載體樁復(fù)合地基在黃山某高層建筑中的應(yīng)用

文/黃永明 黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院 安徽省 黃山市 242700

載體樁復(fù)合地基在黃山某高層建筑中的應(yīng)用

文/黃永明 黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院 安徽省 黃山市 242700

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐漸加快，各種高層建筑逐漸增加，從而導(dǎo)致城市地面沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生。在本文中，對(duì)當(dāng)前我國(guó)的城市地面沉降產(chǎn)生的危害進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，同時(shí)，將我國(guó)各地應(yīng)對(duì)和預(yù)防城市地面沉降的策略進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。

城市地面；沉降災(zāi)害；預(yù)防

引言

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的推動(dòng)，高層住宅在黃山地區(qū)發(fā)展迅速，天然地基承載力已經(jīng)不能滿足高層建筑地基承載力的要求。本工程結(jié)合場(chǎng)地條件，經(jīng)過(guò)多方面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，最終采用了載體樁復(fù)合地基的處理方案，產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

一、工程概況及地質(zhì)條件

1.工程概況：

本工程位于安徽省黃山市，由14幢26～33層高層住宅和一層大底盤地下室組成，其中一期共竣工七棟樓，六棟樓采用載體樁復(fù)合地基，1#、3#、10#、11#樓均為33層，2#、6#樓為26層，均采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下室底板面絕對(duì)高程為121.00m。經(jīng)計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)組合下地基最大反力33層在600KPa左右，26層在550KPa左右。

2.地質(zhì)條件：

2.1 地基承載力及設(shè)計(jì)主要參數(shù)一覽表 （表1）

地層代號(hào)及名稱 壓縮模量E s 1 -2 （M p a）變形模量E o （M p a）地基承載力特征值f a k （k P a ） 層面標(biāo)高（m ）1層雜填土 3 .0 6 0 1 2 3 .4 5 ～1 2 7 .2 2耕表土 5 .0 7 0 1 2 3 .4 8 ～1 2 5 .6 7 3粉質(zhì)粘土 6 .7 6 1 4 0 1 2 4 .7 7 ～1 2 8 .3 2 m 4層細(xì)砂 5 .0 8 0 1 2 0 .3 8 ～1 2 4 .1 1 m 5層圓礫 2 0 .0 3 0 0（力學(xué)性能差異較大，離散性高，局部f a k = 1 8 0 ） 1 1 8 .9 1 ～1 2 4 .2 2 m 6層強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖 2 5 3 5 0 1 1 5 .9 2 ～1 1 9 .4 1 m地層代號(hào)及名稱1層雜填土2耕表土3粉質(zhì)粘土7層中風(fēng)化粉砂巖 變形微弱 1 0 0 0 1 1 4 .9 2 ～1 1 8 .4 1 m

2.2 地下水

該場(chǎng)地地下水水量豐富，主要分布為：1、上層滯水，賦存在①填土中，水量不豐富。2、孔隙水，分布在③、④中，具承壓性，水量豐富。3、基巖孔隙水，賦存在粉砂巖中，水量不豐富。鉆孔內(nèi)靜止地下水位埋深1.70～ 7.10m（相對(duì)黃海高程118.85～ 125.74m）。

二、多方案比較

從工程概況及地質(zhì)資料分析，如采用筏板基礎(chǔ)，筏板底標(biāo)高在119.2左右，基本位于5層圓礫層上，但圓礫層力學(xué)差異大，修正后的地基承載力特征值fak=460kpa，也不能滿足本工程的要求，必須進(jìn)行地基處理；如采用樁筏基礎(chǔ)，在保證最小樁長(zhǎng)的基礎(chǔ)上須鑿除1.2～4.7m的中風(fēng)化巖，施工比較困難，且造價(jià)較高。

由于圓礫層厚度約3m左右，且基坑做了止水帷幕，沖擊力比較大的沖孔樁、強(qiáng)夯地基可能引起帷幕損壞而予以排除，水泥土攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等復(fù)合地基由于不適用圓礫層也予以排除，最后與業(yè)主商定在本地區(qū)常用的人工挖孔樁和載體樁復(fù)合地基間進(jìn)行對(duì)比選用，經(jīng)初步計(jì)算，挖孔樁與載體樁造價(jià)對(duì)比見(jiàn)下表2。

1#樓人工挖孔樁與載體樁復(fù)合地基造價(jià)對(duì)比（表2）

載（KN）最終變形量（mm）38.18 43.0459.49 2 1.4 6 18.0 0 13 .3 8總荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN）單樁承載力特征值（KN）復(fù)合地基承載力特征值（kpa）樁數(shù)量（根） 樁長(zhǎng)（m） 造價(jià)（萬(wàn)元）人工挖孔樁（D800） 250000 3265 約100根 6m 36載體樁（D430 ） 1100 550 約230根 3m 23

經(jīng)比較，由于載體樁復(fù)合地基在工期、造價(jià)、施工難度上有明顯優(yōu)勢(shì)，最終選用載體樁復(fù)合地基進(jìn)行處理。

三、載體樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)（以1#樓為例）

本工程選用直徑430的載體樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，采用強(qiáng)風(fēng)化砂巖為持力層，經(jīng)計(jì)算，載體樁單樁承載力特征值取1100KN。樁距取1.7mX1.7m，樁間土承載力取200kpa，計(jì)算所得復(fù)合地基承載力特征值為550KPa，滿足承載力的要求，樁布置見(jiàn)圖1。

圖1

考慮到樁體剛度大，為避免受壓破壞，樁頂1m配6根12mm縱筋及6@100的螺旋箍筋，樁頂要求夯擴(kuò)到600，三擊貫入度要求不大于10cm，樁頂處理后筏板下整鋪碎石褥墊層、褥墊層厚度200mm，褥墊層材料為粒徑5～20mm的碎石，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)振密壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于0.97。

四、載體樁復(fù)合地基的施工

由于場(chǎng)地地下水豐富，止水帷幕效果不理想，造成載體施工時(shí)有地下承壓水。針對(duì)這一問(wèn)題，施工單位積極采取對(duì)策，在少量降水的前提下，施工載體時(shí)選用粘土碎磚做填充料，有效的堵住承壓水。樁施工時(shí)由于樁距偏小，局部出現(xiàn)的地基土隆起的情況，施工單位也及時(shí)調(diào)整的施工工藝等到了解決。

五、載體樁復(fù)合地基的檢測(cè)

本工程委托安徽省質(zhì)檢二站進(jìn)行承載力檢測(cè)，分別對(duì)載體樁、樁間土、復(fù)合地基進(jìn)行載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表3，均滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，樁對(duì)樁間土擠土效應(yīng)明顯，樁間土承載力得到大大的提高。

單樁復(fù)合地基 樁間土試驗(yàn)點(diǎn)編號(hào) 4 3# 1 1 6# 1 8 3# 1# 2# 3#最大荷載（K N ）1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0最終變形量（m m ）3 8 .1 8 4 3 .0 4 5 9 .4 9 2 1 .4 6 1 8 .0 0 1 3 .3 8

六、沉降觀測(cè)結(jié)果（以1#樓為例）

本工程委托安徽省質(zhì)檢二站進(jìn)行沉降觀測(cè)，本棟樓共設(shè)六個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，均勻分布在四角和中部，觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表4。從觀測(cè)結(jié)果可以看出，各點(diǎn)沉降均勻，竣工后（2013.6.30）沉降也進(jìn)入了穩(wěn)定階段，累計(jì)最大沉降量?jī)H36.30mm，平均沉降量?jī)H34.19m，滿足規(guī)范要求。

七、結(jié)語(yǔ)

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直以來(lái)都是業(yè)主和設(shè)計(jì)單位控制工程造價(jià)的重要環(huán)節(jié)，本項(xiàng)目通過(guò)載體樁復(fù)合地基在黃山地區(qū)的實(shí)踐，在保證安全的前提下，經(jīng)濟(jì)性得到了有效控制，為類似場(chǎng)地的地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。