一工程概况

 

　　东北传媒文化广场，位于辽宁省沈阳市沈河区青年大街与文体路交叉路口的西北角处。主楼和裙房的总建筑面积约87516m2。室内±0.000m相当于绝对高程43.300m，室内外高差0.600m。主楼地下3层，地上43层，主要屋面高度187.400m，为办公用房，采用钢筋混凝土筒中筒结构，为B级高度的高层建筑；裙房地下3层，地上5层，主要屋面高度26.100m，为办公综合楼，采用钢筋混凝土框架结构；地面以上设抗震缝将主楼和裙房分成两个独立的结构单元。主楼与裙房的地下室连成整体，主楼下的地下室作为设备用房，裙房下的地下室为六级人防停车场，地下室底板顶面相对标高为-13.50m。

 

　　二地基承载力修正计算

 

　　1.岩土计算参数

 

　　根据地质勘察报告，本工程选择地基持力层为④砾砂层或③圆砾层，并综合试验数据，对本工程基础底板下③圆砾层、④砾砂层的计算参数，采用以下数值：

 

　　③圆砾层：fak=550Kpa，γ=19.5KN/m3，φ=35.4，Ck=0Kpa，Eo=30.4Kpa。

 

　　④砾砂层：fak=620Kpa，γ=19.5KN/m3，φ=36.5，Ck=0.3Kpa，Eo=32.8Kpa。

 

　　2.主楼地基承载力计算

 

　　○1确定基础底面的压力pk。根据主楼上部结构的SATEWE电算结果：

 

　　活荷载产生的总质量（t）：7183.76；恒荷载产生的总质量（t）：115597.63；

 

　　结构的总质量（t）：122781.39；基础底板面积A=1731m2；

 

　　筏板平米单位重量G'为：G'=筏板厚度*容重=1.8m*25KN/m3=45KN/m2；

 

　　建筑物计算总重（含地下室）Fv为：

 

　　Fv=1.0*恒荷载+0.5*活荷载=1.0*115597.63+0.5*7183.76=1191895.14KN；

 

　　基础底面处的平均压力设计值pk为：

 

　　pk=（Fv+G）/A=Fv/A+G'=1191895.14KN/1731m2+45kN/m2=688.56+45=734KN/m2。

 

　　○2修正地基承载力特征值（如下图）。

 

　　根据土体极限平衡理论，一个条形平面荷载板置于土体表面上，当荷载下的土体处于塑性平衡状态时，塑流边界如图所示，图中1区为"弹性核"区，随基础一起向下移动；2区为过渡区，一组滑动面为由对数螺线形成的曲面，另一组则是辐射向的曲面；3区为被动朗肯区，滑动面是平面，只有位于被动朗肯区的上方的超载才能增加其被动土区力，从而提高地基承载力。结合地基破坏机理，地载承载力的深度修正，其实都是超载的压重作用。无论是用土的天然埋深还是将裙楼等其他连续均匀压重折算为土厚进行地基承载力的深度修正，其实质都是基础两侧超载对抗滑动土向上运动的体现。这里被动朗肯区的大小可以参归《建筑地基基础设计规范》条文说明5.2.4条：主裙楼一体的结构，对于主体结构地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。

 

　　本工程的地基承载力特征值由地质报告确定fak=550Kpa，基底平均压力值为734Kpa，其中有184Kpa地基承载力差额是通过对地基承载力特征值修正计算来弥补。

 

　　根据规范5.2.4条规定：当基础宽度大于3m或埋深大于0.5m时，应修正地基承载力特征值：fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）。

 

　　宽度修正当基础宽度小于3m按3m取，大于6m按6m取，本工程筏板基础宽度大于6m，修正时宽度取6m计算。因此，本工程地基承载力修正计算的关键为深度修正，即确定基础埋深d，按规范规定，本工程主楼在地基承载力修正基础埋计算时应将四周各个方向的超载折算成土层厚度，取最小值。

 

　　A剖面图所示，主楼西侧为裙楼，西侧的超载折算成土层厚度计算：

 

　　经电算裙楼总重量（含筏板）为：641328.05t，面积为：3876m2

 

　　裙楼部分浮容重按插值法计算为：

 

　　任何情况下，计算埋深不应大于基础的实际埋深，因此西侧的的计算埋深应为15.3m。

 

　　主楼东侧为地铁通道（如a剖面图所示），地铁通道上部和下部土层厚度均为3000mm，顶板厚度为300mm，底板厚度为800mm，折算土层厚度为：（0.3+0.8）*25/11+6.0=8.5m。

 

　　主楼北侧为华丰工程（如b剖面图所示），由于华丰主塔楼正处于2B范围内，对于提高地基承载力是有帮助的，计算最不利的地下室部分，三层顶板厚度均为300mm，筏板厚度为600mm，由于华丰基础底板比本工程基础底板底1.4m，因此筏板厚度不能计入超荷折算土层内。超载折算成土层厚度为：0.9*25/11.26=1.99m。

 

　　主楼南侧为覆土范围最大，在2B范围内的平均加权土层厚度也是最大的。

 

　　三结论

 

　　本工程在现勘察阶段，由于基坑尚未开挖，深层载荷试验往往难以实现，沈阳市的砾砂的地基承载力特征值均通过浅层载荷试验确定，这时的试验条件与实际基础相差很大。与本工程相邻的华丰工程挖至基底做了载荷试验，地基承载力特征值由原来的550kPa增加到650kPa。

 

　　在基坑开挖前，受土体自重应力的作用，土样处于三向应力状态，基坑开挖后土体受到扰动，已改变了其实际的受力状态，为弥补土工试验及现场浅层平板实验与土样实际受力情况的差异，应考虑基础埋置深度对地基承载力的影响。当本工程地质勘察报告中提供的承载力特征值不能满足承载力设计要求时，通过对承载力特征值值的宽度和深度修正计算，使得承载力满足设计要求。体现出这两种修正的重要性，尤其是在深度修正计算时，两侧超载范围内的计算基础埋深的确定需要根据实际情况做详细分析。特别要关注的是土所受到的其上土层自重应力的影响（受地下水影响时，应计算实际受到的上部的土体自重压力，即按浮重度考虑），对于主楼和裙楼一体的结构，在2B范围内，主楼基础的埋深计算可将基础底面以上范围内的荷载，作为基础两侧的超载考虑并将其折算成等效埋深；关于基础埋置深度d的理解，"对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起"是有条件的，只有当基础底面地基反力的平均值不小于挖去的原有土重时，才可以按上述规定计算。当为超补偿基础时，应按建筑物重量的等效土层厚度计算基础等效埋置深度，并取最小值。