论述高层建筑地下室基础设计需注意的几个问题

　　一. 地下室的设计

　　1.1 基础的选型：

　　1.1.1《高规》12.1.1 条规定，高层建筑基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及邻近建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，并能满足正常使用功能要求。还应注意了解邻近地下构筑物及各类地下设施的位置和标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生意外问题。

　　1.1.2 基础形式应选用整体性好，能满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降，达到安全实用和经济合理的目的。

　　根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力，中小高层建筑地下室基础可采用条形交叉梁基础、满堂筏板、桩筏或箱形等基础形式。筏板基础可以是梁板式和平板式，当建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先采用平板式。当采用梁板式筏基时，基础梁截面大必然增加基础埋置深度，当水位高时更为不利，梁板混凝土需分层浇筑，而且梁支模费事，因而增长工期，综合经济效益不一定比平板好。

　　1.2 抗浮设计

　　1.2.1《地基规范》3.0.3 条规定，岩土工程勘察报告应提供用于计算地下浮力的设计水位。结构抗浮验算必须根据岩土工程勘察单位提供的地下水浮力的设计水位来验算。

　　1.2.2 抗浮验算时永久荷载的分项系数取值，各地区可能与《荷载规范》不同，当有地区标准按当地的标准，无地区标准则按《荷载规范》。验算建筑物抗浮能力必须满足：(建筑物永久荷载 / 水浮力)≥1.0式中建筑物永久荷载为标准值(不计算可变荷载)，按《规范荷载》3.2.5 条应乘分项系数 0.9。

　　1.2.3 当抗浮设计水位较高，裙房满堂地下室或地下车库需要采用抗浮措施时，应按工程具体情况区别对待。如果裙房满堂地下室或地下车库是独立建筑，与高层主楼基础没有连接成整体，并有一定距离不会因差异沉降造成影响时，抗浮措施可以根据经济技术比较采用：抗浮锚杆、抗拔桩或压重等方法;如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接成整体，均采用桩基，通常抗浮可采用抗拔桩的方法来解决，这几年预应力管桩应用也比较普遍，可以节约桩基成本大约 15%，提高桩基工期大约10%;如果高层主楼基础与裙房满堂地下室或地下车库连接整体，并且高层主楼采用的是天然地基预估有若干沉降量，裙房或地下车库抗浮宜采用压重(采用素混凝土，重度不小于 30KN/M2 钢渣混凝土或砂石料)方法，不宜采用抗拔桩或抗浮锚杆，否则必将与高层主楼之间形成差异沉降而造成底板开裂的影响，尤其如北方很多城市的抗浮设计水位由于考虑南水北调提供的较高，但实际地下水位目前而言都是非常低的，如果抗浮采用抗拔桩或抗浮锚杆，裙房或地下车库与主楼间基础沉降差异将是非常突出的问题。

　　二. 地下室与基础设计应注意的问题

　　2.1 地下室外墙与底板连接构造不合理，外墙钢筋的搭接不符合《混凝土结构设计规范》(GB50010- 2002)根据纵向钢筋搭接接头面积百分率修正搭接长度的要求。

　　2.2 地下室外墙设计中应考虑楼梯间，车道等支承条件不同的外墙计算与设计，不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题。

　　2.3 地下水位较高时，应特别注意只有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮计算，采用桩基时应计算桩的抗拔承载力。

　　2.4 高层地下室采用独立柱基或条基加抗水底板时，应在抗水板下设褥垫，以保证实际受力与设计计算模型相同。

　　2.5 地基基础设计等级为甲级、乙级的建筑物应按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007- 2002)3.0.2条进行地基变形设计。

　　2.6 对建筑在施工期间及使用期间的变形观测要求，设计人普遍不够重视。变形观测工程范围根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007- 2002)第 10.2.9 条(强条)，下列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测。

　　a.地基基础设计等级为甲级的建筑物;b.复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物;c.加层、扩建建筑物;d.受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物;e.需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。观测的方法和要求，要符合国家行业标准《建筑变形测量规程》(JGJ/T 8- 97)的规定。

　　2.7 沉降缝基础与偏心基础：砌体结构的沉降缝基础作成下图形式：根据力的平衡原理，大部分基础存在零压力区，所设计基础不能提供设计所需的地基承载力。许多柱边与基础对齐的偏心柱基也同样存在问题。零应力区不能满足《建筑抗震设计规范》GB 50011- 2001第4.2.4条的要求。

　　2.8 防潮层以下墙体采用水泥砂浆时应注意验算其强度。(因为水泥砂浆对强度的折减)

　　2.9 个别工程的柱基高度不满足柱纵向钢筋的锚固长度要求。柱基的抗冲切、抗剪不够。

　　2.10 墙下条形基础相交处，不应重复计入基础面积。

　　2.11 砌体结构的地下室问题。

　　2.12 地基承载力应为特征值。

　　地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定：(《建筑地基处理技术规范》JGJ79- 2002 第3.0.4条)。

　　a. 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限其对应荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。b.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。c.计算挡土墙土压力、基础或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。d.在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的基地反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。

　　2.13 地下一层墙体能否作为筏板的支座问题。这个问题在砖混及混凝土结构中都存在。

　　2.14 基础零应力区的面积问题：高宽比大于 4 的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力;其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。在设计轻钢结构时，应特别注意。

　　三.结语

　　总之，只要严格执行操作规程，加强责任心，那么地下室与基础设计中存在的问题是完全可以杜绝的。

　　参考文献

　　[1] GB50010-2002.混凝土结构设计规范.

　　[2] JGJ3-2002.钢筋混凝土高层结构设计与施工规程.

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文章名称： 论述高层建筑地下室基础设计需注意的几个问题

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