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1、A-1 地块结构设计建议(基础)xxxxxx2015-xx-xx11. 关于基础设计的条件及参数:(1 )抗浮设防水位及最低水位:按照原设计结构设计总说明,0.000 相当于绝对标高 5.4m,抗浮设防水位相当于绝对标高 4.35m,最低水位相当于绝对标高3.35m,按最低水位进行桩基和筏板的结构设计。基础设计取抗浮工况和最低水位工况的包络结果,事实上,两者的水头仅差 1m,差异并不大。(2 )抗压桩和抗拔桩的刚度:建议在进行基础设计时,按基桩受力状态抗压或者抗拔,分别取相应的抗压刚度和抗拔刚度。按照基桩静载荷试验报告 ,估算基桩的抗压刚度和抗拔刚度,在基础计算模型中,抗压刚度取150000k
2、N/m,抗拔刚度取 100000kN/m。(3 )进行抗浮设计的荷载条件:按原设计结构设计总说明,地下室顶板覆土及上部结构完成后,才能停止井点降水。建议在进行抗浮设计时,考虑结构自重、地面覆土、楼面做法和固定隔墙(如外围护墙、楼电梯间隔墙等)等确定的恒荷载。(4 )水浮力的分项系数取值:0.000 相当于绝对标高 5.4m,抗浮设防水位相当于绝对标高4.35m,最低水位相当于绝对标高 3.35m,筏板底标高为相对标高-16.8m(按筏板厚 0.65m 计算) 。2抗浮水头为 15.75m,假定水位在0.000 时,抗浮水头为16.8m,16.8/15.75=1.07;最低水位水头为 14.75
3、m,假定水位在0.000 时,抗浮水头为16.8m,16.8/14.75=1.14。建议水浮力分项系数取 1.2。(5 )考虑上部刚度的有利影响建议在进行基础设计时,考虑上部刚度的有利影响,且不考虑上部结构连梁刚度的折减。(6 )计算软件建议在进行基础设计时,采用盈建科基础设计软件(YJK-F) ,该软件在进行网格划分和计算稳定性方面较 PKPM 基础设计软件(JCCAD)有较大的优势。回复设计院 不修改的理由甲方意见修 改 后复核意见32. 关于基础垫层:原设计:按原设计基础总说明和基础平面图,基础垫层混凝土强度等级为C20,厚度为 200mm。垫层混凝土厚度偏厚,强度偏高。建议做法:建议基
4、础垫层混凝土强度等级调整为 C15,厚度调整为 100mm,经济性较好。回复设计院 不修改的理由甲方意见修 改 后复核意见43. 关于桩基布置 :原设计:按原设计基础施工图,本工程采用桩基础,用于抗压或抗拔,桩径均为 850mm,桩型为扩底灌注桩,总桩数为 2282 根,基桩数量、桩长和承载力如下:基桩类别 桩长( m)承载力(kN) 数量抗压 39 3900 313抗压 37 3900 268既抗压又抗拔 39 3900(1500) 23既抗压又抗拔 37 3900(1500) 23抗拔 33 2050 1655(1)关于抗拔承载力利用率:纯地下室范围内恒载合计为 2415282kN,面积为
5、 24407m,水浮力为(16.8-1.05)1024407=3844102kN;从整体看,抗拔桩需要承担的浮力为 3844102-2415282=1428820kN。该区域抗拔桩数量为 1495根,总体承载力为 3064750kN。总体抗拔承载力利用率为1428820/3064750=46.6%,利用率较低,偏于不经济。建议利用率控制在 70%80%范围内较为合理,经济性好。(2)关于桩径:对于抗拔桩而言,基桩承载性状为摩擦桩,直径越大,抗拔效率5越低;对于抗压桩,承载力的来源主要为桩侧阻力,基桩承载性状为端承摩擦桩,同样直径越大,抗侧效率越低。原设计桩直径取850mm,偏于不经济。以直径
6、600mm 和直径 850mm 的抗拔桩作对比,直径 600mm 的基桩的抗拔效率为直径 850mm 基桩的 1.42 倍。建议桩径调整为 600mm,经济性好。(3)关于裂缝控制:按照地勘报告,浅层地下水和土对混凝土有微腐蚀性。地下水对钢有弱腐蚀性,当长期浸水状态下,对钢筋混凝土中的钢筋有微腐蚀性,当交替浸水条件下,对其有弱腐蚀性。本工程基桩位于最低水位以下,不存在交替浸水的工况。按照混凝土结构耐久性设计规范(GB/T 50476-2008)第 3.2.2 条,本工程环境作用等级为 I-A;按第3.5.4 条,桩身表面裂缝宽度限值可取 0.4mm,计算裂缝宽度时保护层厚度可取 30mm。抗拔
7、承载力为 2050kN 的基桩,其荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值为 2600kN,配筋 18 25(88.38cm)即可满足要求。原设计配筋为 16 25+8 22(108.96cm) ,超出 23.2%,不经济。建议配筋调整为 18 25,第二段调整为 9 25。(4)关于抗拔桩配筋:按照原设计基桩详图,抗拔承载力为 2050kN 的基桩,纵筋分为两段,第一段为自桩顶向下 20.25m 范围,纵筋为 16 25+8 22;第二段为剩余 12.75m 范围,纵筋为 8 25+8 22。第二段纵筋量偏多,不经济。6按照上述建议调整之后,可获得良好的经济效益,节省量简述如下:提高承载力利用率
8、(按 75%)节省:混凝土 11735m,钢筋2496t;减小桩径(按 600mm)节省(在考虑提高利用率之后桩数减少的基础上):混凝土 9646m;合理控制裂缝和第二段钢筋节省(在考虑提高利用率之后桩数减少的基础上):钢筋 598t。鉴于桩基已经施工完毕,不再做进一步的详细建议。回复设计院 不修改的理由7甲方意见修 改 后复核意见4. 关于筏板布置:原设计:按原设计基础施工图,原设计筏板厚度主要由 1200mm 和 650mm两种,1200mm 厚筏板主要位于主楼范围,650mm 厚筏板主要位于纯地下范围,局部小范围筏板厚度为800mm、1200mm、1500mm、1600mm、1800mm
9、 或 2200mm,部分柱下设置桩承台。原设计筏板布置主要存在如下问题:(1)纯地下范围内较多的柱下筏板厚度不足,冲切验算不满足规范要求,存在较大的安全隐患。以筏板厚度 650mm 范围的柱底竖向荷载较大的框架柱(17 轴交 Xs 轴)为例,进行冲切验算,计算简图如下:8其中:F z上部竖向荷载基本组合竖向力;M x(M y)上部竖向荷载基本组合弯矩;p w水浮力;F p柱下桩抗拔力;F G冲切椎体范围内筏板自重。冲切力为上部竖向荷载+柱下桩抗拔力+ 冲切椎体范围内筏板自重-冲切锥体范围内水浮力。Fz=10056kN;M x=12kNm;M y=133kNm;F p=518kN;p w=(0.
10、8+0.6 2)-0.85 )163=534 kN;F G=(0.8+2+(0.82) 0.5)0.6525/3=32 kN。竖向冲切力合计:10056+518+32-534=10671 kN 。经核算,满足抗冲切需要的厚度为 1210mm。可见,原设计厚度650mm 存在较大不足,即便不考虑荷载分项系数、按混凝土强度的标准值验算也不满足要求。 (注:水浮力分项系数取 1.2 的结果,否则更为不足。 )经初步核算,筏板厚度 650mm 范围内多数柱均存在冲切问题,包9括部分设置了承台的框架柱。(2)主楼范围内部分柱下筏板厚度不足,冲切验算不满足规范要求,存在安全隐患。以筏板厚度 1200mm
11、范围的柱底竖向荷载较大的框架柱(4 轴交 1/Fn 轴)为例,进行冲切验算,计算简图如下:其中:F z上部竖向荷载基本组合竖向力;M x(M y)上部竖向荷载基本组合弯矩;p w水浮力;F p桩反力;F G冲切锥体范围内筏板自重。冲切力为上部竖向荷载+冲切椎体范围内筏板自重- 桩反力-冲切椎体范围内水浮力。Fz=21439kN;M x=119kNm;M y=285kNm;F p=2108kN;p w=(0.9+1.15 2)-0.85 )163=1551kN;F G=(0.9+3.2+(0.93.2 ) 0.5)1.225/3=127kN。竖向冲切力合计:21439+127-1551-2108
12、=17907 kN 。10经核算,满足抗冲切需要的厚度为 1720mm,原设计厚度 1200mm不足。 (注:水浮力分项系数取 1.2 的结果,否则更为不足。 )(3)原设计纯地下范围内采用厚度为 650mm 的平筏板,主要计算配筋率在 0.45%0.7%范围内,经济性差。(4)原设计主楼范围内采用厚度为 1200m 的平筏板,除靠近挡土墙的范围和核心筒下外,其他范围筏板厚度偏厚,经济性差。(5)原设计轴线 2b6bBbGb 范围内地下二层为宴会厅,中柱全部抽空,筏板厚度为 800m 或 650mm,筏板厚度偏薄,刚度不足,筏板需要与地下二层楼板协同工作,相当于空间空腹桁架,受力复杂,且筏板配
13、筋很大,不合理。(6)原设计轴线 6b8bAbFb 范围内筏板厚度为 1600m 或2200mm,厚度偏厚,不经济。(7)原设计轴线 1a11aBaDa 范围内筏板厚度为 1200mm,厚度偏薄,计算上筋很大,不合理。建议做法:(1)纯地下范围:建议筏板厚度 650mm,柱下设置平面尺寸4m4m 的下柱墩(个别柱墩平面尺寸取 5m5m) ,厚度 1.2m 或者按冲切要求取更大值。筏板布置调整为变厚度筏板(或者平筏板+柱墩)之后,筏板通长筋可以大幅度减小;柱墩位置下筋计算配筋较大,在此范围内单独配置即可。按照建议调整之后,既解决了结构存在的安全隐患,又能够获得良好的经济性。11(2)主楼范围:建
14、议靠近挡土墙的范围和核心筒下维持原厚度1.2m 不变,其他位置筏板厚度调整为 1m,柱下或墙下按照冲切要求增设柱墩,平面尺寸可取 4m4m。按照建议调整之后,既解决了结构存在的安全隐患,又能够获得良好的经济性。(3)轴线 2b6bBbGb 范围内:建议筏板厚度取 1.5m,增加结构刚度,筏板计算配筋适中,更为合理。(4)轴线 6b8bAbFb 范围内:建议筏板厚度调整为 1m,柱下按照冲切要求增设柱墩。(5)轴线 1a11aBaDa 范围内:筏板厚度调整为 1.5m,较为合理。12回复设计院 不修改的理由甲方意见修 改 后复核意见5. 关于筏板配筋 :原设计:按基础施工图,原设计配筋情况及存在
15、的问题为:(1) 板厚 650 区域:通长筋为 25150 双层双向,配筋率为0.5%。该区域由于筏板布置不合理,导致计算配筋率过高,不安全(冲切不足) ,且不经济(配筋率过高,实际配筋局部略有不足) 。(2)板厚 1200 区域:通长筋为 28150 双层双向,局部附加上筋或下筋,以附加 28150 或 22150 上筋为主。通长筋配筋率为0.34%,偏大,不经济。13(3)轴线 2b6bBbGb 范围(筏板厚 800 或 650mm):X 向配筋为 25150 双层或 28150 双层,Y 向配筋为 25150 双层。X 向配筋不足,存在安全隐患。(4)轴线 6b8bAbFb 范围(筏板厚
16、 1600mm 或 2200mm):上筋双向 25150,下筋双向 32150(配筋率为 0.67%) 。下筋配筋偏大,不经济。(5)轴线 1a11aBaDa 范围(筏板厚 1200mm):上筋 X 向 28150、 Y 向 32150+ 28150(配筋率为 0.79%) ;下筋双向 28150。此处筏板厚度偏薄,导致计算配筋偏大,不合理。建议做法:针对原设计配筋存在的问题,结合筏板布置调整,对筏板配筋建议如下:(1) 板厚 650 区域:建议下筋通长筋调整为双向 16200,柱墩下筋按照实际计算配筋,多数可以取 25150。上筋分柱下板带和跨中板带区别对待,多数柱下板带上筋可以调整为 202