地理位置对建筑的影响

王吉野

王吉野哈尔滨方舟建筑设计有限公司

摘要:针对大型超市建筑结构设计的特点,以大连幸福e家家居世界为例,对比了大连和哈尔滨两地抗浮设计特点,岩石锚杆、抗拔桩以及新型建筑材料双钢筋的应用。

关键词:抗浮设计;岩石锚杆;抗拔桩

GeographicalinfluenceonArchitecture

WangJiye

Harbin'sArkLimitedArchitecturalDesign

Abstract:Aimingatthecharacteristicsofstructuredesignforlargesupermarketbuilding,inordertoDalianhappyhomeehomefurnishingworldforexample,comparisonofDalianandHarbinantifloatingdesignfeatures,rockbolt,upliftpileandnewbuildingmaterialsofdoublesteelapplication.

Keywords:antifloatingdesignofrockanchorrod;upliftpile;

1工程概况

该工程位于辽宁省大连市沙河口区原大起集团有限公司院内。为大连正源集团建设的大连幸福e家3期工程,共22万m2,其中包括家居世界超市区和5栋11层、2栋26层住宅区,超市区与住宅区之间用一条宽15m的土带分开。家居世界占地面积2.5万m2,大部分为地下1层;地上1层,小部分仅有地下1层,无地上建筑。家居世界单体建筑面积12.4万m2。工程于2004年4月开工,同年12月主体完成。该地貌单元属于马兰河一级阶地,地形较平坦,相对高差1m左右,场地地层自上而下为杂填土,粉质粘土混砾石,卵砾石、板岩层。勘察期间,地下水稳定水位的埋深2.40-3.80m,标高2.35-3.73m,考虑到丰水期情况,建筑物抗浮设计,水位标高为4.50m。土壤标准冻结深度0.7m,最大冻结深度0.93m。大连市基本风压0.65kN/m2,基本雪压0.40kN/m2。场地抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值0.10g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅱ类。

2设计要点

2.1抗浮设计

由于大连是一座海滨城市,紧邻渤海,建筑场地距离海边较近,建筑场地地下水位较高,有一部分商场根据规划要求,只建地下一层,不允许出地面。地下一层层高6.5m,这样仅靠建筑物自重远远小于水的浮力,建筑物的稳定问题切实摆在眼前。设计中必须采取措施解决抗浮问题:首先,在地下一层顶板以上预留500厚覆土,既解决建筑要求的保温、排水要求,又增加了结构自重,可以抵消部分水浮力;接着,在基础设计中,筏板基础采用上返梁,这样在筏板顶板以上,梁格范围内设回填土,既可以满足设备专业预留集水坑、排水沟的要求,又增加了建筑物重量,又能抵消部分水浮力。根据计算结果,地下室顶板以上土体自重、地下室梁、板、柱自重和基础梁、板自重及其上土体自重,累计设计值为41kN/m2,浮力设计值为70.2kN/m2。浮力大于重力,我们根据当地地质情况,岩石层较浅,采用增加岩石锚杆,以抵抗浮力作用。锚杆基础与基岩连成整体,岩石锚杆由锚固段和非锚固段组成。锚固段应嵌入稳定的基岩中,嵌入基岩的深度应大于40倍锚杆主筋直径,且不得小于3倍锚杆直径,本设计锚杆直径130,锚杆主筋采用直径32钢筋,锚杆锚入中风化岩层411m,水泥砂浆强度不低于30MPa。非锚固段主筋也必须进行防护处理,可采用混凝土或水泥砂浆包裹,灌浆前,应将锚杆孔清理干净。锚杆插入上部结构的长度,应不小于钢筋的锚固长度要求。单根锚杆抗拔承载力特征值:Rt=018Pd1lf=0.8@3.14@0.13@4.1@0.18@106=241kN。钢筋抗拉承载力设计值:F=804*3.60=289.4kN>240kN。锚杆抗拉承载力按240kN取值排布在基础底板内,以抵抗浮力作用。保证建筑物的整体稳定,避免建筑物的向上滑移,满足建筑物的安全、使用要求。而对于哈尔滨地区地下水位较高的情况,由于岩层多在自然地面以下60m,如果采用锚杆基础抗浮,就会造成锚杆长度过长,施工困难,造价很高,造成浪费。哈市抗浮设计一般采用抗拔桩基础,桩径较锚杆粗,但桩长短,依靠桩体与土体之间的摩擦力同样可以起到抗浮作用。所以抗浮设计应根据不同地质状况,采用不同的抗浮方案,做到既合理又经济。2.2超市建筑的特点

本工程长180m,宽150m,单层面积2.5m2,另外,超市还分为5层和1层部分,建筑物的长、宽远远超出5规范6关于伸缩缝、沉降缝设置间距的规定。由于1层和5层之间沉降差较大,设计中在纵向1层和5层之间设一道永久缝,既解决温度变形要求,又解决两部分沉降不均匀问题;在横向又根据建筑功能要求设一道伸缩缝,主要解决温度变化和混凝土收缩产生的变形和内力。这样就用缝将建筑物分成4部分,由于建筑物抗震设防烈度为7度,所设伸缩缝、沉降缝必须满足抗震缝的要求,而分缝后每部分也超过5规范6关于伸缩缝设置间距的规定,由于建筑功能要求,不能再设永久缝,这样在各个部分内部只能采取各种措施解决超长问题。设计中增加温度应力钢筋,在楼板中负弯矩钢筋隔一断一,正弯矩钢筋尽量通长,不能通长的钢筋搭接。另外,每隔30-40m之间设一道1000mm宽后浇带。留出后浇带后,施工过程中混凝土可以自由收缩,从而大大减少了收缩应力。钢筋和混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,提高结构抵抗温度变化的能力。另外,在后浇带中添加高效抗裂外加剂,减少混凝土裂缝的产生,解决建筑物超长问题。由于超市为商业建筑,建筑专业防火要求较高,各设备专业需配合各种管道系统。这也相应要求结构专业配合,做好各种管件、预埋件的预留工作。另外,超市设有扶梯、自动人行步道梯、观光电梯等竖向交通设备供顾客使用,结构设计中应密切结合各种电梯设备土建样本,做好预留孔洞、预埋件、缓冲底坑、顶层机房的预留工作,保证设备安装的顺利进行。

2.3新材料的应用

超市楼面结构设计中,楼面梁采用新Ó级钢,钢筋抗拉强度是Ⅱ级钢的1.2倍,大大减少混凝土截面配筋率,减少钢筋加工数量,方便混凝土的浇筑。在楼板设计中,采用了新型建筑材料“双钢筋”。双钢筋技术是70年代由国外引进我国,由于双钢筋有明显降低用钢量,结构性能好,施工方便及经济效益显著的特点,近几年在上海、北京、辽宁等省广泛使用。双钢筋的设计遵循中国建筑标准化协会标准CECS262905双钢筋混凝土构件设计与施工规程6,双钢筋是由两根平行的冷拔低碳钢丝或低合金钢丝作为纵筋,与一定间距的横向短筋平焊组成的梯格状钢筋。双钢筋的梯格结构有效地阻止了纵筋的滑移,使混凝土的变形限制在单梯格纵筋弹性伸长范围之内,这样既能保证纵筋的强度能充分发挥,又有效地限制了混凝土开裂后裂缝的发展。一般情况下,采用双钢筋可节约钢材20%-40%,有明显的省钢率;施工方便,可节省施工人员,明显提高施工速度,受到建设单位好评。

3结语

在大型超市结构设计中,对较高地下水位的处理,要根据各工程的不同地理位置,不同地质状况,采取不同措施(即在抗浮设计中,在大连地区可以采用岩石锚杆基础;在哈尔滨地区可以采用抗拔桩基础)。另外,要与建筑设备专业密切配合,解决相关配合问题。应积极学习新技术、新材料、新规范、新规程,把它们应用到工程实践中去,创造良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[2]CECS26290,双钢筋混凝土构件设计与施工规程[S].