大底盘多塔结构地下室设计要点

大底盘多塔结构地下室设计要点

大底盘多塔楼高层建筑、地下商场、地下车库建筑以及大跨空间、多层地下结构的出现，在目前住宅小区建设以及大型公建项目中都占有非常重要的地位，其面积可达总竣工建筑面积的10%。大底盘高层建筑于上部结构塔楼相对大底盘地下结构刚度大，荷载不均匀，基底反力不均匀，基础底板的均匀变形，设计不当会引起基础开裂。除此，之外，大底盘高层建筑地下室结构还有一些关键设计需要重点关注。

一、大底盘高层建筑地下室结构类型及设计要点说明

根据地下室层数及地下室与主楼连接方式通常可分为5种结构类型，我们以地下车库结构为例说明，即与主楼断开单层地下车库、与主楼断开双层地下车库、与主楼相连单层地下车库、与主楼相连双层地下车库、地上一层、地下一层大平台式车库五种。与主楼断开单层车库

一种是车库与主楼完全脱开，仅以通道相连。另一种是车库和主楼各为单体，结构计算相对简单。设计时应注意车库埋深大于主楼基础埋深时，应尽量使主楼外墙与车库外墙净距增加。如无条件时，车库与主楼间应设有效支护，并交代先施工车库后施工主楼，车库基坑开挖时不应使主楼基底土受到扰动。【7度设防】车库一般为丙类建筑，抗震等级为四级[1]。7度Ⅰ、Ⅱ类场地丙类建筑不需进行地震作用计

算。中柱最小总配筋率应增加%。与主楼断开双层车库一种是车库与主楼完全脱开，仅以通道相连。另一种车库和主楼各位单体，结构计算相对简单。车库自重远不足以抗浮，车库底板配筋基本水浮力控制。设计时应注意在设计前摸清主楼边界与车库边界关系。确定主楼基础埋深时，应考虑主楼与车库边界距离，保证施工的可行性。注明基础施工顺序：先车库后主楼。与主楼相连单层车库车库与多栋主楼相连形成大底盘。设计时应注意嵌固部位设在主楼地下室顶板时，应注意主楼顶板与车库顶板高差不能太大。嵌固部位设在基底时，上部结构应按多塔模型复核构件配筋。车库柱配筋应考虑剪力调整。主楼顶板与车库顶板间应设加腋，便于传递地震力。主楼相关范围内抗震等级应同主楼抗震等级。与主楼相连双层车库

双层车库与多栋主楼相连形成大底盘。地上一层、地下一层大平台式车库

主要特点：车库分地下一层，地上一层。地上车库周边一般设置沿街商铺。小区景观设在地上车库顶板上。主楼范围在地下、地上一层、大平台均有入口大堂。主楼范围在大平台处底部架空。设计时为避免地面二层以上形成多塔结构，大平台层应合理分缝，避开景观水池、避开小区变用户变、防止塔楼偏置。主楼剪力墙布置应充分考虑架空层及大堂的效果。±处楼板无覆土且不设缝形成超长结构，应采取

防裂措施。二、

1、嵌固部位的位置与地下室抗震等级的关联主楼±结构板作为嵌固部位时，主楼地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第条及其条文说明[2]。此处“相关范围”一般指：主楼周边1~2跨的地下室范围。主楼基础底板作为嵌固部位时，车库除满足自身要求的抗震等级外，相关范围的抗震等级不应小于主楼的抗震等级。具体条文参见《高层建筑混凝土结构技术规程》第条及其条文说明以及《建筑抗震设计规范》第条及其条文说明。此处“相关范围”一般指：主楼周边外延3跨且不小于20m。

2、地下室基础底板模板设计要点

柱墩尺寸根据柱网尺寸合理取值，一般为~;如米柱网，柱墩尺寸一般取米。主楼厚筏板与地下室薄板交界处构造要加强。沉降后浇带构造特殊处理。车库结构构件混凝土标号应重点说明。与主楼相连的地下室基础等级及桩基等级。《建筑基底基础设计规范》及《建筑桩基技术规范》中“层数相差超过10层的高底层连成一体建筑物”为甲级。审图中心一般认为与主楼相连的地下室基础等级及桩基等级均为甲

级。设计时应注意地下室如设抗拔桩，必须有设计试桩；必须进行地下室沉降计算；3、地下室结构专业经济性控制要点

主楼布桩尽量墙下布桩，当桩不能完全墙下布时，在满足桩间距要求的前提下，尽量靠近墙下布置，减小传力途径。主楼底板满足一定刚度要求的前提下，板厚尽量减薄，通常配筋率按%控制，局部不足处设加筋。同时严格控制筏板挑边宽度，最大限度减少筏板面积。

单建地库筏板采用筏板+下柱墩形式，传力直接均匀，经济性好，方便施工。底板的配筋率按最小%控制，柱墩配筋率控制在%～%。柱墩的尺寸按照筏板有限元计算情况，控制在35%柱网尺寸以内。底板水反力计算时采用抗浮水位进行承载力计算，按常年水位验算裂缝。基础尽量减少外挑，以减少土方开挖量。框架柱及地下室外墙要合理控制框架柱轴压比，保证计算结果均为构造要求，降低含钢量；与地下室外墙相连的框架柱箍筋不必全高加密；与主楼相邻一跨的框架柱箍筋不必全高加密；根据地下室层高及水位，合理确定地下室混凝土外墙厚度；按抗浮水位进行承载力计算，按常水位进行裂缝验算；地下室外墙计算模式为与底板相连一端按固定支座，与顶板相连一端介于铰接与固端之间，计算时可根据情况附加有利弯矩，降低外墙底部及跨中弯矩[3]；外墙配筋设计时，通长筋选取小直径钢筋，根部

不足处另设加筋；外墙水平分布筋满足%的配筋率即可。

地下室顶板按防水规范要求最薄250mm控制，充分发挥其承载力；配筋均采用通长筋+附加筋，部分通长筋考虑抵抗混凝土收缩变形；局部跨度较大或荷载较大处板块再根据实际情况适当加厚；计算板的裂缝时，考虑板支座处梁宽的刚域作用。三、大地盘地下室的抗浮问题实例分析工程实例概况：地下室为大底盘，其上有多栋高层建筑。高层塔楼之间是单层地下室覆土，单层地下室部分存在抗浮问题。地下室埋深约5米，地下水位高度至板底米，结构自重加覆土可平衡米的水浮力，合肥地区设计抗拔桩为φ500预应力管桩20米长，抗拔承载力特征值为400KN。

地下室后浇带封闭后三个月发现地下室部分柱顶部、底部出现有规律的环形水平裂缝，沉降观测显示单层地下室中间部分上抬约12-15cm，出现裂缝的柱与高层塔楼平行，与塔楼相邻的柱没有裂缝。技术论证后认为，地下室局部上浮10cm多，抗拔桩失效。可采取增加自重的方法抗浮。补抗拔桩或抗拔锚杆。当增加自重或补抗拔桩有困难时可设永久性降水坑，内置自动泵，水量达到预定标高，自动抽排。排水管埋在50mm地面找平层内，接至室外排水沟。该工程地下室范围为渗透性很差的土层，每天抽水量很小，预计费用不大，这是可接受的方案。

该工程实例给我们的启示是在不渗透土层设计地下室

不考虑抗浮，应该慎之又慎。管桩作为抗拔桩主要问题在于连接，尽可能采用单节桩，桩顶与承台锚固要可靠，用作抗拔桩的预制管桩在沉桩不困难的情况下建议不设桩尖。总结：

上部结构塔楼相对大底盘地下室结构刚度大，荷载不均匀，基底反力不均匀，基础底板的不均匀变形。设计不当会引起基础开裂。目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是

设置沉降缝，二是设置施工“后浇带”，待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。地下室抗浮设计，一般考虑建筑自重、地下室顶板覆土与抗拔桩共同工作。这就必须要求地下室覆土完成后，才能停止基坑降水。长期的大面积降水，费用很高。在这种情况下，不考虑覆土、适当增加抗拔桩，可能更经济、更合理。