广西建工五建设计研究院 广西南宁 530001
摘要：本文通过北部湾地王国际工程实例，解决了工程设计中遇到的一系列难题：原有基础的再利用，旧基础与新基础的有效连接，地下空间不足运用的空心楼盖技术和抗浮设计水位过高而进行的地下室抗浮设计，满足了建筑的特定功能，为类似工程提供参考。
关键词：结构体系；原有基础再利用；新旧混凝土连接；空心楼盖技术；地下室抗浮
引言
工程结构不仅要满足安全、经济的要求，而且还要满足工程的功能需求。随着现代化建设的需要，大型城市商业综合体的建成，需要很多技术措施提供支撑保障。本文通过北部湾地王国际工程设计案例所采取的多项技术措施，解决建筑结构设计存在的突出问题，以便为类似工程提供参考性建议。
1 北部湾地王国际工程概况
北部湾地王国际为两栋1#2#主楼和四层商业体裙楼，地下室两层，其中一栋1#楼高25层的商业写字办公楼，总高97.88米；一栋高21层的商住两用公寓。整个建筑场地占地16亩，总建筑面积9万m2，建筑位于北部湾大道和渔峰路的交汇处，东侧是东兴大道、南方铁路；西侧南北走向的是城市主干道北部湾大道，北上经过西湾大桥可到达东兴自由边贸城、越南下龙湾等，交通十分便利。主楼25层，以前规划150m的高楼且基础3m厚的筏板基础已经施工多大20年；四层裙楼部分的抗浮设计水位距离±0.000仅仅4.0m左右，抗浮水头较高。
图一 1#写字办公楼主楼结构面布置图
2结构体系与计算分析
2.1上部结构分析
本文针对1#办公写字楼进行结构体系与整体计算分析。1#楼主楼功能主要为办公，主楼高度近100m，为了保证主楼的大开间的功能性，办公区布置框架柱，结构中心布置剪力墙构成的筒体增加建筑的整体刚度，满足规范层间位移角的要求，整体构成框架核心筒结构。
本栋楼结构采用PKPM-Satwe计算程序进行分析。整体平面和竖向结构规则，没有突变。周期比Tg/T1=2.04/2.67=0.76＜0.9，建筑结构考虑偶然偏心作用下，楼层的最大层间位移比1.43＜1.50，层间位移角由风荷载控制，最大层间位移角1/1678，满足设计规范要求的最小值，结构楼层最小抗剪力之比0.88＞0.8，计算整体指标显示墙柱结构布置合理，只有一项不规则，为一般不规则结构，结构抗震抗风性能较好。
2.2 空心楼盖技术
空心楼盖既是无梁板柱结构，现浇空心板是在现浇的楼板内嵌入预制的空心筒芯、箱体或块体，这种结构布置可以增加地下室净空，有效降低地下室基础埋深深度，节省工程建造成本。然而目前在实心大板柱结构设计方面存在存在诸多问题，常引发工程事故。柱间距比较大从而使板跨度大，使得板变厚，板自重增大，动荷载作用下的板柱节点的冲切力很大导致冲切破坏以及使用期间裂缝难以控制等。本项目选用边支撑内力和拟梁法计算分析，选用SATWE程序进行计算分析，PMSAP程序进行计算复核。“空心楼板的空心率不宜小于25%也不宜大于50%，板厚度不小于板长边的1/30，板的最小厚度不宜小于250mm”[1]。另外设计中对可能出现消防车、大型货运车辆等重型车辆的地方，不能遗漏荷载，并充分考虑其路线变化的可能性，进行布置荷载，进行受力分析，减少安全隐患。
3基础设计分析
3.1原因基础再利用
根据建筑工程岩土详察报告，本项目所处场地为中硬场地土，场区的地质类别均为II类，“建筑抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速度值为0.05g，设计特征周期Tg为0.35s”[2]；场地无活动性断层存在，地震危险性较低，区域地震稳定性较好，为一般建筑抗震地段。地下水对地下室结构中的钢筋产生一定微腐蚀性，应对地下室外墙和底板采取防护措施；建筑周围土环境类型为II类，对砼结构中的钢筋均会产生微腐蚀，同样需要对地下室外侧结构进行一定的防护处理。从地勘报告数据看，各土层物理性指标参数如下表1所示。
注：带*号为经验值。
过去有些设计方案实施停建或建筑功能已经不能满足当下的需求而需要加层改建，就需要对原先施工的基础进行评估。本项目主楼筏板基础已施工后搁置有20年之久，要保证耐久性使用年限不小于上部结构的设计年限。“CECS220：2007《混凝土结构耐久性评定标准》可以定量的评价，采用保护层锈胀开裂时间作为基础底板耐久性评估指标，从而确定耐久性使用年限”[3]。
根据研究院滕延京建议设计使用年限不小于100年的基础混凝土耐久性设计要求的建议如下表[4]：
本项目基础混凝土等级C35，所处环境类别为二a，根据上表2参数值，本工程项目满足上表要求，基础的耐久性使用年限不低于上部结构设计年限。原有基础的再利用将会在一定程度上对于新建建筑降低工程成本和节省施工时间成本，产生较好的社会效益。
3.2新旧混凝土连接
本项目防水板和基础梁与原有基础连接，可以采用增大咬合力、增大胶结力和增大摩擦力等措施。“可以采用锚筋法，以增加新旧混凝土的结合，锚筋法是在旧混凝土上预埋锚固筋，使之与新混凝土连接，也可在旧混凝土上钻孔，用结构胶锚筋”[5]；增大胶结力，可以采用较高一级的混凝土等级；在混凝土中掺入适量的膨胀剂，可以增大连接件的摩擦力。本项目新旧混凝土连接措施如下图所示。
3.3地下室抗浮
确定合理的抗浮水位对工程建筑有重要意义。抗浮水位如果提低了，设计出的地下室就好存在安全隐患，抗浮水位太高又较大的增加工程造价。根据有关规范或规程，结合当地实际经验，建筑的抗浮水位可按一下情况综合判断确定：根据长期地下水水文观测资料进行确定建筑抗浮水位；场地无地下水水文观测资料时，可根据地质勘察期间的最高水位并参考地地下水补给和排出情况、地形条件综合确定；“对一、二级阶地，可按勘察期 间实测的平均水位增加1~3m，对台地可按勘察期 间实测的平均水位增加2~4m，旱季取大值，雨季取小值”[6]；设计可以结合相关工程经验，分析地勘报告中可能存在不合理的水位，与勘察方沟通，一起分析建筑地下室合理的设防水头。本工程抗浮水位较高，防水板的抗浮水头达6.5m，主楼的裙楼及纯地下室部分均需进行抗浮设计。采用抗浮处理，通常有以下几种措施：防水板直接抗浮；防水板和抗浮锚杆或抗拔桩抗浮；增加覆土配重来进行抗浮。本项目经计算单柱竖向恒载力可以抗6.5m的水头，通过防水板直接抗浮。
4 结论
（1）框筒结构平面和竖向布置宜避免超过三项不规则项造成结构严重不规则，可以优化结构布置，降低不规则项。
（2）原有基础再利用，在既有建筑改造方面有利于节约造价和工期，新旧混凝土的连接可以通过混凝土间咬合力、胶结力和摩擦力等措施来增强。
（3）如何确定地下室抗浮设计水位，对抗浮设计有积极作用，可以采取多经验、相似地质情况等多种方式综合确定，以利于对工程设计既经济又安全。
参考文献：
[1]JGJ／T 268-2012.现浇混凝土空心楼盖技术规程[S].
[2]GB50011-2010.建筑抗震设计规范（2016年版）[S].
[3]CECS220：2007.《混凝土结构耐久性评定标准》[S].
[4]滕延京.建筑地基基础耐久性设计的新理念[J].建筑科学.2012.
[5]曹如杨.海滨新村旧住房综合改造工程中新旧房屋结合处的整体性处理[J]工程建设与设计.2016.39~42. ??
[6]丁安平.浅议合肥某工程地下室的抗浮设计[J].工程与建材，2014，28（02）：183.
论文作者:黄首富
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：结构论文; 地下室论文; 基础论文; 混凝土论文; 建筑论文; 浮水论文; 耐久性论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;