应由地质条件和沉降分析来综合确定，处理得当则仍可保证上部结构连为整体。
如果裙房设有地下室，基底附加压力甚小，甚至为负值，而天然地基的压缩性不大，可采用柱下独立基础，应指出的是，即便基底附加压力为负值，独立柱基的沉降仍不能认为可以不必考虑，不过数值很小。当天然地基压缩性不是很小时，可采用条形基础；如压缩性较大，还可改用筏基。
2.4 筏基与筏基的联合设计当地基土条件较好、差异沉降不大，或功能上有特殊要求，主楼与裙房有可能同时采用箱基或筏基。问题的关键在于，在保证防水要求的前提下尽可能提高连接处的柔性，且先施工主楼。
3、主楼与裙房基础协调设计应注意的问题
3.1 主、裙房之间差异沉降的准确预测，地区性持久的沉降观察与经历效年的分析研究结果的积累，采用高质量、高可靠度的现场与试验数据，结合计算分析，是解决这一关键问题必不可少的。
3.2 基本设计原则是尽可能减少主楼的重量和沉降量（例如采用轻质材料、采用补偿式基础或桩基），同时在不导致破裂的前提下提高裙房基础的柔性，甚至可能采用独立柱基。但应指出的是，即使基底附加压力为负值，其沉降仍不能忽略不计。
3.3 采取和不断改进主、裙房之间连接的有效形式，使之保待整体性，满足较高的抗震要求。又允许承受可能产生的后期沉降差。
3.4 主楼应先行施工，让沉降尽可能预先发生，设计良好的后浇带，并精心观察与施工。
3.5 在中密至密实地基上较有可能将沉降差调整到较小的范围（一般在3cm以内）。在软土地区，沉降计算的准确程度一般较低，完工后的长期沉降量很大，预测更困难，故在软土地区应慎重采用。这也对软土地区沉降观测、计算和其可靠度提出了更高、更迫切的要求。此外，对高烈度地震区也应慎重采用，分析中应考虑地震可能产生的地基永久变形。
3.6 主楼与裙房之间设不设变形缝。根据工程的具体情况确定，应考虑的主要问题有：
3.6.1建筑平面体形。从抗震设计考虑，裙房的结构刚度与高层主楼的结构刚度相比显然是悬殊的，如果裙房在高层主楼一侧伸出较长，在地震作用下，由于刚度中心与质量中心偏心距较大，扭转影响就大。因此，设不设变形缝必须根据建筑平面情况别对待。
3.6.2 地基土质。由于高层主楼与裙房的基础附加压力相差较大，基础差异沉降是显然的。为此设法把基础埋置在不同土层，采取不同基础形式或高层主楼下采用桩基，使差异沉降减小。
3.6.3 施工后浇带的构造。为减少高层主楼与裙房之间差异沉降引起的结构内力，采取施工后浇带是行之有效的措施。施工后浇带留在裙房一侧，宽度可取800～1000mm，通过施工后浇带的梁、板、墙钢筋，当直径小于等于20mm时可以连通不断，当直径大于等于22mm时宜先断开，待后浇带灌混凝土之前进行焊接。后浇带灌混凝土的时间，当高层主楼的基础置在天然地基时，应待到高层主楼主体结构到顶：当高层主楼基础采用以端承型桩基时，考虑到桩基沉降量较小，可根据施工期间沉降观测情况，在高层主体结构到一定高度时进行；如高层主楼及裙房基础均采用以摩擦型桩基时，后浇带灌混凝土时间宜同天然地基一样考虑。施工后浇带应采用浇筑水泥或硫铝酸盐水泥等早强快硬水泥配制的无收缩混凝土进行浇灌。
3.6.4 为减少上部结构由于高低层之间基础差异沉降引起的内力，裙房在与主楼连接的一跨梁线刚度应尽量小。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200804/10539.htm
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