地基处理的状.docVIP

　巨型结构的概念 高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物[ 128 ] 。世界上第1幢近代高层建筑是美国芝加哥的Home Insurance大楼,该楼高55 m, 10 层,建于1883年。高层建筑的发展已经历了100多年的历史,经济的发展、工业技术的进步为高层建筑的不断发展创造了有利条件。目前,世界高层建筑的发展趋势是竞相推出高度超过500 m的超高层建筑和满足一些特殊功能的高层建筑。巨型结构的概念产生于20 世纪60 年代末[ 9211 ] ,由梁式转换层结构发展而来。巨型结构体系(又称超级结构体系)是由巨型构件组成的巨型桁架或框架等结构,作为高层建筑的主体结构,与其他结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。高层建筑结构中, 抗侧力是设计的主要因素[ 12213 ] ,而巨型结构正是一种超常规的具有巨大抗侧力刚度和整体工作性能的大型结构[ 14 ] . 2　巨型结构的受力特点 概括起来讲,巨型结构具有如下显著的受力优 点: (1)巨型结构侧向刚度大。巨型柱沿周边布置并形成空间结构后,为结构提供更大的抗倾覆力矩。同时,巨型梁作为刚臂,使得整个结构具有极其良好的整体性,可有效地控制侧移。 (2)巨型结构具有良好的延性和抗震性能。可在不规则的建筑中采取适当的结构单元组成规则的巨型结构,有利于抗震。另一方面,次结构相当于巨型的质量块,在水平动载作用下,将有效降低主结构的反应。 (3)巨型结构传力明确且空间协调性好。巨型结构的主结构通常为主要的抗侧力体系,次结构只承担竖向荷载,并负责将力传给主结构。巨型梁具有强大的竖向刚度,能充分协调各外柱的轴向变形。巨型结构特殊的结构体系赋予了巨型结构以上的受力优点,但同时也带来一连串的对结构地基基础的不利影响: (1)巨型结构的柱网布置趋向于周边化和离散化,使得每根巨型柱传递的轴力特别大,这就为基础设计提出了新的问题。 (2)巨型结构一般为高柔体系,与地基基础的相互作用需要进行专门的研究。 (3)巨型结构是超高层结构,地基存在整体稳定性问题,基础容易遭到冲切破坏,同时,地基土易于产生不均匀沉降。 3　巨型结构地基基础的研究现状 基础工程已成为影响高层建筑施工总工期和总造价的重要因素,在软土地基地区,高层建筑工程造价要占总造价的25%～40% ,工期占1 /3 左右。为此,对适于高层的巨型结构的地基基础工程,应引起充分的重视。 311　高层建筑地基基础 我国沿海地区的软土地基与荷兰、日本等国有相似之处。由于我国大规模工程建设的需求和实践,深基础工程开发了多方面的新技术、新工艺、新设备,并取得了显著的效益和成就。从解决一般工程地基处理向解决各类超软、深厚、高填方等大型地基处理方面发展,从单一处理方法向多种方法联合处理方面发展。在预压固结、置换、密实、搅拌、加筋、土工材料、化学加固等领域不断以现代新技术、新材料充实和改进施工工艺。高层建筑常用的基础形式有筏板基础、箱形基础、桩基础以及复合基础(桩筏基础、桩箱基础等) 。巨型结构由于其层数多、高度高、荷重大,对不均匀沉降敏感,除了各种预制桩和现浇桩基础外,主要是采用筏形基础、箱形基础以及复合基础。 312　巨型结构地基基础研究 蔡文胜等[ 15 ]在总结我国高层建筑地基基础方案优选经验的基础上,论述了高层建筑地基基础设计的主要依据、基本要求和方案的优选。张世海[ 16 ]等对地基基础方案优选问题的特征进行了研究,提出了该问题所具有的6个特征:强耦联性、方案性与结构的复杂性、多目标性与系统整体优性、高智能性与高风险性、高度信息化、多层次性,为人们全面深入认识高层建筑基础选型的特征规律奠定了基础。并提出了选型过程的5个阶段:需求分析与性能指标体系建立、备选方案产生、方案性能评价、方案筛选与重构、方案优选决策等,给出了5个阶段的特征与研究方法,为更全面深入地认识与研究基础选型问题奠定了基础。张玉生[ 17 ]介绍了岩溶地区典型的地质情况,针对岩溶地区高层建筑对基础承载力的要求,通过对换填垫层法,人工挖孔桩,钻、冲孔灌桩, CFG桩复合地基等几种基础类型的经济技术分析比较,得出合理经济的岩溶地区高层建筑的基础形式。王荣彦等[ 18 ]在分析了郑州东区的地质、水文条件及存在的岩土工程问题的基础上,总结了近20年来郑州东区多层、高层建筑基础形式的选择,地基基础设计与施工时应注意的问题。文献[ 19 ]结合具体工程介绍了超高层建筑工程复合地基和浅基础的实验情况、设计思路、施工要点和施工效果。文献[ 20 ]通过上海震旦国际大楼工程的实践,提出了适用于软土地基的基础处理方式,解决了超高层建筑主裙楼结构和荷载的差异性。文献[ 21 ]对西安地区黄土梁洼地貌单元上的天然地基、复合地基、桩基 础3种方案运用模糊综合评价方法进行了优选,并运用可靠度分析的原理及计算方法,