工程技术｜恩平学校项目东区结构设计特点

一、项目情况

本项目位于广东省恩平市东成镇东南，总用地面积约145280㎡，总建设面积约75100㎡。其中东区为学生宿舍区，建筑面积约36427㎡，包含3栋宿舍楼。建设场地内分布丘陵和水塘，地形变化大，需先进行场地平整，通过人为干预，将自然地貌转化为符合人类建设需求的“工程地貌”。本项目体现以学生为主体、步行优先的原则，满足教学、实验、运动、生活的需要，形成优美宜人的学习生活场所以及具有时代气息的舒适教育科研环境。

• 东区宿舍楼效果图

二、基础设计

根据勘察报告，场地内浅部分布的地层主要为素填土，坡积粉质黏土，残积粉质黏土和风化岩，场地各岩土层埋深变化较大，层厚不均。人工填土发育，以素填土为主，主要以粉质黏土、砂土组成，具有不稳定、饱和、透水性较强、地基承载力低、工程力学性能差等特殊性能，填土层不宜作拟建建筑物基础持力层。

素填土以下为粉质黏土、全风化泥质粉砂岩和强风化泥质粉砂岩。场地内岩层风化不均，存在强风化-破碎中风化（或中风化）-强风化等风化互层及硬夹层现象，且场地强风化层存在部分土状强风化-块状强风化-土状强风化等风化不均的现象，对桩基施工存在一定影响，易造成持力层误判，且管桩施工过程中成桩存在一定难度，场地强风化层埋深起伏较大，局部埋深较浅，管桩的有效桩长不易满足，必要时还需采取引孔措施，因此本项目也不适宜采用预应力管桩基础。

本项目拟建建筑范围内场地整体风化层埋深较浅，可考虑采用天然地基浅基础，以全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩和破碎中风化泥质粉砂岩为持力层。为充分发挥持力层的承载能力，对不同持力层分别取不同的地基承载力，考虑深度修正。此外，当持力层较浅且承载力高的区域，考虑不设置结构零板；对填土层较厚和地形复杂的区域，考虑设置结构零板。

本项目根据场地实际情况，因地制宜地选择浅基础的方案。既可以充分发挥场地地质条件好、承载力高的优势，也兼顾施工技术的可行性，保证结构安全，控制项目投资。

三、结构体系

（1）东1栋的结构体系

东1栋地上6层，结构高度22.50米，采用现浇混凝土框架结构，框架抗震等级为三级。在不影响建筑室内功能的位置布置结构柱，考虑平面不规则且连接处较薄弱，在连接处设一道结构缝。

• 东1栋结构平面示意图

（2）东2、3栋的结构体系

东2、3栋地上8层，结构高度29.70米，对比了现浇混凝土框架-剪力墙结构和框架结构两种方案。框架-剪力墙结构的抗震等级为框架三级、剪力墙二级，而框架结构的抗震等级提高为框架二级，抗震构造要求更为严格，经初步方案的造价测算，框架-剪力墙的经济性更优。因此考虑采用框架-剪力墙结构，利用楼梯间、电梯井及建筑隔墙部位布置剪力墙，并尽量控制剪力墙数量和墙肢长度，为控制建筑平面扭转产生的不利影响，在建筑角部设落地剪力墙。另一方面，由于建筑平面较长，在建筑平面中间转折处设一道结构缝，将建筑划分为两个结构单元，减少温度和收缩裂缝影响。

• 东2栋结构平面示意图

• 东3栋结构平面示意图

四、总结

（1）根据地质情况选择合理的基础型式，采用天然地基浅基础，以风化岩为持力层，降低施工难度，并节省工程投资。

（2）根据结构高度选择合适的结构体系，通过“框架”与“框架-剪力墙”两种结构型式的比选，选择采用造价较低的框架-剪力墙结构，利用楼梯间、电梯井布置剪力墙，不额外占用建筑空间，实现“安全冗余”与“面积效率”双赢。

（3）结构方案的合理性对控制投资有直接且显著的杠杆作用。在方案设计阶段，通过调整结构形式和布局，进行结构方案合理性优化，可用最小资源实现功能、安全、经济、可建造性的最优平衡。

撰稿：邓春铭（建筑设计分院）

初审：纪沛东

复审：杨炯

终审：徐妍