主樓與裙房基礎的協調設計

【摘要】主樓與裙房基礎的協調設計對建筑物整體空間的完整性和連續性有很大影響，因此相關人員要重視主樓與裙房基礎的協調設計。本文對主樓與裙房基礎的協調設計進行分析，并對該過程需要注意的問題進行深入探究。

【關鍵詞】主樓；裙房；協調；設計

前言：裙房通常是在高層寫字樓、酒店、商業建筑中，未了更方便建筑物提供各種功能需要，在高層主樓的一側或兩側設置層數比較少的用房，這些公共用房一般用于商店、門廳、餐廳和商店等。高層主樓連同裙房總長度往往很長。抗震設計規范要求，房屋建筑在平面和立面的布置宜規則、對稱，建筑的質量分布和結構剛度變化宜均勻，否則需要設防震縫將建筑分成規則的結構單元。按建筑地基基礎設計規范，在建筑高度或荷載差異部位，結構或基礎類型不同的部位，宜設沉降縫。根據混凝土結構設計規范的要求，現澆框架結構和剪力墻結構的伸縮縫最大間距，分別為55m和45m。

根據上述有關規范的要求，很多公共建筑不得不設置變形縫。但在某些特定功能或要求較高的建筑中，主樓和裙房地下室是人防工程，在主樓與裙房間設置變形縫可能對電氣管線、通風、采暖、人防區域劃分和出口入口設置等帶來麻煩，尤其是建筑的室內外裝修處理有不少困難，而且既費工費料，又難以保證質量。有不少已建的大型重要公共建筑，其長度遠大于規范伸縮縫最大間距，平面和立面建筑質量分布、結構剛度分布并不均勻，高度和荷載相差懸殊，而無法設變形縫。

1.主樓與裙房基礎的協調設計分析

最近幾年主樓與裙房基礎的協調設計方法在快速發展，一種將下面幾個措施相融合的主樓與裙房基礎協調設計方法已經基本發展成熟：盡量使用輕質材料以降低主樓自重，或者使用補償式基礎降低對主樓的壓力，從而盡可能實現忽略不均勻沉降；主樓和裙房之間設置后澆帶，主樓的施工過程中可以自由沉降，主樓施工竣工后再進行混凝土澆筑，能夠實現忽略不均勻沉降，或者依據經驗進行處理。這種主樓與裙房基礎協調設計方法在實際中的做法主要有以下幾種。

1.1箱基與基礎梁聯合設計

箱基與基礎梁聯合設計方法，箱基會使主樓得到較大補償，沉降會大大降低；基礎梁通常為條形基礎梁，裙房使用這種設計方法會產生很大的沉降，這樣主樓與裙房之間的沉降差就會控制在非常小的范圍內，主樓與裙房的基礎和上部結構形成整體，這就是目前使用廣泛的聯合設計法。也可以在主樓與裙房的連接處設置后澆帶，但注意要使用能夠適應一定沉降差的結構連接構件。

1.2箱基與獨立柱基礎協調設計

如果對主樓箱基埋深有限制，且為欠補償基礎，最好增大裙房基礎沉降以縮小沉降差。此時可以將裙房的條形基礎梁改成柱下獨立基礎，然后在主樓和裙房連接位置進行后澆帶設置，同時注意選用的連接構件的結構構造要適應一定沉降差。

1.3樁箱基礎與獨立基礎、基礎梁或筏基的協調設計

當主樓樓層相當多或地基土條件決定要采取樁箱或樁筏基礎時，按沉降差盡可能小的要求，決定裙房采用獨立基礎、基礎梁或筏基。這些都應該提前對沉降和地質條件進行詳細分析，最終綜合所有因素再進行確定，如果得到科學合理的解決仍然能夠確保上部結構連為整體。如果裙房設有地下室，基底附加壓力甚小，甚至為負值，而天然地基的壓縮性不大，可采用柱下獨立基礎，應指出的是，即便基底附加壓力為負值，獨立柱基的沉降仍不能認為可以不必考慮，只不過數值很小而已。當天然地基壓縮性不是很小時，可采用條形基礎；如壓縮性較大，還可改用筏基。

1.4筏基和筏基聯合設計

如果基土條件好且沉降差異較小，或者在功能方面有特別要求，主樓和裙房也許會同時采用箱基或者筏基。這不是問題的重點，如果主樓和裙房不得不同時采用箱基或筏基，那么不僅要保證防水要求，同時盡量提高主樓和裙房之間連接處的柔性，并且主樓施工要優先于裙房施工。

2.主樓與裙房基礎設計時的注意事項

2.1沉降差異預測

主樓與裙房之間的差異沉降預測一定要準確，地區性持久觀察與分析結果的積累，采用質量和可靠度都較高的現場及試驗數據，根據計算結果再進行分析，這是解決問題的最關鍵環節，同時也是必不可少的環節。

2.2盡量降低主樓重量和沉降量

主樓與裙房基礎的協調設計的基本原則是盡量降低主樓重量和沉降量，可以通過使用樁基、輕質材料或采用補償式基礎等方式實現，并且以不造成破裂為基本前提，盡可能的提高裙房基礎的柔性，甚至會選擇使用獨立基礎。但要注意一個問題，即使基地附加壓力是負值，沉降也是不可以忽略的。

2.3改進主樓與裙房間的連接形式

采取和不斷改進主、裙房之間的連接的有效形式，使之保持整體性，滿足較高的抗震要求。又允許承受可能產生的后期沉降差。

2.4主樓施工優先于裙房施工

優先進行主樓施工的主要原因是盡可能讓沉降預先發生，設計良好的后澆帶，并精心觀察與施工。

2.5注意適用范圍

在中密至密實地基上較有可能將沉降差調整到較小的范圍（一般在3cm以內）。在軟土地區，沉降計算的準確程度一般較低，完工的長期沉降量較大，預測更困難，因此在軟土地區最好不要使用。如果不得已在軟土地區必須采用，就無疑對軟土地區沉降觀測、計算和其可靠度提出更高、更迫切的要求。此外，對高烈度區也應慎重采用，分析中應考慮地震可能產生的地基永久變形。

2.6主樓與裙房之間設不設變形縫。

根據工程的具體情況確定，應考慮的主要問題有：

2.6.1建筑平面體形

從抗震設計角度分析，高層建筑的主樓結構剛度和裙房結構剛度的懸殊必然很大，假設裙房在高層主樓的某側伸出比較長，當發生地震時，因為質量中心和剛度中心偏心距比較大，扭轉影響就相對較大。所以，主樓與裙房之間是否設置變形縫一定要根據建筑平面實際情況來決定。

2.6.2 地基土質

對于高層建筑來說，主樓和裙房的基礎附加壓力的差距會比較大，因此一定會存在較大的基礎差異沉降。為此設法把基礎埋置在不同土層，采取不同基礎形式或高層主樓下采用樁基，使差異沉降減小。

2.6.3 施工后澆帶的構造

施工后澆帶是有效降低高層建筑中因主樓和裙房間差異沉降差異引起的結構內力的主要措施。施工后澆帶留在裙房一側，寬度可取800～1000mm，通過施工后澆帶的梁、板、墻鋼筋，在直徑不大于20毫米時可以連通不斷，在直徑不小于22毫米時最好先斷開，完成焊接后在進行后澆帶混凝土的澆灌。后澆帶灌混凝土的時間，當高層主樓的基礎置在天然地基時，應待到高層主樓主體結構到頂：當高層主樓基礎采用以端承型樁基時，考慮到樁基沉降量較小，可根據施工期間沉降觀測情況，在高層主體結構到一定高度時進行；如高層主樓及裙房基礎均采用以摩擦型樁基時，后澆帶灌混凝土時間宜同天然地基一樣考慮。施工后澆帶應采用澆筑水泥或硫鋁酸鹽水泥等早強快硬水泥配制的無收縮混凝土進行澆灌。

2.6.4梁線剛度

為減少上部結構由于高低層之間基礎差異沉降引起的內力，裙房在與主樓連接的一跨梁線剛度應盡量小。

結束語：

現代化高層建筑施工中，主樓和裙房之間基本不要求設置沉降縫，這樣做的主要目的是確保高層建筑空間上的完整性和連續性。通常沉降縫設置采用雙柱雙墻方式，但不夠經濟且無法滿足功能需求。綜上所述是在滿足這兩點要求上，分析的幾種主樓與裙房基礎的協調設計方法，日后還需要不斷研究和實踐。

參考文獻：

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[3]謝翔，淺談主樓與裙房的基礎協調設計，建設科技，2011，（23）