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摘要：随着现代化的发展，大底盘高层建筑日益增多，大多数大底盘高层建筑都附有裙房。由于主楼与裙房荷载及结构刚度的差异性，必然会导致两者之间存在不均匀沉降，传统的基础设计方案是设置沉降缝，但操作可行性并不高，将大底盘高层建筑主楼和裙房的基础整体设计作为发展趋势。本研究提出了大底盘高层建筑主楼与裙房的整体性设计理念，从该理念的目前应用现状、可行性分析、整体设计、相关注意事项等方面内容来进行探讨。
关键词：大底盘高层建筑；主楼；裙房；基础设计
近年来，土地资源的固定性与人口日益增长的矛盾逐渐突出，高层建筑物也越来越多。从而导致人们对高层建筑的功能及美观要求也逐渐提高[1]。为提高建筑使用功能及立面效果等因素，设置沉降缝不太现实；特别是对于地震区域，通过沉降缝将建筑分为独立单元，反而因碰撞造成震害。因此，大底盘高层建筑主楼和裙房的基础设计是通过采取相关措施来减少沉降差而非设置沉降缝。通过以上问题，将大底盘高层建筑主楼和裙房的基础采取整体设计是否能解决防水失效问题，若能解决，又将如何解决不均匀沉降问题，是本文的主要探讨的问题。
1.大底盘高层建筑主楼和裙房的基础设计现状
主楼和裙房是大底盘高层建筑设计常见的两个部分，由于两者荷载及结构刚度的差异性，导致首要的难题就是两者之间存在不均匀沉降。总结当前主要有3种方法来处理大底盘高层建筑主楼和裙房基础设计：（1）利用沉降缝将两者完全分开。（2）将主楼和裙房共用同一个刚度极大的基础，不存在沉降。（3）采取不同基础，尽量减小两者之间的沉降差，保证结构是连续的。
过去针对大底盘高层建筑主楼与裙房的存在不均匀沉降的问题的方法一般就是利用沉降缝，即是裙房顶到基础，采取沉降缝完全隔断，避免了不均匀沉降。设置沉降缝虽然在一定程度上解决了不均匀沉降问题，但是关键是解决防水问题，通常采取的措施是设置止水带在沉降缝地下连接部位，止水带的弹性相对于较大的沉降差来说是有限的，久而久之会在成失效的局面。这样看来设置沉降缝的操作可行性并不高，将大底盘搞成建筑主楼和裙房的基础的整体设计才为发展趋势[2]。
2.大底盘高层建筑主楼和裙房的整体基础设计可行性分析
主楼与裙房的整体基础设计，主要是不设置沉降缝于两者之间，更倾向于采取不同基础。实际上，由于主楼与裙房荷载及结构刚度的差异性，必然会导致两者之间存在不均匀沉降，若处理措施不当，必然会结构开裂严重影响建筑安全与使用。因此，采取不同基础形式，减少沉降差，对大底盘高层建筑主楼与裙房的整体基础设计具有重要作用[3]。
基础采取整体性设计，须具备以下几点条件：（1）合理选取基础沉降分析、合理计算沉降差，并结合地区相关沉降数据，选取合理的整体基础设计方案。（2）通过增加主楼、减小裙房沉降量来降低主楼与裙房之间沉降差。比如对于主楼使用轻质材料、采取补偿式基础；对于裙房，提高基础的柔性。（3）若经过准确计算出的沉降差不具备基础整体性设计的条件，则可施工顺序等方法，比如主楼优先施工，设置后浇带，加强两者的沉降观测等方法来实现。
3.大底盘高层建筑主楼和裙房的整体基础设计
3.1 基础整体性分析
选取子结构法来对主楼与裙房的整体性基础进行结构分析，能准确表明整体性基础的结构荷载及刚度凝聚[4]，并分为两个阶段，主要是主楼结构的荷载及刚度汇集到裙房顶面的第一阶段，汇集到整体式基础顶面的第二阶段，再将基础划分为板、梁等，并分析结构。
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3.2 结构及基础设计
主楼与裙房的整体性基础不设计沉降缝，主要包括以下设计措施：（1）建筑平面布置尽量采用简单形式或加强结构整体性方案。（2）主楼尽量采用轻骨料混凝土、现浇混凝土空心板等轻质材料，从而减少主楼荷载。（3）主楼与裙房的基础持力层应当有所区别，分别设立在低压缩性、中压缩性的土层，来降低两者之间的沉降差。（4）主楼与裙房的基础形式有所区别，如主楼采取桩箱基础，扩大基础底面积，减小地基附加应力，在场地地基条件较好、沉降差不大的情况下，主楼与裙房采用桩筏基础和筏基。
3.3 灵活的布桩形式
高层建筑的主楼与裙房的相互影响程度随着两者的平均沉降值的增大而越大，两者基础逐渐“对倾”的概率更大，存在安全隐患[5]。所以，要降低两者之间沉降势在必行。长桩基础一般沉降较小，再合理调整主房与裙房的桩长、桩间距来降低两者之间的沉降差。
3.4 基础沉降计算
采取共同作用方法来计算基础沉降，首先在考虑主楼与裙房之间存在沉降缝的情况，综合考虑两者之间的影响程度来进行计算，预估沉降差；然后再不考虑主楼与裙房之间存在沉降缝进行基础整体性计算，预估整体性基础挠曲及应力。若两者的沉降差位于1.0‰-3.0‰之间，挠曲一般在0.3‰内，可采取整体性基础设计；若两者沉降差较大，可采取不设置沉降缝而设置后浇带的方案来减小沉降差。
4.整体性基础设计需要注意之处
为提高建筑使用功能及立面效果等因素，设置沉降缝不太现实；反而大底盘高层建筑主楼和裙房的基础采取整体性基础设计具有显著优势，若沉降差较大，也同样可采用基础的整体性设计，但需设置后浇带的方式。当然整体性基础设计是建立在严瑾计算的基础之上，而非一味的照搬照抄整体性基础设计，否则会造成工程实际成果差强人意，同时存在较大的安全隐患。在采取整体性基础设计的同时需要注意以下几点：（1）需要对当地区域进行持久观察，并对历年研究结论的进行分析，结合现场数据及试验数据来对层建筑主楼与裙房沉降进行准确预测。（2）从抗震角度考虑，主楼与裙房的结构刚度存在较大差异，是否设置变形缝必须依据建筑平面情况差别对待。（3）设计秉着减少主楼重量、提高裙房基础柔性但不破裂的原则。（4）主楼与裙房之间连接形式并非一成不变的，可依据现场实时状况不断改进，使之在满足整体性的情况下，也符合抗震要求。（5）主楼优先施工，设置后浇带，加强主楼与裙房的沉降观测。（6）主楼与裙房的基础持力层应相差较大，分别设立在低压缩性、中压缩性的土层，来降低两者之间的沉降差。（7）裙房和主楼连接的跨梁线刚度不宜过大，这样可减少两者上部结构的内力。
5.小结
底盘高层建筑主楼和裙房的基础采取整体性基础设计具有显著优势[6]，但由于大底盘高层建筑主楼与裙房高度差距大，形成的荷载差异大，结构形式也不同，目前对其工作机理的认识尚不充分，还需结合已有的实际工程经验，通过大量原体工程的现场实测或室内模型试验来加深理论分析。
参考文献：
[1] 沈国永，严亮，范剑平.浅谈如何处理多高层建筑的主楼与裙房的差异沉降[J].商品混凝土，2013，5（6）：108-109.
[2] 曾宾，马玉宏，黄襄云，等.大底盘多裙房复杂超高层建筑基础隔震设计与研究[J].四川建筑科学研究，2013，39（5）：179-183.
[3] 张学斌.带裙房高层建筑基础设计中的沉降相关问题讨论[J].科技创新导报，2013，21（7）：64-64.
[4] 赵桂峰，马玉宏，曾宾，等.大底盘多裙房基础隔震高层建筑参数关系研究[J].振动与冲击，2015，34（2）：154-160.
[5] 胡广良.大底盘双塔楼超限高层结构设计及抗震分析[J].建筑技术，2013，44（5）：456-460.
[6] 韩宏文，倪亚楠，吴强.高层建筑大底盘地下室结构设计[J].工程建设与设计，2014，4（9）：38-40.
论文作者:蒋胜远
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/25
标签：主楼论文; 基础论文; 底盘论文; 整体性论文; 高层建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 《基层建设》2016年10期论文;