带裙房高层建筑基础设计中的沉降相关问题讨论

张学斌

摘 要：该文介绍了高层建筑基础沉降产生的因素，讨论了带裙房高层建筑基础设计时与沉降相关的一些问题，着重提出了主楼与裙房基础的调平设计方法，给出减少沉降差的技术措施建议。

关键词：高层建筑 裙房 基础设计 沉降差

中图分类号：TU 375 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-00-01

随着建筑功能的日益多样化、复杂化，高层住宅楼、商住楼、写字楼、饭店等主楼经常在相邻侧边设有多层或低层裙房，其主楼地下室与裙房地下室连成一体，用做车库、机电设备用房或人防。有的主楼旁没有裙房，但是有地下车库与主楼地下室连成整体，也可以认为是带裙房高层建筑的特殊形式。

带裙房的高层建筑在主楼和裙楼之间存在着非常显著的荷载差异，容易使基础产生过大的差异沉降，从而对主体结构产生不利影响。在带裙房高层建筑基础设计中，不均匀沉降问题是需要认真解决的重点之一，本文就此方面进行一些讨论。

1 沉降的产生因素

地基沉降量是指地基土在上部荷载作用下达到压缩稳定时地基表面的沉降量。地基沉降大小与地基的底部大小有着直接关系。一般，建筑物的层数越高，自重就会越大，作用在基础底面上的接触压力就越大，地基的竖向变形即沉降量值也就越大。土体压缩主要是由于土中孔隙体积的减小，也就是孔隙中一部分水和空气被挤出， 同时土颗粒重新排列，靠拢挤紧。不同土的压缩性也有很大不同，其主要影响因素包括：环境因素（如应力历史、应力路线、温度等）和土的本身性状（如土粒粒度、成分和结构、有机质、孔

隙水）。

2 沉降差相关的基础设计方法

（1）主楼与裙房之间设沉降缝。高层建筑设计的早期阶段，由于对带裙房高层建筑沉降解决受设计理论、实际经验、观测数据等因素的影响，为稳妥起见，要解决两者间的沉降不均问题，主楼与裙楼之间大多采用设置沉降缝的方法。采用双柱、双墙等措施将结构完全断开，让沉降不同的两个结构单元自由运动，也就是所谓“放”的办法。为了解决高层主楼的侧限问题，要在沉降缝之间填塞密实的粗砂等材料；在主楼与裙楼之间的所有地下部分连接处设置止水带，可以解决防水问题，这些止水带虽然有一些变形的性能，但毕竟是有限的，过大的沉降，将会使防水失效；为了尽量避免沉降较大的主楼对用沉降缝另一侧的裙楼基础产生过大的下拉力，裙楼基础最好要远离主楼，裙楼的上部结构往往要靠悬挑来解决，但这样，又限制了裙楼与主楼的基础。

（2）主楼与裙房采用整体基础。当基础座置于基岩、卵石层等坚硬地基，或采用桩基时，当建筑总沉降较小时，主楼与裙楼的差异不是很大，可以将主楼、裙房的基础做成整体，不设缝。常采用以下几种形式：a.通过桩基整体支撑在基岩或承载力较大的持力层上；b.同置于刚度很大的厚筏板基础上，以抵抗差异沉降引起的内力；c.当裙房仅有一、两跨时，也可将裙房放在悬挑基础上，悬挑基础长度有限。

（3）主楼与裙房基础的沉降差调平设计。采用轻质材料减少主楼自重或采用补偿式基础以减少主楼附加压力，是不均匀的沉降差控制到最小甚至忽略；主楼施工期间要自由沉降，则在主楼与裙房之间应设后浇带，要想使后期的不均匀沉降很小，就要待主楼结构施工完毕后再浇混凝上。而这种方案在实践中通常有以下几种做法。

①筏基与独立柱基的调平设计。当主楼有一定沉降，希望裙房基础产生尽可能大的协同沉降，以利于减少沉降差。这时裙房设置柱下独立基础，独立柱基的承载力按深宽修正后采用，以增大其基底附加压力。当设置防水板时，防水板下设软垫层消除板下应力。这是目前新疆地区采用较多的联合设计方式。 ②筏基与柱下条基的调平设计。主楼有多层地下室，采用补偿式筏基，基底附加压应力小，沉降不大。这时，裙房采用柱下条形基础，以产生相对应的沉降，从而基本消除主、裙房之间的沉降差，两者的基础和上部结构则连成整体。③桩筏基础与独立柱基或筏基的调平设计。当主楼总高很高或地基土条件决定要采取桩箱或桩筏基础时，按沉降差尽可能小的要求，决定裙房采用独立基础、基础梁或筏基。而这些，都应由沉降分析来和地质条件综合确定，处理妥当，可保持楼群的整体性。 如果裙房设有地下室，基底附加压力甚小，甚至为负值，而天然地基的压缩性不大，可采用柱下独立基础，应指出的是，即便基底附加压力为负值，独立柱基的沉降虽然数值很小，但不能不考虑。当天然地基压缩性较大，还可改用筏基。压缩性不是很小时，可采用条形基础。④筏基与筏基的联合设计当地基差异沉降不大、土条件较好，或者功能上有特殊要求时，则主楼与裙房有可能同时采用箱基或筏基。问题的关键在于，在保证防水要求的前提下尽可能提高連接处的柔性，且先施工主楼。

（4）设置后浇带。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）中规定，当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置用于控制沉降差的后浇带。一般来说，后浇带有两个作用：消除施工期间主楼、裙房间的不均匀沉降；释放混凝土硬化过程中的收缩应力，起施工后浇缝的作用。要起到减少沉降差的作用，控制后浇时间至关重要。理论上，后浇封闭时间越晚越好，但是从施工工期的角度考虑，不希望推后的时间过长。可以根据沉降实测值和计算确定的后期沉降差是否满足要求，从而来确定具体的时间间隔。

3 减少沉降差的技术措施

在设计中有必要采取一定的技术措施减少主楼部分的沉降，同时防止裙房部分沉降量过小。

（1）减少主楼部分沉降的主要措施有：a.采用压缩模量较高、中密以上的砂类土或碎石土作为基础持力层，无软弱下卧层；b.适当扩大基础底面积，减小基底压应力；c.当主楼层数较多或地基土压缩模量不高时，采用柱基、人工处理地基等方案。

（2）防止裙房沉降量过小的主要措施有：a.柱下基础尽可能地减小基底面积，优先考虑独立基础和条形基础；b.尽量提高地基承载力设计值，当地勘报告给出的地基承载力有浮动范围时取大值，承载力进行深、宽修正，这样做的最终目的是提高基底压应力，从而加大沉降；c.可以通过差别主楼、裙房地下室层数等方式减小裙房基础埋置深度，控制裙房地基土压缩性高于主楼，同时地基补偿少于主楼。

4 结语

高层建筑主楼和裙楼之间不设置沉降缝的整体设计是一种趋势，在设计中应该通过经严谨的基础选型、沉降差异计算和合理减小沉降差的技术措施，才能既保证结构主体的安全和正常使用，又达到经济合理、便于施工的目的。

参考文献

[1] 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 全国民用建筑工程设计技术措施2009（结构地基与基础）[M].北京：中国计划出版社，2009.

[3] 李国胜，李军军.高层主楼与裙房或地下车库之间的基础设计[J].建筑结构，2005，35（7）.