深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司 518054
摘要：为了解决日益严重的城市交通拥堵状况，地铁以其准时、快捷等优点成为许多大城市建设的热点。地铁线路在城区内经常会穿过既有或待建建（构）筑物，而建（构）筑物的基础不可避免地会侵入到地铁区间或车站轮廓线内。当地铁线路不具备改线或建（构）筑物不具备改址的条件时，就必须对影响范围内的基础进行转换处理。融湖时代花园项目就属于这种情况，本文就其基础转换设计进行简单的介绍。
关键词：融湖地下室；基础；转换设计
1、工程概况
融湖时代花园项目位于深圳市龙岗区平湖街道龟地禾虾岭，平龙路南侧，平新北路东侧，辅歧路西侧，总建筑面积约为125829平方米。地上5栋31层住宅塔楼，各栋均附带两层裙房，塔楼结构屋面高度约为100米；地下设两层地下室，负二层局部为常6级核6级的人防地下室。5栋塔楼均为剪力墙结构，地下室及裙房部分为框架结构。根据深圳市地铁建设规划，本项目建成后，平湖西~平湖枢纽区间的两条地铁隧道将从地下室底板面下约3.2~3.7米处穿过。
2、原基础设计方案
设计初期，业主并未获悉本项目建成后将有地铁线路从地下室下方穿过，因此设计院根据已有条件，结合地勘报告，采取了以下基础设计方案：1、2栋塔楼采用筏板基础，筏板厚度1700mm，以强风化岩为持力层；3栋A、B、C单元采用钻（冲）孔灌注桩基础，以微风化岩为持力层；其它采用柱下独立基础或墙下条基，以全风化岩为持力层。地下室底板采用独立基础加防水板的做法，考虑到塔楼范围以外的地下室通过结构自重及顶板覆土重量不足以抵抗水浮力，基础设计时采取底板下布置抗拔锚杆的抗浮措施，锚杆为岩层锚杆，抗拔承载力特征值为340kN。
3、基础转换设计
设计后期，业主提出根据深圳市地铁建设规划，本项目建成后平湖西~平湖枢纽区间的两条地铁隧道将从地下室底板下穿过。地铁设计单位提供的资料显示，2栋塔楼右单元约有一半的竖向构件及部分地下室框架柱落在地铁隧道范围，且待建地铁隧道顶距地下室底板面的距离仅约3.2~3.7m，因此原先2栋塔楼的筏板基础方案及隧道轮廓范围内地下室框架柱的独立基础方案已不再适用。于是将2栋的基础方案由筏板基础调整为钻（冲）孔灌注桩基础，并通过设置转换梁，将地铁隧道轮廓范围内竖向构件传来的上部结构荷载转移至沿地铁隧道两侧布置的转换桩上。
3.1转换桩及转换梁布置
转换桩的布置应避开地铁隧道，同时预留与隧道结构外边缘的安全净距离，以保证地铁盾构机安全掘进的工作空间，避免隧道施工对桩基或转换梁产生损害。因此，根据地铁设计单位要求，转换桩的布置需使桩与区间隧道外轮廓水平净距不小于1500mm，转换梁底与盾构机管片顶部净距大于1200mm；转换桩按端承桩进行设计，以避免隧道施工对桩基摩阻力产生不利影响；桩端入岩深度在满足桩基规范要求的同时，桩端超过盾构管片底部的距离不小于1500mm。根据以上要求，并结合转换区竖向构件的布置情况，最终确定了转换区桩基及转换梁的布置方案，如图1所示。
3.2转换结构体系的构件设计
由转换桩与转换梁构成的基础转换体系在进行结构计算及构件设计时，与常规的转换结构类似，且作为上部结构的基础，应适当提高其承载力的安全储备。本工程的设计使用年限为50年，混凝土结构的安全等级为二级，但考虑到转换结构体系与未来地铁隧道的安全息息相关，因此设计时将转换结构体系的设计使用年限提高到100年，混凝土结构的安全等级调整为一级。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》的相关规定，进行承载能力极限状态设计时，转换构件的结构重要性系数取1.1，以保证转换构件具备足够的承载力和安全储备。
转换区的地下室抗浮水头较高（约为9.5~10m），转换区底板跨度较大，因此，此区域底板厚度取为700mm厚，转换梁及底板配筋设计时采取考虑向上水浮力工况的包络设计2栋右单元塔楼剪力墙的主转换梁跨度约为11.4m，地下室框架柱的主转换梁跨度约为13.5m，转换梁跨度较大，因此在进行抗震计算时，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.13.1的简化方法考虑了竖向地震作用。
图1转换区桩基及转换梁布置
3.3地基变形控制
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2011）的相关规定，多高层建筑的地基变形由倾斜值控制，必要时尚应控制平均沉降量。2栋塔楼右单元存在部分桩基被转换、其余部分未被转换的情况，应避免转换区与非转换区的结构产生过大的相对沉降变形或倾斜。根据现行有关规范，结合本工程实际情况，2栋塔楼右单元的沉降变形控制要求如下：平均沉降量最大允许值200mm；整体倾斜最大允许值0.0025（注：倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值）。
由于转换桩及其余塔楼桩基均为嵌岩桩，桩端持力层为微风化岩，在不考虑桩身自身的压缩变形的前提下，可认为桩基几乎没有沉降，因此转换部分与非转换部分的沉降差就取决于转换梁的竖向挠度的大小。计算结果表明，各转换梁的最大弹性挠度均在3mm之内，满足《建筑地基基础设计规范》对地基变形的要求。
3.4转换区抗浮问题
转换区的地下室抗浮水头较高（约为9.5~10m），塔楼范围以外的地下室通过结构自重及顶板覆土不足以抵抗水浮力，而隧道顶至底板底距离仅约3m左右，已不大可能通过在底板下布置抗拔锚杆来解决该区域的抗浮问题。因此将塔楼相关范围以外的桩基设计为抗拔桩，以满足该区域的抗浮要求，同时该区域转换梁及底板的配筋设计考虑向上的水浮力工况。
结束语
综上所述，本项目基础转换方案较好地解决了地铁隧道地下穿行与基础碰撞冲突的问题，避免了后期隧道施工对上部结构造成不利影响，同时提供了足够的安全储备以保证上部结构的安全。本项目已通过施工图外部审查，目前正在施工。
论文作者:张民锐,杨文参
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：地下室论文; 塔楼论文; 基础论文; 隧道论文; 地铁论文; 底板论文; 桩基论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;