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濟(jì)南匯苑家園結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高瑞云 高繼兆
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濟(jì)南匯苑家園結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Structure design of Huiyuan homestead of Jinan city
高瑞云 高繼兆 齊煜
Gao Duanyun Gao Jizhao Qi Yu
摘 要：本文通過(guò)對(duì)高層住宅小區(qū)，從方案選擇，結(jié)構(gòu)布置及施工程序等問(wèn)題的論述，探討大面積砼梁板不設(shè)永久性伸縮縫是可行的，并且通過(guò)設(shè)計(jì)和施工措施，較好的解決主樓與裙房的不均勻沉降問(wèn)題。同時(shí)對(duì)人工挖孔樁的降水時(shí)機(jī)提出了自己的看法。
關(guān)鍵詞 ：人孔挖孔樁；沉降；裂縫控制；膨脹帶；后澆帶；防裂纖維
Abstract: Through gathering together the housing district on the senior level of garden home of Jinan, the argumentation in such questions as the layout of the structure and operational procedure ,etc., prove it is feasible that the concrete roof beam board of the large area does not have the permanent expansion joint , and through the design and construction measure , can solve the problems of subsiding evenly of the main building and skirt room , put forward one抯 own view on the artificial precipitation opportunity of digging the hole one at the same time.
Key words: manhole, subside, the crack controlling, expand zone, after water zone, defend and split fibres
中圖分類(lèi)號(hào)：TU245.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1008-0422（2005）04-0027-02
1 工程概況
1) 某公司投資興建的高層高檔住宅小區(qū)。小區(qū)位于某市區(qū)內(nèi)。
由兩組共10棟建筑和一大型地下停車(chē)場(chǎng)組成，兩組建筑各呈弧型，將中部圍成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的庭院。地下一層連通各主樓，層高3.60m，車(chē)庫(kù)地面標(biāo)高-5.00m，面積1.5萬(wàn)m2，地上建筑14~17層，高度從36至58米不等，面積8萬(wàn)m2，小區(qū)建筑面積共計(jì)9.5萬(wàn)m2左右，總平面示意見(jiàn)圖1；剖面見(jiàn)附圖2。
2) 工程地質(zhì)條件
本區(qū)工程地質(zhì)自上而下依次為：
①雜填土，稍濕，松散，厚度0.6~4.0m。
②黃土狀粉質(zhì)粘土，可塑、局部硬塑，含氧化鐵，姜石，層厚0~2.5m。
③碎石，松散，稍濕，為局部夾層。
④粉質(zhì)粘土，濕，可塑，局部硬塑，層厚1.5~3m。
⑤碎石，稍密，中密，為局部夾層。
⑥粉質(zhì)粘土，可塑—硬塑，層厚0~2.0m。
⑦粘土，硬塑—堅(jiān)硬，局部可塑，層厚4~6m。
⑧碎石，中密—密實(shí)，層厚5~13m。
⑨強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，0.5~7m。
⑩中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，未揭穿。
各層土的物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。
2 結(jié)構(gòu)方案
2.1基礎(chǔ)方案選擇
主樓基礎(chǔ)可供選擇的方案主要有：機(jī)械成孔小直徑（直徑≤Ф600）灌注樁方案；機(jī)械成孔大直徑灌注樁方案（直徑Ф900~Ф1200）單柱單樁；人工成孔大直徑擴(kuò)底樁方案（直徑自Ф800至Ф2000不等），樁端持力層可選用碎石層和中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖兩種土層。通過(guò)對(duì)以上幾種方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境、工期等指標(biāo)多方面進(jìn)行比較，最后確定采用人工挖孔大直徑擴(kuò)底樁方案，選擇第⑦層碎石層作為樁端持力層，理由如下：
a、施工難度較小，噪音污染小，因該處場(chǎng)地碎石層以上主要為厚度不等的粉土和粘性土，局部夾碎石分布范圍不廣泛，因此人工挖土難度��；樁的長(zhǎng)度為12~15m，與將樁端置于中風(fēng)化閃長(zhǎng)巖上相比較，前者僅為后者的一半，且不需穿過(guò)較難施工的碎石層，僅將樁端進(jìn)入碎石層一定深度。另外由于地下水位較深，只在樁底部2~3m范圍內(nèi)出現(xiàn)地下水，采用人工降水施工完全可行，該區(qū)周?chē)鸀榫用裥^(qū)，機(jī)械成孔噪音過(guò)大，而采用人工成孔樁施工噪音小，避免引起不必要的糾紛。
b、比較經(jīng)濟(jì)，因碎石層處樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值較大，且人工挖孔樁可做擴(kuò)大頭，能充分發(fā)揮地基和樁身砼兩方面優(yōu)勢(shì)，施工難度較小，經(jīng)綜合比較該方案更為經(jīng)濟(jì)。
c、挖孔灌注樁不需大型機(jī)械，容易實(shí)現(xiàn)。
d、碎石層沉降完成較快，且沉降值較小，采用預(yù)留后澆帶的方案容易解決沉降不均勻的問(wèn)題。
現(xiàn)主樓施工已完成，觀(guān)測(cè)主樓沉降總量大約在4~8mm，與計(jì)算沉降值接近，且沉降已基本穩(wěn)定，為盡快完成后澆，保證施工工期起到了關(guān)鍵性的作用。
③車(chē)庫(kù)基礎(chǔ)
車(chē)庫(kù)部分采用鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)，因其荷載較小，地基承載力較高且無(wú)明顯軟弱下臥層，故其沉降量不大（計(jì)算沉降量為4mm左右略），有利于盡早完成車(chē)庫(kù)頂板與主樓部分的后澆連接。
2、上部結(jié)構(gòu)
①主樓
主樓可供選擇的方案主要有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)，綜合考慮該工程層數(shù)、層高以及地震烈度和建筑方案的要求，本工程選擇異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)。理由如下：a、比較經(jīng)濟(jì)，與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相比較，異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)能節(jié)約鋼材和砼各10%左右。b、柱子與墻同厚，容易形成相對(duì)優(yōu)美的建筑空間。c、比較適合一柱一樁的基礎(chǔ)型式。
②車(chē)庫(kù)
采用無(wú)梁樓蓋體系，由于場(chǎng)地和主樓布置不規(guī)則，車(chē)庫(kù)柱網(wǎng)很難形成正交體系，若采用普通梁板結(jié)構(gòu)，多梁斜交于一柱，必然增加施工難度，影響施工工期而采用無(wú)梁樓蓋，配筋在兩個(gè)方向上均勻布置，雖然會(huì)造成一定的材料浪費(fèi)，但能方便施工，縮短工期，并且能增加車(chē)庫(kù)凈高度。
3、關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的處理
3.1 砼抗裂措施，該工程平面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范規(guī)定的設(shè)縫長(zhǎng)度，因此采取以下抗裂措施：
首先車(chē)庫(kù)頂板和主樓一層地面板是抗裂的關(guān)鍵部位，防裂設(shè)計(jì)采取了以下措施：
①用降低梁板砼標(biāo)號(hào)水泥用量來(lái)降低砼的絕對(duì)溫升值，可以使砼澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。
②優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積砼。
③采用5~40mm顆粒級(jí)配的石子，控制含泥量小于1.5%。
④采用中粗砂，控制含泥量小于1.5%。
⑤設(shè)后澆膨脹帶。后澆帶位于主樓與車(chē)庫(kù)相交處車(chē)庫(kù)一側(cè)，帶寬2m（個(gè)別尺寸較小的部位尺寸略有不同），后澆帶施工在冬季完成，此時(shí)砼收縮較大，當(dāng)溫度升高時(shí)，砼會(huì)因膨脹產(chǎn)生壓應(yīng)力，避免了開(kāi)裂，同時(shí)，此后澆帶也是主樓與車(chē)庫(kù)之間所設(shè)的臨時(shí)沉降縫，解決施工過(guò)程中兩部分結(jié)構(gòu)因各種差異而引起的不均勻沉降。砼內(nèi)摻加10%的膨脹劑，并設(shè)縱橫膨脹帶，間距20m左右，帶寬1m，膨脹帶砼內(nèi)摻加12%的膨脹劑。
⑥摻加聚丙稀纖維。每立方米砼摻量為0.9kg%。
⑦砼施工過(guò)程中和施工完畢后加強(qiáng)灑水養(yǎng)護(hù)并及時(shí)覆蓋，車(chē)庫(kù)四周及時(shí)回填，以減小環(huán)境溫度的影響。
對(duì)于主樓，每?jī)勺O(shè)縫，車(chē)庫(kù)頂板標(biāo)高（-1.400m）以上，長(zhǎng)度方向也超過(guò)規(guī)范規(guī)定，為了確保梁板墻不開(kāi)裂，在砼中摻加了膨脹劑，并在主樓屋頂上表面增設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)并加厚保溫層。
實(shí)踐證明，采取了以上措施后，整個(gè)工程從主樓到車(chē)庫(kù)，均未產(chǎn)生明顯的裂縫，產(chǎn)生的部分微裂縫大多集中在容易被業(yè)主接受的車(chē)庫(kù)外墻上，而主樓梁板的防裂措施效果良好。
3.2 人工挖孔灌注樁施工過(guò)程的問(wèn)題處理
① 設(shè)計(jì)采用先降水后開(kāi)挖的方案，本工程位于原機(jī)床二廠(chǎng)廠(chǎng)址上，地下水頂標(biāo)高與樁底之間距離兩米左右，同時(shí)含水層為承載力較高且較為穩(wěn)定的碎石層，故降水對(duì)周?chē)ㄖ锊粫?huì)造成影響。施工單位為了搶工期而臨時(shí)試驗(yàn)了邊開(kāi)挖邊降水（一井一泵）的方案，實(shí)踐證明此方案在施工過(guò)程中容易引起塌方，工人施工存在水下作業(yè)環(huán)境較差等問(wèn)題，影響施工速度，后改回先降水后開(kāi)挖方案，降低了施工難度，加快了施工進(jìn)度。
②因部分粘性土的滯水作用，使個(gè)別樁位水位下降不明顯且因局部碎石層構(gòu)造較松散，樁在施工擴(kuò)大頭時(shí)連續(xù)出現(xiàn)塌方，經(jīng)設(shè)計(jì)與施工、監(jiān)理部門(mén)技術(shù)人員協(xié)商決定，將個(gè)別樁體改為直樁，即樁身與樁底直徑均采用原擴(kuò)大頭的尺寸，雖然造成一定的材料浪費(fèi)，卻大大降低了施工難度。
結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和施工能夠解決大面積現(xiàn)澆鋼筋砼梁板裂縫問(wèn)題和主樓與裙房不均勻沉降問(wèn)題，一般地說(shuō)，人孔挖孔樁基礎(chǔ)以先降水后施工方案更為合理。采用一樁一泵（潛水泵）的降水方案，對(duì)施工影響太大。優(yōu)質(zhì)的膨脹劑和防裂聚丙稀纖維在抗裂中的作用較明顯。
主要參考文獻(xiàn)
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[2] 王鐵夢(mèng).建筑物裂縫控制.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1997
[3] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50010-2002
[4] 高層建筑砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.JGJ3-2002
[5] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.JGJ94-94
[6] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50011-2001
作者單位：山東省輕工業(yè)設(shè)計(jì)院
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