浅谈处理多高层建筑主楼与裙房差异沉降的方法__墨水学术,论文发

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:286

副标题#e#摘要：随着城市建筑的发展，主楼越来越高，裙房也越来越大,对于主楼与裙楼之间的关系处理也日趋复杂，对于高层建筑的设计和施工，必须考虑差异沉降的问题。
关键词：多高层   建筑   主楼   裙房   差异沉降 
随着社会的不断进步，建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建（构）筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。
现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测，特别是高层建筑施工过程中应用沉降观测加强过程监控。随着城市建筑的发展，主楼越来越高，裙房也越来越大,对于主楼与裙楼之间的关系处理也日趋复杂，对于高层建筑的设计和施工，必须考虑差异沉降的问题。目前处理差异沉降的方法都是以“放” 为多，以“抗” 为少，下面阐述几种处理差异沉降的主要方法：
一．设置沉降缝
处理差异沉降惯用方法为设置沉降缝，这是一种纯粹的“放”的方法。 
在一般房屋结构的总体布置中，考虑到沉降、温度收缩和体形复杂对房屋结构的不利影响，常常用变形缝（沉降缝、伸缩缝、防震缝）将房屋分成多个较规则的结构单元，从而消除沉降差、温度应力和体形复杂对结构的危害。建筑地基基础设计规范要求，在建筑物高度差异或荷载差异处，建筑结构或基础类型不同处，宜设置沉降缝。建筑抗震设计规范也要求，对体形复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按照实际需要在适当部位设置防震缝。按上述规范要求，许多公共建筑就得设置变形缝。其优点是：沉降缝的优点在于设计思路简单，无需考虑抵抗不均匀沉降引起的结构内力。其缺点：1设沉降缝的缺点在于会出现双柱、双墙、双梁，建筑平面立面的使用受到了限制。2沉降缝宽度只有l00mm，缝两侧的隔墙很难做防水处理，同时采暖通风、电气管线设置不便。
二．设置施工后浇带
施工后浇带能够有效解决上述沉降缝的缺点，这是一种先“放”后“抗” 的方法。 
后浇带的位置通常设在主楼和裙楼交接处附近结构受力较小的部位（如梁、板的反弯点处）。在分别浇筑主楼和裙楼主体单元时，从基础梁到上部结构的梁和板都预留出施工后浇带，待主楼和裙楼的主体分别完工后，再用膨胀混凝土将两部分连接起来，使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降先“放”掉一部分，一般情况下，高层主楼完成后，两部分的沉降量已完成最终沉降量的70％左右，剩下的沉降量就小很多了，这时再完成施工后浇带的混凝土，二者余下部分差异沉降引起的结构内力，可由结构自行调整。后浇带宽度一般为800～1000mm，实际中较多采用800mm。后浇带处钢筋可断也可不断，且需设加强钢筋，后浇带在补浇混凝土前必须凿毛并清理干净。后浇带从预留到浇筑的时间当然越长越好，但为了在施工期间不影响设备安装，一般不应少于40天，最宜60天。后浇带的填充材料宜采用微膨胀混凝土。也可采用普通水泥混凝土，但要求混凝土强度等级比原来高一级，潮湿养护不少于15天。其优点是施工后浇带的优点就是在于完全解决了设缝的弊端。其缺点在实际施工操作中，后浇带往往带来一些问题，主要有以下几点：
（1） 留于基础底板上的后浇带，将历经整个结构施工的全过程，直至结构封顶。对于高层建筑，这段时间很长，在这段时间内，后浇带中将不可避免地掉进各种各样的垃圾杂物，由于底板钢筋较粗较密，再加上局部加强筋，使得清理工作非常艰难，若不清理干净，必然影响后浇混凝土的质量。#p#副标题#e#
（2）后浇带贯穿整个地下、地上结构，所到之处遇梁断梁，遇板断板，给施工带来很多不便，影响施工进度。
（3）在后浇带补浇混凝土前，需将两侧混凝土凿毛，施工非常困难；而底板混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔数月，新旧混凝土的粘结强度很难保证，又由于浇筑时间差，造成底板混凝土的干缩极易在新旧混凝土的连处产生裂缝。设置施工后浇带的初衷是防止底板裂缝的产生，而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝，引起漏水。
（4）在软土地基或地下水位高的情况，须长时间降水。
（5）后浇带将底板分成若干块，底板抗水平力的能力大大削弱，底板的移动还可导致上部结构的位移， 因此必须采用特殊措施确保底板稳定性。
三．不设沉降缝或后浇带
不论是用沉降缝还是施工后浇带处理不均匀沉降问题，都有其各自的弊端，如果条件允许，我们可以考虑采用“抗”的方法—通过合理的设计配筋、合理的混凝土强度等级，以结构本身抵御不均匀沉降引起的结构内力。
（1）取消沉降缝或后浇带的理论依据
如果地基的天然地质条件较好的话，或者采用桩基打入较坚硬的岩层，地基的绝对沉降量很小，那么差异沉降也不会大，所产生的结构内力也较小，设置沉降缝或施工后浇带显得大材小用。根据实测，基础的差异沉降与基础的整体刚度有明显的关系，联合为一体的基础的差异沉降远小于以后浇带或沉降缝分离的基础。
（2）如何取消沉降缝或施工后浇带
沉降缝或施工后浇带都是采用以“放”为主的原理来处理基础差异沉降的， 而我们可以改变观念，改用以“抗”的手段杀处理。主、 裙楼荷载差异虽然很大，但如果都建在桩基或改良的地基上(包括坚硬的天然地基)，可利用桩基和坚硬地基调整主、裙楼的沉降，使主、裙楼的差异沉降控制在较小范围；还可以利用大底板联合基础的整体性调整差异沉降，确保主、裙楼在整体基础上具有较小的差异沉降。加强变截面处的抗弯刚度和配筋，控制工程在封顶后的最终沉降在20～30mm的范围以内。完全以“抗”的方法解决不均匀沉降问题的优点在于：完全避开了以上所述设置沉降缝或施工后浇带所带来的弊端。其缺点：1采用“抗”的方法对地基的地质条件要求较高，并不是任何工程均可采用的。2采用“抗”的方法较设置沉降缝或施工后浇带更为冒险，要求结构设计人员有丰富的经验并进行精确的计算。3采用这种处理手段在很多时候无疑须增大基础的尺寸，或加强变截面处的配筋，或提高混凝土的强度等级，也就是说会加大了工程的经济成本。
具体施测程序及步骤：
1、建立水准控制网
根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求：(1)一般高层建筑物周围要布置3个以上水准点，其间距不大于100米；(2)在场区内任何地方架设仪器至少后视到2个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校；(3)各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求(大于1.5米)，根据工程特点，建立合理的水准控制网，与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。
2、建立固定的观测路线
由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。
3、沉降观测
根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点设置稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，待临时观测点稳固好，进行#p#副标题#e#首次观测。
首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。
4、将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值，从而确定出沉降量。
四．结束语
总之，只要按照观测时间的要求，使用符合标准的观测仪器，遵循沉降观测的规律，按照实测程序和步骤，认真进行观测和汇总，就能得到比较真实可靠的观测结果。预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察、设计、施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，避免造成无法挽回的经济损失。高层建筑主楼与裙房之间基础处理是一个复杂的问题，主楼与裙房之间不设缝时的沉降及内力，并不一定比设缝时的大。相反，可能因主楼和裙房连成一体，协同工作，对结构有利。因此，是否设置变形缝，应根据建筑物的平面体形，地基土质等情况确定。如果不设变形缝，可将主楼和裙房的基底埋置在不同持力层，基础采用不同形式，设置施工后浇带等以减少主楼与裙房间的差异沉降，并应通过计算确定基础及上部结构由于差异沉降引起的内力，并采取相应的措施。