引 言

随着建筑规模的不断增大，建筑体型与结构体系越来越复杂，对地基承载力和基础变形控制也提出更高的要求[1]。需要注意的是，在实际工程中，建筑物的沉降是不可避免的，因此有必要采取合理的沉降控制措施和沉降计算工作，以确保建筑物的安全和稳定。地基处理是一种控制沉降的施工措施，通过改善支承建筑物的地基的承载能力或改善其变形性质来减少沉降。由于主裙楼结构荷载差异不可避免，沉降差异控制也是设计的关键。当差异沉降超出允许值，会使上部结构产生内应力，严重时甚至引起上部建筑开裂和室外管线的断裂等。建筑地基基础设计规范中在变形方面对地基方案设计提出了很高的要求[2]。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[3-4]。

本文工程采取跳仓法施工，跳仓法是超长大体积混凝土结构不设置温度后浇带施工的一项技术措施，取消沉降后浇带是跳仓法的实施的前提条件。

本文基于项目取消沉降后浇带论证工作展开讨论，采用数值模拟计算的方法计算分析沉降控制指标是否满足规范要求，从而给出取消沉降后浇带的可行性建议。

1  工程概况

本工程项目总建筑面积70230m2。高层住宅地上10~18层、地下2层，地下车库为地下2层。整个项目为统一整体大底盘基础，原设计在主楼周边设置沉降后浇带。±0.000相当于绝对标高30.450m，抗浮设防水位标高26.00m。建筑物基本条件如表1所示。各住宅楼采用CFG桩复合地基方案，基础形式为平板式筏形基础；纯地下车库采用天然地基方案，基础形式为平板式筏形基础+柱墩。为本项目建筑效果图如图1。

图1 建筑效果图

表1 建筑物基本条件汇总表

2  工程地质与水文地质条件

2.1  工程地质条件

本工程场地自然地形较为平坦，在地貌上场地属于河流冲积平原，工程场地为空地，地形总体较为平坦，局部地形稍有起伏。在该场地20.0m深度内，拟建主楼及地下车库用地范围内，②层粉土、②2层粉砂、③1层粉土、④层粉土、⑤层细砂、⑥1层粉土及⑥2层粉砂为液化土层；液化指数为0.008～5.891，最大液化深度19.85m，液化等级属于轻微液化，该范围建筑场地为对建筑抗震不利地段。基础持力层为③层粉质黏土，天然地基承载力120kPa，局部为②层粉土，天然地基承载力120kPa、②1层粉质黏土，天然地基承载力110kPa。

表2 基底以下主要地层岩性分布表

图2 地质剖面图

2.2 水文地质条件

静止水位埋深为9.10～16.00m(相当于绝对标高为13.38～20.63m)。属一般第四系松散层孔隙潜水类型，由大气降水及地下水径流补给，水位受季节、降水及外部水体补给等因素而有所升降，据调查地下水水位年变化幅度一般为1～2m，近期内年最高水位为3.0m（相对于自然地面）。本工程场地范围较广，水文地质单元构成较复杂，造成本场地静止水位埋深存在较明显差异。

3  地基处理方案

地基处理是建筑物和基础设施工程中不可或缺的环节，可以改善地基承载能力，减少沉降，提高结构的稳定性和安全性。本工程地基处理设计要求建筑物长期最大沉降不超过50mm。根据不同楼座的荷载情况以及对地基承载力的要求，桩径采用420mm，桩长、桩间距及处理后的地基承载力要求等参数见表3。

表3 CFG桩复合地基设计参数

4基于数值方法的沉降变形分析

岩土工程数值软件在工程中的应用已经得到了越来越多的重视，持续的改进使得计算软件得到不断的优化[5]。目前，PLAXIS等岩土工程数值软件的开发及不断优化，在地基基础共同作用的实际工程案例中已经得到大量的验证[6-9]。本工程复合地基-基础协同计算分析采用PLAXIS 3D有限元软件。CFG桩应用embedded pile单元进行模拟,该单元由梁单元及特殊界面单元构成，具备侧摩阻力、端阻力等桩基特性。

4.1  三维建模

根据地勘报告、上部结构模型导荷结果、基础平面布置图及CFG桩平面布置图，建立三维岩土结构数值模型，土体本构模型采用摩尔-库伦模型（Mohr-Coulomb model）。虑地层不均匀对沉降变形的影响，采用多钻孔输入建模的方法，能够更加准确的预测建筑沉降变形，图3为三维岩土结构数值模型图。岩土参数按勘察报告提供的参数进行输入，具体数值参见表2。

图3 岩土-结构整体模型图

4.2  沉降变形控制指标

针对跳仓法技术措施，北京市地方标准[13] 4.1.7节，河北省工程建设标准[14] 4.3.9节均规定：主楼采用桩基或复合地基，裙房或地下车库采用筏形基础的天然地基，经计算最终相邻柱基不均匀沉降值小于2L/1000时，可取消设置沉降后浇带。

《建筑地基基础设计规范》8.4.20规定：当不设置沉降后浇带时，应进行地基变形计算和基础内力验算。8.4.22规定：带裙房的高层建筑下的整体筏形基础，其主楼与相邻的裙房柱的差异沉降不应大于其跨度的0.1%。

本工程不设置沉降后浇带变形控制指标按标准严格的《建筑地基基础设计规范》规定，即需要满足主裙楼差异沉降不大于其跨度的0.1%，方可取消沉降后浇带。

4.3沉降变形计算分析

本工程在不设置沉降后浇带进行了地基变形计算，总沉降云图如图4。

图4总沉降云图

表4沉降计算结果汇总表

4.4与实测沉降对比

通过计算结果可以看到，本工程主楼平均沉降在20~30mm，最大沉降20~40mm左右，主裙楼差异沉降均小于其跨度的0.1%，沉降指标满足设计要求，具体沉降数值参见表4。由此可见本工程可取消沉降后浇带。

本工程进行了沉降变形观测，沉降观测工作在基础底板完成后进行，监测点布置在各个楼座的周边。目前所有楼座均已施工到最顶层或已经封顶，后续还有部分沉降。

对比楼座周边点位的沉降观测数据与数值计算各个楼座周边点位的沉降结果，计算值比实测沉降要大，考虑到后期还有部分沉降。总体来说计算与实测数据比较吻合，表明数值计算分析结果的可预测性和合理性，也进一步验证了取消沉降后浇带的合理性。

图5 数值计算与沉降观测结果对比图

5结论

本文通过对采用复合地基处理后的整体基础上多栋建筑进行协同作用计算分析，通过数值计算方法，分析取消沉降后浇带后的地基基础变形控制指标，通过计算与实测数据对比，验证了方法的正确性和合理性，可供类似工程参考。

参考文献

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