1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、研究背景

地下各类建筑工程种类及适用范围十分广泛，尤其在当今世界能源及其材料的短缺，基于环境保护的需要，各国及其重视对地下空间的开发利用，本世纪可持续发展战略的提出，人类的居住、交通、环境的矛盾日益突破，使地面上的开发逐渐转向地下空间的开发利用。为了合理开发和利用地下空间，大量高层建筑被要求建造一层或几层地下停车场或地下室来满足人们生活的需要。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、工程概况

拟建的南京信息职业技术学院大学科技园项目主要由1幢培训中心楼(6层)、4个幢大学生创业园楼(6层)、13幢实训基地楼（3-6层）、2幢实训中心（5-6层）、二个地下车库(-1层)。但是本设计的设计对象不包含两个地下车库。拟建项目位置见示意图1，各建(构)筑物结构荷载规模等情况见表1。

图1.拟建项目场地示意图

表1.建(构)筑物结构、规模、荷载等设计参数一览表

二、场地的地形、地貌特征和岩土层分布

拟建场地位于南京市栖霞区312国道南侧，隶属岗间洼地地貌单元。原为绿化带，现为空地，地势较平缓，勘探点孔口高程在10.09～13.75m之间，最大相对高差为3.66m。

根据钻探揭示及原位测试、室内岩土工试验综合分析，拟建场地表层为人工杂填土，其下为可塑状粉质黏土、稍密状粉土夹粉质黏土，下伏基岩为砂岩。勘探深度范围内岩土体自上而下分为四个工程地质层(编号①-④)及若干亚层，地基岩土工程地质特征分层描述详见表2。

层号	地层名称	特 征 描 述
①	杂填土	灰-灰黄色，稍湿，结构松散，浅部以碎石、建筑垃圾为主，下部以黏性土为主，土质不均。局部表层多混凝土地坪（10~15cm）。填龄小于10年。
②1	粉质黏土	灰黄色，可塑，稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，土质欠均匀。
②2	粉土夹粉质黏土	灰黄色-灰色，稍密，局部中密，湿，无光泽反应，干强度、韧性低，摇震反应中等，局部夹软塑状粉质黏土，土质欠均匀。
②3	粉质黏土	灰色，软塑，稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，局部夹稍密状粉土。
②4	粉质黏土	灰色-灰黄色，可塑，局部软塑，稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
③	粉质黏土	灰黄色，可塑，局部硬塑，含铁锰质斑点；稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
④1	强风化砂岩	灰色，原岩结构已被破坏，裂隙发育，上部岩芯呈密实砂土状，下部岩芯呈碎块状、块状，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
④2	中风化砂岩	灰色，棕红-紫红色,裂隙稍发育，岩芯呈短-中柱状，锤击易断，钙质胶结,遇水易软化，属软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ类。

表2.地基岩土分层描述一览表

根据地基岩土的物理力学指标统计结果，按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)及《南京地区建筑地基基础设计规范》(DGJ32/J12-2005)，对各岩土层指标进行分析、计算，并结合地区实践经验，综合确定的地基土地基承载力特征值见表3。

表3.推荐的地基岩土地基承载力特征值一览表

三、基础设计方案

3.1地基基础方案

由于拟建场地隶属岗间洼地地貌单元，各拟建（构）筑物荷载偏大。建议采用桩基础，桩型可采用预制管桩和钻孔灌注桩。推荐的各拟建物地基基础方案见表4。

表4.推荐的各拟建物地基基础方案一览表

3.2桩基础的设计与计算

3.2.1桩基承载力的确定

（1）竖向力

轴向竖向力

偏心竖向力

（2）水平力

式中 F-作用于桩基承台顶面的竖向力设计值

G-桩基承台和承台上土自重设计值

N-轴向力作用下任一复合基桩或基桩的竖向力设计值

-偏心力作用下第i复合基桩或基桩的竖向力设计值

、 、 - 作用与承台地面通过群桩形心的x轴、y轴弯矩设计值

、 -第i复合桩基或桩基至x轴、y轴的距离

H-作用基桩承台底面的水平力设计值

-作用于单桩基础或任一基桩（或复合基桩）的水平力设计值

3.2.2桩长的确定

（1）预制管桩桩长以入土深度与贯入度双控制，包含送桩、接桩和桩尖。

（2）钻孔灌注桩桩长由持力层土层的土样或岩样确定。

具体桩长应根据上部建筑物荷载情况而确定。

3.2.3桩数的确定

（1）对于中心受荷的桩基

（2）对于偏心受荷的桩基

3.2.4桩基沉降的计算

桩距小于和等于6倍桩径的群桩基础，在工作荷载下的沉降计算方法目前有两大类。

（1）按实体深基础计算模型，采用半弹性空间下按布辛奈斯克应力解计算基础沉降。

采用分层总合法。即

（2）建筑桩基技术规范的方法，桩基沉降计算公式：

3.2.5桩基安全度的计算

（1）《建筑地基基础设计规范》采用容许承载力设计方法，在设计公式中不出现安

全系数，但其中隐含了相当的安全度控制值。当采用静荷载试验时，用 得出单桩

容许承载力（标准值）。

（2）《建筑桩基设计规范》则采用分项系数设计方法，以分项系数来考虑安全度。

3.2.6承台的设计

（1）承台的抗弯计算

多桩矩形承台弯矩计算公式

、 -垂直于Y轴和X轴方向的计算截面处的弯矩设计值；

、 -垂直于Y轴和X轴第i桩轴线到相应计算截面的距离；

-不计承台及其上填土自重第i桩竖向净反力设计值。

（2）承台的冲切计算

柱对承台的冲切计算

-不计承台及其以上填土自重，作用在冲切破坏椎体上的冲切力设计值，冲切破坏椎体应采用子柱边或承台变阶处至相应桩顶内边缘连线构成的椎体，椎体与承台底面的夹角 45；

-冲切破坏椎体的有效高度；

-受冲切承载力截面影响系数；

-冲切系数；

-冲垮比；

-冲切系数；

F-柱根部轴力设计值；

-冲切破坏椎体底面范围内各桩的竖向净反力设计值；

（3）承台的配筋计算

通过截面强度和裂缝及变形计算得出受力钢筋，并确定必要的分布钢筋与架立钢钢筋。满足承台的最小配筋率计算。

四、地下结构设计计算步骤

4.1桩基持力层及桩型的选择

经勘察显示，拟建场区普遍分布的④1层强风化砂岩和④2层中风化砂岩强度较高，是良好的桩基持力层。

(1)对于本次拟建的培训中心楼(6层)、4幢大学生创业园楼(6层)、实训基地楼（B1-B4幢）、2幢实训中心（5-6层），最大单柱荷载约7500KN，荷载较大。根据建筑物的结构荷载特征，建议采用桩基础，桩型可选用钻孔灌注桩，以④2层中风化砂岩为桩基持力层。

(2)拟建的实训基地楼（B5-B13幢），框架结构，最大荷载约3600KN。根据建筑物的结构荷载特征，建议采用预制桩，以④1层强风化砂岩为桩基持力层。

4.2地下结构计算

4.2.1荷载类型

(1)永久荷载：包括结构自重力、土压力、预应力。

(2)可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、设备荷载。

(3)偶然荷载：例如爆炸、冲击力等。

本设计考虑最不利情况的组合，静载 活载。永久荷载分项系数：1.2（由可变荷载效应控制）；1.35（由永久荷载效应控制）。可变荷载分项系数：一般情况下1.4.

4.2.2地下室外墙计算

（1）地下室外墙内力及配筋计算

说明：计算外墙根部裂缝时，采用上端简支和上端固支两种计算模型，根部弯矩取两种计算模型的平均值。

包括：上端简支几何数据及计算参数、内力及配筋。

（2）外墙配筋

由弯矩设计值 M 求配筋面积As

计算结果：

受压区高度：

最小配筋率：

（3）外墙裂缝

受拉区纵向钢筋的等效直径：

最大裂缝宽度验算

按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρ_te ，按下式计算：

（混凝土规范 8.1.2-4）

按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σ_sk ，按混凝土规范式8.1.3-3计算：

受弯：

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按混凝土规范式8.1.2-2计算：

最大裂缝宽度按混凝土规范式8.1.2-1计算：

4.2.3地下室负一层顶板计算

（1）按单向板考虑

（2）双向板设计

分别考虑x和y方向的跨中弯矩，并进行配筋；分别考虑x和y方向的支座弯矩，并配筋。

4.2.4地下室顶板计算

相关计算同负一层顶板类似。

4.2.5地下室框架计算

某一榀框架可利用 PK计算。

五、课题进度安排

序号	起讫日期	设计（论文）各阶段工作内容
1	2014.1.1-2014.2.28	完成开题报告
2	2014.3.1-2014.3.31	本科毕业实习
3	2014.4.1-2014.4.30	完成毕业设计模型建立及计算工作
4	2014.5.1-2014.5.30	完成绘图工作
5	2014.6.1-2014.6.10	完成毕业设计的答辩