中润世纪城结构设计_04内刊_电子内刊_山东省轻工业设计院有限公司

中润世纪城结构设计

日期：2021-03-05　

　　山东省轻工业设计院高瑞云高继兆

　　[提要]本文通过介绍“中润世纪城”工程的结构设计，着重阐述了岩石地基上交梁基础的防裂措施、高楼与裙房不设永久性变形缝的处理方法以及大体积砼的抗裂措施等，供设计参考。

　　[关键词]基础设计裂缝控制膨胀带后浇带短肢剪力墙

　　一、工程概况

　　中润世纪城小区是山东中润置业有限公司投资兴建的高档住宅小区，小区位于燕山立交以东，东关大道以北，浆水泉路以西，交通便利，环境优美，是人们理想的居住场所。

　　该小区由10栋高层建筑及多层商场、会所、办公等组成。场区尺寸为：东西长245m，南北长196m，场地南高北低，高差4m，总用地面积38466.7m2。地下室连通各主楼，地下室层高分别为4.50米、3.60米，地下建筑面积为34516m2；地上建筑10~18层，高度从39.95米~64.286米不等，地上建筑面积85799.2m2，容积率2.23，剖面图如下。

　　二、基础设计

　　1、工程地质条件

　　本区工程地质自上而下依次为：

　　①填土：主要为杂填土；素填土；褐黄~黄褐色，可塑，松散~稍密，以粘性土为主，层厚0.2m。

　　②黄土：褐黄~黄褐色，硬塑，湿，层厚0.2~2.5米，地基承载力设计值，fk=150kpa。

　　③碎石土：母岩为灰岩，次棱角~棱角状，粒径2~5m，含量60~90%，中密，混棕黄色~微棕红色粘土，局部为灰石，层厚0.2~2米，地基承载力设计值fk=350kpa。

　　④强风化泥质灰岩：灰黄色，泥晶结构，块状构造，局部强烈风化呈土状，会少量母岩硬块，层厚为1.10~2米，地基承载力设计值fk=300kpa。

　　⑤石灰岩：岩石坚硬，致密，细晶结构，中厚层构造，岩芯呈柱状，最大揭露厚度12米，最大揭露深度15.2米，地基承载力设计值fk=1500kpa。

　　2、基础设计

　　该小区面积较大，整个地下工程设计采用大面积不设永久性变形缝方案，根据以上地质情况，以第五层石灰岩作为地基持力层，该土层承载力高，较稳定，沉降量小，节约了工程投资，车库部分采用钢筋砼独立基础。

　　主楼基础采用钢筋砼交梁基础，由于主楼基础长度较大，尽管正常工作状态下基础埋入土中，受环境温度的影响较小，且不敏感，不易产生干裂，但在施工期间和施工完毕后一段时间，构件暴露于空气中，其变形受环境影响较大；另一方面岩石地基与砼基础间形成较强的粘连和啮合作用，限制了构件的“自由”伸缩，使构件中产生较大的拉应力而开裂，特别是在砼初期凝固阶段，其变形要求较高而其强度相对较低，这种限制作用将直接导致开裂。为了很好地解决这个问题，采取如下措施：

　　①主楼条型基础不设永久变形缝（沉降缝、温度伸缩缝）及竖向施工缝，每隔15米左右设后浇UEA加强带，后浇带宽1200，两周后浇带内砼，且在砼中掺加膨胀剂，以此来控制施工期间的较大温差及以及缩应力。

　　②增设滑动层，基础砼垫层直接做在岩石顶面，垫层施工完毕后，在其顶部设置滑动层，滑动层构造采用一毡二油，铺完油毡后再施工基础砼，利用油毡的滑动减少砼收缩应力。

　　③在岩石高低错落处设置施工缝。

　　④避免结构突变，产生应力集中，在交梁转角处做成斜角，并沿斜角设构造钢筋，孔洞周边设构造加强筋满足抗裂要求。

　　三、上部结构设计

　　1、地下室、车库的设计

　　由于场地和主楼布置较规则，柱网布置规则且均匀，结构型式采用框架结构，楼板采用宽扁框架梁加井字次梁结构，以降低结构高度从而有效地增加建筑净高。

　　2、主楼设计

　　主楼采用短肢剪力墙结构，剪力墙根据交通核心筒及隔墙的分布并按照“均匀、分散、对称、周边”的原则布置，以使结构有较好的抗侧移能力和抗扭转能力，剪力墙和框架梁交接处设约束端柱或框架柱，剪力墙楼层标高处框架照常通过，以形成明确的约束边框，提高剪力墙的抗震变形能力。

　　3、裂缝控制措施

　　该工程的平面尺寸超长，设计采取以下抗裂措施：

　　首先，地下室顶板与主楼一层地面板是抗裂的关键部位，防裂设计采取了以下措施：

　　①用降低水泥用量来降低砼的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用。

　　②优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积砼。

　　③采用5~40mm颗粒级配的石子，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设后浇膨胀带。后浇带位于主楼与车库相交处主楼四周外侧，带宽2米（个别尺寸较小的部位尺寸略有不同），设此后浇带解决砼收缩变形问题，砼内掺加10%的膨胀剂，并设纵横膨胀带，间距20米左右，带宽1米，膨胀带砼内掺加12%的膨胀剂。

　　⑥掺加聚丙稀纤维。每立方米砼掺量为0.9kg。

　　⑦砼施工过程中和施工完毕后加强洒水养护并及时覆盖，地下室四周及时回填，以减小环境温度的影响。对于主楼，55m左右设一道伸缩缝，当主楼长度超长小于10米时，为了确保结构不开裂，在砼中掺加膨胀剂，并在主楼屋顶上表面增设抗裂钢筋网并加厚保温层。

　　实践证明，采取上述措施后，整个工程从主楼到地下室，均未产生过大裂缝，防裂效果良好。

　　四、结语

　　实践证明，较好的选择建筑材料和骨料的优化级配，选用优质的膨胀剂和防裂聚丙稀纤维，合理的结构设计及构造措施，能够解决大体积现浇钢筋砼梁板裂缝问题，很好地保证了工程质量。

　　主要参考资料：

　　1、王铁梦《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社1997

　　2、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

　　3、《砼结构设计规范》GB50010-2002

　　4、《钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程》JGJ3-91