建筑物沉降后浇带提前封闭的可能性

　　1 引言

　　随着城市建设的大力发展，高层建筑如雨后春笋般新建起来。我们经常遇到在同一基础底板上建有多栋高层建筑与裙房、纯地下车库。由于各建筑物荷载悬殊，在高层建筑与裙房、纯地下车库之间会产生较大的差异沉降。为减少差异沉降的影响，时常在高层建筑与相连裙房之间设置沉降后浇带，且一般在主体结构到顶后封闭。然而，在建筑施工过程中沉降后浇带的存在会对施工产生很多不利的影响中，如后浇带两侧梁板构件为悬挑状态，须长时间设置支撑；后浇带内钢筋长期裸露，容易锈蚀等等。为了解决这些矛盾，节约建筑投资，缩短工期，为施工创造良好条件，需要提前浇灌沉降后浇带。

　　本文采用“我公司”编制的“高层建筑地基与基础协同分析软件”(简称 SFIA 方法—即 Subsoil &Foundation Interaction Analysis)，计算出各栋高层建筑与裙房、纯地下车库在不同施工阶段(沉降后浇带未封闭)的沉降，以及建筑物的最终沉降，通过分析沉降后浇带封闭前后的沉降差，判断沉降后浇带提前封闭的可能性。

　　2 工程概况

　　2.1 基本信息

　　拟建建筑物由 8 栋地上 12 层～18 层、地下 2 层的高层塔式住宅楼(T1～T8)及与之相连的地上 0 层～3层、地下 2 层的多层别墅、配套商业、纯地下车库组成，且座落于同一大基础底盘上，建筑物基础埋深约10 米，采用梁板式筏基(局部独立基础、条形基础)。塔楼为框架—剪力墙结构，裙房及纯地下车库为框架结构，各楼基底平均荷载如表 1 所示。沉降后浇带位置如图 1。【表1.图1】


　　
　　2.2 地质条件

　　根据勘察报告，拟建场地自然地面标高约 51.84m～53.05m。该场地内共测得三层地下水，第一层为上层滞水，第二层为局部滞水，第三层为潜水，第三层地下水静止水位标高约 21.45m～24.27m。建筑物基底以下直接持力层除局部存留厚度为 0.19m～1.02m 的第四纪沉积的细砂、粉砂③层，粘质粉土、砂质粉土③1层，粉质粘土、粘质粉土③2层外，主要为第四纪沉积的卵石、圆砾④层，细砂、中砂④1层，粉质粘土、粘质粉土④2层，基底下厚约 6.10m～9.42m；④大层以下为砂卵石为主间有粘性土、粉土夹层，再其下为第三纪沉积的强风化砾岩。基底以下地层岩性分布的详细情况见表 2.【表2】

　　
　　2.3 施工进程
　　
　　根据项目总承包方提供的信息，本工程截止到沉降后浇带浇灌前，各栋高层住宅楼的施工进度详见表 3。【表3】


　　
　　3 沉降计算分析

　　3.1 SFIA 数值分析方法

　　本分析方法是根据建筑物基础的刚度情况，采用交叉梁的假设以及差分法，在纵横交叉梁交汇处的计算节点上建立起基础的位移方程，根据各节点的地层情况，并采用土的单向压剪非线性应力应变本构关系，按照布辛奈斯克应力假设和分层总和法建立起地基柔度矩阵，从而列出地基沉降与基底反力的关系式。

　　按照地基与基础共同作用的原理，假设在各节点处基础与地基的变形是协调一致的，由此获得了以基底反力为未知数的协调方程，求解基底反力，然后计算出各节点的沉降及基础内力。

　　3.2 沉降分析

　　按照“设计方”提供的建筑物平面，在建筑物范围内按平面轴网布置计算网格，将基础按十字网格划分成沿轴线纵横两个方向的梁，并在每一纵横梁的交汇处设一个计算节点。

　　我公司在充分分析了目前的施工进度，已施工完成荷载占建筑物总荷载的比例，以及考虑地层土质、基础刚度等方面的影响，进行了详细的计算分析，最终长期计算沉降见表 4。【表4】

　　
　　根据计算结果可以看出在目前施工状态下(详见表 3)浇灌沉降后浇带后，沉降后浇带两侧相邻节点间的差异沉降均小于 2%，因此在目前的施工状态下可以浇灌沉降后浇带。

　　3.3 实测沉降

　　该工程于 2005 年 6 月开始动工，2007 年初建筑物全部竣工完成。本工程为了保证建筑物的安全使用，在建筑物施工期及使用阶段进行了沉降观测。

　　现给出施工至沉降后浇带封闭和进入使用期 3 年后的计算与实测沉降，建筑物使用 3 年后时沉降已基本稳定，详见表 5 和图 2、图 3。【图2-3.表5】


　　
　　从以上计算与实测沉降的比较可以看出，地基与基础协同作用分析(SFIA)计算的沉降值、沉降趋势与同期的实测沉降值较为接近。
　　
　　4 结语

　　从以上计算分析并通过沉降观测结果验证可以看出，运用地基与基础协同作用分析(SFIA)软件进行协同分析计算，能较好地模拟沉降后浇带浇灌前后的沉降，继而得出建筑物之间的沉降差，对确定沉降后浇带浇灌时间是有效、实用的方法，为建设方节省资金，缩短工期。

　　参考文献：

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