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文檔簡介

1、高層建筑基礎(chǔ)工程施工第一節(jié) 施工方案 一、我國高層建筑建設(shè)的發(fā)展狀況 1.高層建筑的界限 在不同的國家、不同的年代,其規(guī)定也不一樣,這與一個國家當時的經(jīng)濟條件、建筑技術(shù)、電梯設(shè)備、消防裝置等許多因素有關(guān)。國外: 美國規(guī)定高度為2225m以上或7層以上的建筑為高層建筑; 英國規(guī)定高度為24.3m以上的建筑為高層建筑; 日本規(guī)定8層以上或高度超過31m的建筑為高層建筑。 1.高層建筑的界限 我國高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50045-2001)中,規(guī)定:10層及10層以上的居住建筑,或高度在24m以上的公共建筑,稱之為“高層民用建筑”。 但在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2002)(以

2、下簡稱為高層規(guī)程)規(guī)定,10層及10層以上或房屋高度超過28m的混凝土結(jié)構(gòu)民用建筑物為高層建筑 2.超高層建筑的界限 無明確規(guī)定 一般認為建筑總高度超過100米,層數(shù)30層以上的建筑稱為“超高層建筑”; 也有認為建筑總高度超過60米3.我國高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 50年代中期:建造了幾棟8-10層的磚混結(jié)構(gòu)住宅和旅館。 1959年:建造了幾棟公共建筑,如民族飯店(12層、47.7米)、民航大樓(15層、60.8米) 60年代:建成了廣州賓館(27層、88米) 1974年:建成了北京飯店(19層、87.15米) 1975年:建成了白云賓館(33層、114.05米),標志我國高層建筑開始突破1

3、00米. 80年代:高層建筑發(fā)展處于興盛時期,建造了大批高層建筑。 90年代:隨著經(jīng)濟實力的增強,各種結(jié)構(gòu)體系得到了應用,高層建筑的規(guī)模和高度不斷得到突破。3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 深圳國貿(mào)大廈高160米,共53層,由中建三局一公司負責施工。從1982年10月至1985年 12月29日共37個月即竣工,是當時國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑。 深圳國貿(mào)大廈以三天一層樓的速度建成,這在當時是絕無僅有,創(chuàng)造了建筑史上的新記錄。因此,“三天一層樓”成為享譽中外的“深圳速度” 。3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程序號名稱城市建成年份層數(shù)高度(m) 結(jié)構(gòu)類型用途1上海環(huán)球金融中心上海2008101492混

4、合多功能2金茂大廈(JinMaoBuilding ) 上海199988421混合多功能3中信廣場(Citic Plaza)廣州199680391混凝土多功能4地王大廈(Shun Hing Square)深圳199669384混合辦公5賽格廣場(SEG Plaza) 深圳200072292混合多功能6明天廣場(Sunjoy Tomorrow Square) 上海199959285混凝土多功能7恒隆廣場(Plaza 66) 上海200162281混凝土多功能8香港新世界大廈(Hong Kong New World building) 上海200158265鋼多功能9深圳特區(qū)報大廈(Shenzhen

5、 Special Zone Daily Tower)深圳199842264混凝土辦公10大連世界貿(mào)易中心(Dalian World Trade Center) 大連200055242混合辦公3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 目前上海正在建設(shè)上海中心大廈:上海中心由地上121層主樓、5層裙房和5層地下室組成,總高度達632米,主樓高度達580米,建筑面積573223平方米,總投資達到150億左右。上海中心大廈于2008年11月開建,2009年7月主樓樁基完成施工,整幢大廈將于2014年竣工。建成后上海中心將成為中國第一高樓,在世界上現(xiàn)已竣工的高樓中,排名第二。 目前天津正在建設(shè)117大廈: 天津1

6、17大廈,地下4層,地上117層,高597米,總建筑面積84.7萬平米,系一幢集甲級辦公、酒店、旅游觀光和精品商業(yè)于一體的特大型超高層摩天大樓。 目前天津正在建設(shè)117大廈: 由中建三局承建的天津117大廈超越天塔,成為我國北方最高建筑物。長120米的國內(nèi)房建領(lǐng)域最長樁基、重210噸的國內(nèi)單根最重防屈曲鋼支撐、達3兆帕的超高層建筑水管壓力世界之最、位于564米高度的全球最高室內(nèi)游泳池 ,579米全球最高觀景平臺 ,597米的高度成為中國結(jié)構(gòu)第一高樓 。 目前,主塔樓正以最快兩天一個結(jié)構(gòu)層的速度攀升,預計明年主體結(jié)構(gòu)封頂。 現(xiàn)在我國城市中的高層建筑越來越多二、高層建筑基礎(chǔ)的特點 基礎(chǔ)受力更為復雜

7、:承受垂直荷載、水平荷載、地震荷載等; 地基應有足夠的強度和穩(wěn)定性; 高層建筑的基礎(chǔ)選型較為特殊,需考慮如下原則:土的種類與分布以及地下水位、上部結(jié)構(gòu)型式、考慮經(jīng)濟與施工方面的因素; 基礎(chǔ)埋置深; 大體積混凝土施工。三、高層建筑常用基礎(chǔ)型式 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 樁箱基礎(chǔ)1.筏形基礎(chǔ) 包括: 梁板式:單向肋梁板式、雙向肋梁板式(圖(a); 平板式(圖(b)。不埋板式基礎(chǔ)構(gòu)造不埋板式基礎(chǔ)構(gòu)造 (a)示意式;()示意式;(b)剖面)剖面1.筏形基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ)可以較大地滿足地基容許承載力和容許變形的要求。 適用于: 軟土地基:用條形基礎(chǔ)不能滿足上部變形和承載力要求時; 高層柱距較小、荷載較大、

8、基礎(chǔ)需連成一體式; 基礎(chǔ)需有足夠的剛度和穩(wěn)定性抵抗風荷載和地震荷載時。2.箱形基礎(chǔ) 由底板、墻和頂板形成箱,具有很大的剛度,整體性更好。內(nèi)墻外墻底板2.箱形基礎(chǔ) 適用于上部荷載大而地基土有比較軟弱的情況。能對地基不均勻沉降起到調(diào)節(jié)和減小作用,原因: 1)箱形基礎(chǔ)加大了高層建筑基礎(chǔ)的埋置深度,使建筑物的重心下移; 2)箱基于周圍土體協(xié)同工作,增加了建筑物的穩(wěn)定性。2.箱形基礎(chǔ) 箱基是一種補償式基礎(chǔ): 若箱基埋置在地面以下H深度處,可計算相應于深度H處的自重壓力PH和水壓力PW,因此可用來補償建筑物重量的壓力為: PC= PH + PW2.箱形基礎(chǔ) 若上部壓力為P: 若PPC:箱基會產(chǎn)生回彈變形(

9、基底隆起) 若PPC:基礎(chǔ)的變形和承載力問題應重視 若PPC:可以發(fā)揮基礎(chǔ)的補償作用,為通常設(shè)計情況。3.樁基礎(chǔ)(1)組成:若干根樁、承臺(承臺梁)組成:若干根樁、承臺(承臺梁)3.樁基礎(chǔ) (2 2)種類)種類 1)按受力性質(zhì)分:摩擦樁、端承樁、抗拔)按受力性質(zhì)分:摩擦樁、端承樁、抗拔(?。叮ǜ。?2)按材料分:鋼、混凝土、鋼筋混凝土、鋼)按材料分:鋼、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管混凝土管混凝土 3)按形狀分:方、圓、多邊、管)按形狀分:方、圓、多邊、管 4)按制作方法分:預制樁、灌注樁)按制作方法分:預制樁、灌注樁3.樁基礎(chǔ) (3)樁基的適用范圍 1)地基軟弱、地下水位高、高層建筑荷載大,天

10、然地基不能滿足承載力及變形要求; 2)高層建筑有很大的豎向和水平荷載,限制傾斜嚴格; 3)地表軟弱土層較厚,不宜用作基礎(chǔ)持力層; 4)地震區(qū)、地基土有可能液化的土層; 5)土層厚薄不同,或荷載變化可能引起不均勻沉降時。3.樁基礎(chǔ) (4)樁的承載力的確定 單樁垂直承載力:宜根據(jù)荷載大小、樁的類型、土層分布、樁本身強度、靜荷實驗數(shù)據(jù)等確定。 群樁承載力:一般不等于單樁承載力之和。 摩擦樁:群樁中每根樁的平均承載力 小于單樁承載力 端承樁:一般認為群樁承載力等于單 樁承載力之和3.樁基礎(chǔ) (5)群樁的沉降量:與單樁不同,比單樁大 (6)樁的合理布局: 1)是垂直荷載的質(zhì)量重心與群樁的重心盡可能地接近

11、; 2)使高層建筑的垂直荷載作用下樁的受力比較均衡,以控制建筑物的傾斜。(包括控制:整體偏心和局部偏心)4.樁-箱基礎(chǔ) 將箱基底板代替群樁承臺就組成了樁箱基礎(chǔ)內(nèi)墻外墻底板4.樁-箱基礎(chǔ) (1)適用于: 高層建筑的層數(shù)增多,地基承受的垂直力和水平力也會增多; 抗震和人防要求基礎(chǔ)常需有一定的埋深。 (2)樁箱基礎(chǔ)是一種復合基礎(chǔ)。其作用: 箱基可以使基礎(chǔ)平面內(nèi)和平面外剛度增大,箱基底板傳遞剪力的能力有所增強; 樁基可以使上部荷載通過箱基有效傳遞給樁和土體,既提高了正在能力,又減少了垂直沉降量。4.樁-箱基礎(chǔ) (3)樁箱基礎(chǔ)和箱基比較,受力和變形明顯不同: 樁箱基礎(chǔ)由于底板下有樁基,底板和箱基的整體變

12、形均受到樁的約束,因此大大增強了體系的剛度; 底板上有頂板和墻體約束,下有樁基約束,因此可以認為底板在平面內(nèi)的剛度為無限大。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 高層建筑基礎(chǔ)應選擇安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟合理的類型。 基礎(chǔ)方案和施工方案的選擇有著密切的關(guān)系。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 1.基礎(chǔ)選型的要求 (1)建筑物與結(jié)構(gòu)類型、平面布局、荷載大小及分布; (2)擬建場地的地質(zhì)條件、水文情況和是否為地震區(qū)或強風區(qū); (3)工程的重要性及施工工期要求; (4)施工單位的設(shè)備條件和技術(shù)水平; (5)技術(shù)經(jīng)濟效果。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 2.基礎(chǔ)施工方案的選擇 要根據(jù):基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)埋深、地質(zhì)水文、周圍情況確定。 通過技術(shù)經(jīng)濟比較選擇最優(yōu)方案2.基礎(chǔ)施工方案的選擇 選擇重點是: (1)放坡

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