南京青奥中心双塔全逆作地下室底板筏板设计

董贺勋

(深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司南京分公司，江苏南京 210005)

1 工程概况

南京青奥中心位于南京市建邺区江山大街北侧，金沙江东路南侧，扬子江大道东南侧，燕山路南延段西侧，其中南京青奥中心塔楼由1号塔楼和2号塔楼及裙房构成，1号塔楼:地下3层，地上58层，结构高度239.550 m;2号塔楼:地下3层，地上68层，结构高度297.150 m;两栋塔楼均采用框架—核心筒结构，框架柱为方钢管混凝土框架柱，楼面梁为钢梁，钢筋混凝土核心筒，抗震等级为特一级，见图1。

图1 南京青奥中心双塔效果图

本工程1号，2号塔楼抗震设防类别分别为丙类和乙类，抗震设防烈度7度，设计基本加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，水平地震影响系数最大值为0.101(根据安评报告确定)，场地类别为Ⅲ类，场地属建筑抗震不利地段，场地特征周期为0.45 s，地基基础设计等级为甲级，桩基设计等级为甲级。

本工程采用全逆作施工方案，在桩基施工阶段将塔楼地下室3层外框架方钢管及核心筒下的转换圆钢管插入工程桩内，工程桩混凝土与钢管柱内混凝土一次性同时浇筑，工程桩施工完成后，按照地下1层结构层、±0.000标高结构层的施工顺序依次施工，待完成±0.000标高结构层后，同时施工±0.000以上各楼层和地下2层、地下3层，本工程的3层地下室每层深度均为4.50 m，地下室底板筏板达到设计强度时，主体塔楼高度不超过15层，地下室外墙采用与支护结构相结合的地下连续墙，采用逆作法施工方案之后可有效压缩施工工期，降低工程造价。

2 桩基础设计方案

本工程为超高层建筑，采用桩筏基础，工程桩采用钻孔灌注桩，为了逆作法施工方案的实施，桩径采用了1.2 m和2.0 m两种，塔1筏板厚度为3.3 m，塔2筏板厚度为3.7 m。由于外框架柱尺寸为1.4 mm×1.4 mm方钢管混凝土柱，在每根外框架柱下布置了直径2.0 m工程桩，以利于外框架柱钢管插入工程桩内，其余位置均为1.2 m直径工程桩，桩端持力层为⑤-3层中风化泥岩，桩入岩深度不小于5倍桩径，1.2 m和2.0 m工程桩有效桩分别长约56 m和61 m。工程桩采用了C60超高强混凝土，并采用了后注浆技术，采用自平衡法［5］进行试桩竖向承载力检测，检测结果表明1.2 m和2.0 m桩单桩承载力特征值可达到20 000 kN和40 000 kN，据此结果进行筏板下的群桩布置可以满足塔楼逆作施工阶段和工程施工完成后的承载力要求。

3 核心筒下圆钢管混凝土柱计算长度的控制

塔楼全逆作施工过程中，施工至－2层楼面至筏板底标高段时，钢管混凝土柱的净高较大，塔1和塔2核心筒下圆钢管混凝土柱的最大净高度分别为10.40 m和9.5 m，由于此时底板筏板尚未浇筑，工程桩桩顶无有效约束，柱的计算长度无法准确确定，此时上部核心筒预计已施工至13层楼面标高，楼板预计施工至8层楼面，竖向荷载较大，承担上部荷载的钢管混凝土柱计算长度成为施工安全的关键控制环节，根据上部楼层的恒荷载并考虑施工荷载，通过反复计算，确定圆钢管混凝土柱的计算长度为8.0 m时为能够承担上部荷载的最大计算长度。为了控制圆钢管混凝土柱的计算长度，在钢管混凝土柱两个相互垂直的方向增加交叉支撑，详见图2，增加支撑后有效的控制了钢管混凝土柱的计算长度，由于支撑位于筏板混凝土内，浇筑筏板时不再拆除此部分支撑，直接浇筑在筏板内。

图2 原钢管混凝土柱双向支撑示意图

4 筏板内纵向钢筋与钢管混凝土柱的连接构造设计

由于本工程为超高层建筑，总体荷载较大，筏板内纵向钢筋较多，筏板的底面配置了4层双向间距为150 mm的直径为40 mm的纵向钢筋，顶面配置了2层双向间距为150 mm的直径为40 mm的纵向钢筋，由于外框架柱间距较小，柱距为6.0 m，柱之间净距为4.6 m左右，底板纵向钢筋在与框架柱相交位置的有效连接成为底板设计的关键节点，由于本工程采用逆作法施工，钢管柱插入到桩内，所以底板钢筋的连接涉及筏板的底面和顶面两个不同标高。外框架的方钢管混凝土柱采用了类似于牛腿的连接构造，详见图3，该牛腿的上顶板考虑施工的方便，与钢筋连接竖板采用塞焊缝连接，底板的纵向钢筋在与框架柱相交位置采用了局部并筋，在离开连接节点200 mm左右开始以1/6坡度调整至钢筋正常位置。由于塔楼核心筒下采用圆钢管混凝土柱，核心筒剪力墙纵向钢筋应锚入底板筏板，若与方钢管混凝土柱一样设置类似于牛腿的连接构造，会出现在钢筋连接板处核心筒纵向钢筋无法插入筏板内的情况，所以核心筒圆钢管混凝土柱在筏板顶面处下采用了钢筋混凝土暗梁的形式，筏板钢筋在钢管处锚固于暗梁中，同时与暗梁纵向钢筋成45°角设置了交叉钢筋，核心筒纵向钢筋可顺利锚固于筏板中，见图4。

图3 方钢管混凝土柱与筏板钢筋连接构造图

由于钢管混凝土柱在焊接钢筋连接板时，钢管已经承受上部楼层的荷载，钢管处于有应力状态，焊接钢筋连接板时应采取合理的工序消除焊接残余应力，并有效控制焊接面的温度，防止由于焊接导致钢管内混凝土发生损伤。

图4 圆钢管混凝土柱与筏板钢筋连接构造图

5 结语

1)对于采用逆作法施工的超高层建筑，应采取可靠措施有效控制核心筒下转换圆钢管混凝土柱的计算长度;2)采用逆作法施工的地下室底板筏板中的纵向钢筋，针对不同位置应采用不同的连接方式;3)作为逆作阶段转换构件的钢管混凝土柱在焊接连接件时应控制焊接温度。

［1］南京青奥中心双塔楼及裙房工程岩土工程勘察报告［R］.南京:南京东大岩土工程技术有限公司，2012.

［2］王允恭.逆作法设计施工与实例［M］.北京:中国建筑工业出版社，2011.

［3］GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［4］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［5］DB 32/T 291-1999，桩承载力自平衡测试技术规程［S］.