祥荣-锦绣一方华景苑办公楼地下结构设计开题报告
2020-04-14 17:25:47
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
文 献 综 述
一、 前言
地下空间开发数量快速增长，体系不断完善，在我国一些经济实力较强的城市已初具规模，地下空间利用对于解决城市发展中出现的建设用地紧张、交通拥堵、生态环境恶化等”城市综合症”，对提升城市整体发展质量具有重大意义。伴随着城市中心区的开发、旧城改造以及地铁、隧道、共同沟、地下停车场等大型基础设施的建设，地下空间开发进入一个加速期，地下空间开发建设为城市建设的重要领域，正在得到各级政府自上而下的普遍重视。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、工程概况
四川省祥荣房地产开发有限公司拟在大邑县拟建”祥荣#183;锦绣一方华景苑”工程，该工程设计由上海同建强华建筑设计有限公司担任。我院受业主委托对该工程进行岩土工程详细勘察阶段的勘察工作。
该工程拟建物性质为：1~10栋，24F，剪力墙结构，筏板基础；商业部分，2～3F，框架结构，柱下独立基础；纯地下室，1F，框架结构，柱下独立基础，预计埋深-6.0m。
二、场地的地形、地貌特征和岩土层分布
1、区域地质概况
根据区域地质资料，拟建场地位于成都平原西南缘，周边无断裂带通过，2008年发生8.0级汶川大地震，该区域的房屋未出现倒塌现象。因此该区属稳相对定区。
2、地层结构及分布
本次详细勘察钻孔揭露深度范围内，地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统上段冲洪积层（Q4-2al pl）及第四系全新统下段冲积层（Q4-1al）。各地层特征分述如下:
A.第四系全新统人工填土层(Q4ml)
（1）杂填土：杂色。主要由砖瓦块、回填卵石土混少量粘性土等组成。结构紊乱。松散。湿。
（2）素填土: 灰黄色。主要由粘性土组成，混少量砖瓦块碎片等。可塑为主，局部硬塑，稍密。湿。
人工填土全场地分布，层厚1.0～3.5m。
B. 第四系全新统上段冲洪积层（Q4-2al pl）
（1）粉质粘土：褐黄色。含铁锰质氧化物及云母细片。可塑。局部硬塑，分布较连续，厚度为0.5~4.5m。
（2）粉土：黄灰色。含铁锰质氧化物及云母细片。稍密。湿。分布不连续， 最大厚度为1.0m。
（3）含粉质粘土卵石：属粗粒混合土,黄灰色。卵石成分系岩浆岩、变质岩及沉积岩类岩石组成。多呈圆形～亚圆形。一般粒径2～7cm。部分粒径大于9cm。卵石含量约55～65%实测值为59.6%；砾石含量约5～15%，实测值为11.28%；粘粒、粉粒含量约25～35%，实测值为28.9%。卵石以强风化为主。湿。N120平均击数为2.65击/dm。
C.第四系全新统下段冲积层（Q4-1al）
（1）细砂：灰色。由石英、长石、云母细片及暗色矿物等颗粒组成，偶夹卵砾石。松散，湿。分布不连续，呈透镜体状分布于卵石层层顶板。仅分布在81、141钻孔附近，厚度为0.5～0.6m。
（2）卵石：黄灰色。以岩浆岩、沉积岩为主，变质岩次之。多呈亚圆形，以弱风化为主。卵石一般粒径3～9cm，最大粒径大于15cm。局部含漂石。充填物以中砂和砾石为主，混少量粘性土。含量15～45%左右。湿～饱和。根据其密实程度、N120动探击数及充填物含量等的差异,按照《成都地区建筑地基基础设计规范》可将其分为松散卵石、稍密卵石、中密卵石三个亚层。
① 松散卵石：充填物含量约45%，钻进容易，N120平均击数为3.22击/dm。
② 稍密卵石：充填物含量约35%。钻进较容易，N120平均击数为5.14击/dm。
③ 中密卵石：充填物含量约25%。钻进较困难，N120平均击数为7.47击/dm。
卵石层顶板埋深为1.7～9.0m。
各土层承载力特征值取值如表 1：
表 1. 承载力特征值表
|
序号 |
承载力特征值fak(kPa) | |||||
|
按CK、φK值计算值 |
通过标准贯入试验确定值 |
按双桥静力触探确定值 |
按单桥静力触探确定值 |
按物理指标经验值 |
综合确定(供设计使用) | |
|
① |
|
|
71 |
72 |
67 |
65 |
|
② |
72 |
|
46 |
51 |
60 |
50 |
|
③ |
276 |
208 |
196 |
224 |
218 |
180 |
|
④1 |
151 |
194 |
134 |
141 |
172 |
150 |
|
④2 |
200 |
|
157 |
163 |
147 |
140 |
|
⑤ |
114 |
114 |
113 |
130 |
106 |
100 |
|
⑥1 |
131 |
151 |
111 |
134 |
124 |
120 |
|
⑥2 |
185 |
|
172 |
187 |
154 |
150 |
|
⑦ |
112 |
109 |
121 |
122 |
114 |
100 |
|
⑧1 |
146 |
169 |
162 |
|
132 |
130 |
|
⑧2 |
110 |
120 |
106 |
|
116 |
110 |
|
⑧3 |
134 |
199 |
142 |
|
122 |
140 |
|
⑨ |
103 |
116 |
115 |
|
105 |
110 |
|
⑩ |
132 |
192 |
153 |
|
|
140 |
|
⑾ |
115 |
144 |
137 |
|
105 |
140 |
|
⑿ |
192 |
168 |
189 |
|
224 |
160 |
|
⒀1 |
263 |
249 |
215 |
|
236 |
200 |
|
⒀2 |
185 |
279 |
216 |
|
215 |
180 |
|
⒁ |
198 |
233 |
208 |
|
|
200 |
|
⒂ |
170 |
184 |
282 |
|
207 |
200 |
三、基础设计方案
（1）、高层建筑部分，结合本场地工程地质条件，1～10栋建议采用筏式基础，选用CFG（口径≧400mm）桩对稍密卵石以上土层进行地基加固处理，以地基加固处理后的人工复合地基作筏式基础基础持力层。CFG（口径≧400mm）桩应以稍密卵石作桩端持力层。采用该方案时，地基加固处理应进行专项设计、施工和检测。
（2）、商业楼及地下室无上部建筑部分建议采用柱下独立基础，以含粉质粘土卵石、松散或稍密卵石作基础持力层。
四、地下结构设计计算步骤
4.1、地基设计方法
4.1.1、 1~10栋，24F，剪力墙结构，筏板基础筏板基础的构造，除满足规范要求外，尚应符合下列规定：
(1)筏板基础的板厚由抗冲切、抗剪切计算确定。筏板的板厚不应小于200mm，对于高层建筑梁板式不应小于300mm，平板式不宜小于400mm。梁板式筏板的板厚还不宜小于汁算区段最小板跨的1/20。对于12层以上的高层建筑的梁板式筏基，底板厚度不应小于最大双向板格短边的l/4，且不应小于400mm。
(2)筏板基础一般宜设置悬臂，伸出长度应考虑以下作用：①增大基底面积，满足地基承载力要求。为此目的扩大部位宜设置在横向；②调整基础重心，尽量使其与上部结构合力作用点重合．减少基础可能发生的倾斜；③减少端部较大的基底反力对基础弯矩的影响；但悬臂也不宜过大，一般不宜大于伸出长度方向边跨柱距的1/4；当仅板悬挑时，伸出长度不宜大于1．5m，且板的四角应呈放射状布置5 7根角筋，直径与板边跨主筋相同。
(3)筏板基础的配筋除按计算要求外，应考虑整体弯曲的影响。梁板式筏板的底板和基础梁的纵、横向支座钢筋应有1/2 1/3贯通全跨，且配筋率不应小于0.15％；跨中钢筋则按实际配筋率全部拉通。平板式筏板的柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有l/2 1/3贯通全跨，且配筋率不应小于0.15％；顶部钢筋则按实际配筋率全部拉通。当板厚不大于250mm时，板分布筋为Φ8@250，板厚大于250mm时为Φ10@200。
4.1.2、 商业部分，2～3F，框架结构，柱下独立基础；纯地下1F，框架结构，柱下独立基础，除满足规范要求外，尚应符合下列规定:
（1）柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4~1/8。翼板厚度不应小于200mm。当翼板厚度大于250 mm时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于1:3；
（2）条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍；
（3）现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于图1的规定；
图1：现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸
（4）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3；
（5）柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。
柱下条形基础的计算，除应符合规范要求外，尚应符合下列规定：
（1）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数；
（2）当不满足本条第一款的要求时，宜按弹性地基梁计算；
（3）对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形协调的要求，进行分配。其内力可按本条上述规定，分别进行计算；
（4）验算柱边缘处基础梁的受剪承载力；
（5）当存在扭矩时，尚应作抗扭计算；
（6）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。
4.2 地下结构计算：
4.2.1 荷载类型
(1)永久荷载：包括结构自重力、土压力、预应力。
(2)可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、设备荷载。
(3)偶然荷载：例如爆炸、冲击力等。
本设计考虑最不利情况的组合，静载 活载。永久荷载分项系数：1.2（由可变荷载效应控制）；1.35（由永久荷载效应控制）。可变荷载分项系数：一般情况下1.4.
4.2.2 地下室外墙计算
（1）地下室外墙内力及配筋计算
说明：计算外墙根部裂缝时，采用上端简支和上端固支两种计算模型，根部弯矩取两种计算模型的平均值。
包括：上端简支几何数据及计算参数、内力及配筋。
（2）外墙配筋
由弯矩设计值 M 求配筋面积As
计算结果：
受压区高度：
最小配筋率：
（3）外墙裂缝
受拉区纵向钢筋的等效直径：
最大裂缝宽度验算
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte ，按下式计算：
（混凝土规范 8.1.2-4）
按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σsk ，按下列公式计
算：
受弯：（混凝土规范 8.1.3-3）
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按混凝土规范式8.1.2-2计算：
最大裂缝宽度按混凝土规范式8.1.2-1计算：
3、地下室负一层顶板计算
（1）按单向板考虑
（2）双向板设计
分别考虑x和y方向的跨中弯矩，并进行配筋；分别考虑x和y方向的支座弯矩，并配筋。
4、地下室顶板计算
相关计算同负一层顶板类似。
5、地下室框架计算
某一榀框架可利用 PK计算，其主要步骤如下：
（1）、执行 PMCAD主菜单4，形成 PK文件
（2）、执行 PK主菜单1，PK数据交互输入和数检
（3）、执行 PK主菜单 2，框、排架结构计算
（4）、执行 PK主菜单 3，框架绘图
6、地下室整体抗浮计算
（1）确定抗浮水位，计算浮力
（2）计算抗浮荷载
