關(guān)于配合跳倉(cāng)法施工進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步分析

項(xiàng) 道 陽(yáng)

(北京中天元工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，北京 100142)

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關(guān)于配合跳倉(cāng)法施工進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步分析

項(xiàng) 道 陽(yáng)

(北京中天元工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，北京 100142)

根據(jù)某建筑工程的實(shí)際情況，對(duì)主樓與地庫(kù)相連部位取消沉降后澆帶進(jìn)行地基變形驗(yàn)算，并采取了跳倉(cāng)法施工技術(shù)，實(shí)踐證明跳倉(cāng)法既能夠解決取消后澆帶引起的裂縫及沉降問(wèn)題，又可以節(jié)省工期，節(jié)約造價(jià)。

跳倉(cāng)法，后澆帶，沉降值，筏板

0 引言

相比較于傳統(tǒng)的設(shè)置沉降縫、伸縮縫和后澆帶等方法，目前跳倉(cāng)法[1]施工對(duì)于超長(zhǎng)、超厚、超薄大體積混凝土的裂縫控制具有明顯的效果。它具有方便施工、提高結(jié)構(gòu)整體性、防水性以及縮短施工工期和節(jié)省投資的優(yōu)點(diǎn)。

本文通過(guò)一工程實(shí)例，對(duì)主樓外擴(kuò)兩跨基礎(chǔ)變形進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)主樓與地庫(kù)連接部位進(jìn)行加強(qiáng)，旨在對(duì)實(shí)際工程有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然對(duì)于跳倉(cāng)法施工技術(shù)目前還在不斷發(fā)展和提高當(dāng)中，還需要我們?cè)趯?shí)際過(guò)程中不斷的探索和實(shí)踐。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于北京市朝陽(yáng)區(qū)，由地庫(kù)和住宅樓組成(見(jiàn)圖1)，住宅樓地下3層，地上28層，剪力墻結(jié)構(gòu)；地庫(kù)地下2層，框架結(jié)構(gòu)。地庫(kù)建筑面積:45 735 m2，地庫(kù)東西195 m，南北182 m；地下2層為六級(jí)人員隱蔽，地庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)軸網(wǎng)8.1 m×8.1 m，基礎(chǔ)為梁板式筏基，筏板板厚450 mm，底標(biāo)高-11.850 m，基礎(chǔ)梁高1 000 mm，梁底與板底平齊。框架柱700 mm×700 mm，地下1層底板250 mm，梁600 mm×650 mm；頂板300 mm，梁600 mm×950 mm。地下1層層高4 m，地下2層層高3.850 m，地上覆土2.4 m。框架柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35。擋土墻強(qiáng)度等級(jí)C30。±0.00絕對(duì)標(biāo)高：36.100 m，抗浮水位為30.000 m；地庫(kù)及住宅樓持力層為③層粉砂、細(xì)砂及③1層粘質(zhì)粉土—粉質(zhì)粘土，且③層土有8 m左右的深度，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值Fka=220 kPa，住宅樓地下3層，地上28層，層高2.8 m，剪力墻結(jié)構(gòu)，住宅樓基礎(chǔ)筏板厚1 000 mm，個(gè)別洞口大的部位采用下挖式明梁布置，剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)C45～C30，梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。住宅樓地基采用CFG處理，處理后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為620 kPa。我們選取2號(hào)樓外擴(kuò)兩跨建模(如圖2所示)進(jìn)行基礎(chǔ)變形驗(yàn)算。

2 工程分析

本地庫(kù)的情況，南北183 m，東西195 m，屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。為防止因建筑面積過(guò)大，結(jié)構(gòu)因溫度變化，混凝土收縮開(kāi)裂設(shè)置伸縮后澆帶；為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差設(shè)置沉降后澆帶。項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)基于以上考慮采用設(shè)置后澆帶的方法解決裂縫及沉降差的問(wèn)題。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)接近尾聲的時(shí)候甲方及總包單位提出采用跳倉(cāng)法施工方案，要求取消后澆帶以縮短建設(shè)工期，節(jié)省工程造價(jià)。

根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院的模型試驗(yàn)和工程測(cè)試結(jié)果，主樓外挑出的地下室結(jié)構(gòu)可以分擔(dān)主樓的荷載，裙房擴(kuò)散主樓荷載的能力是有限的，主樓荷載的有效傳遞范圍是主樓外1跨～2跨[2]。

大量的沉降觀測(cè)說(shuō)明，后澆帶兩側(cè)的差異沉降很小，地基土豎向壓縮的同時(shí)向四周傳遞。北京已有北京中京藝苑(梅蘭芳大劇院)工程、藍(lán)色港灣工程、北京國(guó)美家園等項(xiàng)目實(shí)踐證明跳倉(cāng)法施工切實(shí)可行且取得很好的經(jīng)濟(jì)效益[3]。我們對(duì)2號(hào)樓外擴(kuò)兩跨采用“YJK”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行地基變形驗(yàn)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果沉降值、沉降差進(jìn)行分析。計(jì)算規(guī)范采用DB J11—501—2009北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范[4]，采用盈建科計(jì)算模型中彈性地基梁板法，沉降計(jì)算采用迭代計(jì)算，網(wǎng)格劃分控制長(zhǎng)度為1 m，基床系數(shù)輸入主樓K=40 000 kN/m3，地庫(kù)K=20 000 kN/m3。計(jì)算結(jié)果如下：

按分層總和法計(jì)算的沉降等值線圖如圖3所示，沉降最大值出現(xiàn)在主樓邊界與地庫(kù)交界處，其最大值為28 mm，主樓與地庫(kù)相鄰第一跨沉降值基本在10 mm～28 mm之間，主樓的內(nèi)部沉降值基本為10 mm～12 mm，地庫(kù)在主樓外部第二跨開(kāi)始沉降值很小，基本為1 mm～3 mm。

按有限元計(jì)算的位移等值線圖如圖4所示，沉降最大值出現(xiàn)在主樓與地庫(kù)交界處，其最大值為45 mm，主樓與地庫(kù)相鄰第一跨沉降值基本在30 mm～45 mm之間，主樓的內(nèi)部沉降值基本為30 mm～42 mm，地庫(kù)在主樓外部第二跨開(kāi)始沉降值很小基本為15 mm～30 mm。

基礎(chǔ)中心點(diǎn)沉降及回彈再壓縮變形圖如圖5所示，基礎(chǔ)中心點(diǎn)平均沉降值為2 mm，平均回彈量54 mm，平均回彈再壓縮54 mm。主樓與地庫(kù)相鄰第一跨沉降值基本在32 mm～70 mm之間，主樓的內(nèi)部沉降值基本為31 mm～42 mm，地庫(kù)在主樓外部第二跨開(kāi)始沉降值很小基本為6 mm～23 mm。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，我們可以看出整體變形趨勢(shì)與我們實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)接近，主樓與地庫(kù)相鄰部位沉降變形最大主樓荷載向外傳遞基本為1跨～2跨，大部分在1跨。本項(xiàng)目主樓與第一跨沉降最大差值為8 mm，兩點(diǎn)間距為4 500 mm，沉降差為1/569,其余點(diǎn)逐一細(xì)查沉降差均比該值小，滿足兩點(diǎn)沉降差不大于2L/1 000[5]的要求。

本項(xiàng)目主樓采用CFG處理，根據(jù)大量的 CFG地基處理項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，一般項(xiàng)目CFG處理后地基沉降約為10 mm～30 mm。地庫(kù)天然地基，地基承載力220 kPa，施工后的荷載與原填土荷載基本持平，增加不到150 kPa，新增加荷載引起的變形很小。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，主樓和地庫(kù)的變形差異在可控范圍且能滿足規(guī)范及使用要求。基于以上分析本工程可以取消后澆帶采用跳倉(cāng)法施工。為了加強(qiáng)主樓與地庫(kù)整體一致變形，對(duì)主樓與地庫(kù)的基礎(chǔ)相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，將地庫(kù)與主樓相連的第一跨基礎(chǔ)板配筋加強(qiáng)，如圖6所示(有條件時(shí)建議將第一跨基礎(chǔ)板加厚)。同時(shí)對(duì)施工進(jìn)行嚴(yán)格技術(shù)要求，按照跳倉(cāng)法施工相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格施工，加強(qiáng)沉降觀測(cè)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)差異沉降發(fā)展的趨勢(shì)，及時(shí)采取可靠措施，避免差異沉降達(dá)到或超過(guò)規(guī)范的允許值。

項(xiàng)目2015年4月開(kāi)始施工，主樓于2016年2月進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，施工過(guò)程中沉降觀測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求，未發(fā)現(xiàn)因取消后澆帶產(chǎn)生的相關(guān)裂縫，順利完成結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。根據(jù)最新的沉降觀測(cè)結(jié)果，整個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)階段所有沉降觀測(cè)最大值為22 mm，主樓與第一跨沉降差最大5 mm，滿足規(guī)范2L/1 000要求，且比設(shè)計(jì)計(jì)算值小很多。根據(jù)總包提供的數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目采用跳倉(cāng)法施工整體土建費(fèi)用節(jié)省近180萬(wàn)元，工期縮短260 d左右，甲方節(jié)約成本1 900余萬(wàn)元(主要是回遷居民的租房費(fèi)用)，取得很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前已進(jìn)入精裝后期階段，能夠按照甲方預(yù)定的工期順利完成。

3 結(jié)語(yǔ)

1)主樓基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基，裙房或地下車(chē)庫(kù)采用筏形基礎(chǔ)的天然地基，經(jīng)計(jì)算最終相鄰樁基不均勻沉降值小于2L/1 000，L為相鄰墻、柱基中心距離。滿足該條件可以取消設(shè)置沉降后澆帶。

2)計(jì)算表明主樓荷載的有效傳遞范圍是主樓外1跨～2跨。

3)在主樓與地庫(kù)相鄰部位采取有效措施后，能夠達(dá)到一致協(xié)調(diào)變形，實(shí)際沉降值比計(jì)算值要小很多，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

[1] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制——抗與放的理論及其在跳倉(cāng)法設(shè)計(jì)施工的應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

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

[3] 李國(guó)勝.多高層建筑基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——附實(shí)例[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011：56-59.

[4] DB J11—501—2009，北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] DB 11/T1200—2015，超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)法技術(shù)規(guī)程[S].

On primary analysis of structural design for coordinative sequence construction method

Xiang Daoyang

(BeijingZhongtianyuanArchitectandEngineerCo.,Ltd,Beijing100142,China)

According to the fact in some architectural project, the paper undertakes the foundation deformation calculation at the settlement post-pouring belt of the connection of the main building and basement, adopts the sequence construction technique, and proves the method can solve the cracks and settlement caused by cancelling the post-pouring belt, so as to shorten the construction period and save cost.

sequence method, post-pouring belt, settlement value, raft plate

1009-6825(2016)24-0037-02

2016-06-18

項(xiàng)道陽(yáng)(1979- )，男，工程師，一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師

TU318

A