廣州某高層辦公建筑基礎(chǔ)方案選型

劉慶剛

（廣州市設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

某高層辦公建筑項(xiàng)目位于廣州市白云區(qū)白云新城，緊鄰中軸綠化帶，東望白云山風(fēng)景，西抵機(jī)場高速，北觀白云公園，南眺廣州城區(qū)，總建筑面積113 901.1m2，由2棟17層辦公樓和5層商業(yè)裙樓組成，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。如圖1所示。

圖1 建筑效果

2 場地概況

2.1 場地條件

場區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g，建筑場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。建筑室外地坪標(biāo)高±0.000為15.05m，現(xiàn)地面標(biāo)高14.650～18.340m，相對(duì)高差3.29m。抗浮設(shè)防水位標(biāo)高根據(jù)地基勘察報(bào)告按室外地坪標(biāo)高考慮。工程重要性等級(jí)為二級(jí)，場地等級(jí)為二級(jí)場地（中等復(fù)雜場地），有巖溶土洞需要專門處理，地基等級(jí)為一級(jí)地基（復(fù)雜地基），建筑物抗震設(shè)防類別為丙類，巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

2.2 土層條件

場地巖土層情況自上而下可分為：人工填土層（Q4ml）；第四系沖積層（Q4al），該層由淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土（可塑）、粗砂、粉質(zhì)黏土（硬塑）組成；風(fēng)化殘積層（Q4el），該層由灰?guī)r風(fēng)化而成的黏土、粉質(zhì)黏土，灰褐色、褐紅色，稍濕，硬塑狀，局部可塑狀，黏性一般，遇水易軟化，含少量灰?guī)r碎屑；石炭系基巖（C）。

場地有30個(gè)鉆孔存在溶洞，未鉆孔揭露土洞，見洞率48.4%，巖溶為強(qiáng)發(fā)育。場地基底巖石為可溶性灰?guī)r，在地下水的滲流作用下，地下水沿裂隙及含有炭質(zhì)薄膜相對(duì)軟弱的灰?guī)r巖層走向流動(dòng)，使基巖緩慢溶蝕而形成，淺部基巖與上部孔隙水活動(dòng)交替較強(qiáng)烈，因此，溶洞多分布于淺部基巖中，隨著溶洞擴(kuò)展及地下水的交替作用，上覆土層不斷崩落形成土洞且多為串珠狀，因此，土洞及溶洞之間存在密切關(guān)系，存在土洞的地段附近必有溶洞或溶隙存在。

基于以上所列原因，擬出具灌注樁+微型鋼管樁基礎(chǔ)（以下簡稱方案2），以滿足上述要求。

場地中有30個(gè)鉆孔存在溶洞，半充填、無充填溶洞巖溶水在其中流動(dòng)強(qiáng)烈，連通性強(qiáng)。在本場地中，在揭露的溶洞體洞頂?shù)交A(chǔ)底面最小厚度僅為0.10m。由于頂板厚度小，巖溶洞體高度大，洞內(nèi)充填狀態(tài)的充填物工程性質(zhì)軟弱，易被水流沖蝕，多屬于不穩(wěn)定洞體，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定很不利，對(duì)樁基施工影響很大，可能造成地面沉陷、突水等工程事故。

2.3 水文地質(zhì)條件

場地淤泥質(zhì)土層、粉質(zhì)黏土層、殘積土層、基巖微風(fēng)化巖層為不透水～弱透水層，可視為相對(duì)隔水層（縱橫方向上的相變尖滅除外），只有粗砂層為相對(duì)含水層，地下水直接補(bǔ)給巖溶水，地下水豐富。地下水受大氣降水和地表水補(bǔ)給，以蒸發(fā)方式排泄，鉆探期間測得各孔地下水初見水位埋深0.30～1.50m，穩(wěn)定位埋深0.60～2.00m，水位變幅在1.00～3.00m，場地內(nèi)地下水具有微承壓～承壓性質(zhì)，抗浮設(shè)防水位建議值為設(shè)計(jì)地面標(biāo)高。

3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

鉆探揭露溶洞有3種類型：充填溶洞、半充填溶洞及空洞。充填溶洞及半充填溶洞充填物以流塑～軟塑狀粉質(zhì)黏土及灰?guī)r碎塊為主，部分溶洞充填物鉆探時(shí)鉆具自沉或人工加壓下，其承載力極低。隨著垂向深度增加，地下水交替活動(dòng)減弱，巖石裂隙亦極為少見，溶洞分布也隨之減少。溶洞對(duì)樁基潛在一定的危害性，但鉆（沖）孔樁樁基穿過溶洞嵌入連續(xù)的微風(fēng)化巖或連續(xù)厚度較大的微風(fēng)化巖中，上覆溶洞對(duì)樁基穩(wěn)定性影響甚微。

在“將博物館帶回家”的理念大為流行的今天，我們留意到，受眾群體對(duì)文化附加值的審美需求異常旺盛?！拔膭?chuàng)”產(chǎn)品的推陳出新，在吸引公眾眼球的同時(shí)，日益成為各大景點(diǎn)相得益彰的文化名片。比如故宮博物院，不以老大自居，在文創(chuàng)產(chǎn)品上下大功夫，目前已經(jīng)開發(fā)出幾千種文創(chuàng)紀(jì)念品，還建立了文化創(chuàng)意體驗(yàn)館，一時(shí)間成為時(shí)尚旅游地，使故宮這座百年宮廷建筑群落充滿了新時(shí)代的魅力。

由于建筑方案修改，豎向構(gòu)件位置移動(dòng)；現(xiàn)場樁基礎(chǔ)已施工完畢，樁基礎(chǔ)施工機(jī)械已經(jīng)撤離場地；業(yè)主對(duì)已施工樁基礎(chǔ)進(jìn)行的樁基檢測發(fā)現(xiàn)部分樁基礎(chǔ)無法滿足檢測要求；場地東側(cè)為云城東路，南側(cè)為云城南四路，西側(cè)為廣州地鐵2號(hào)線，若補(bǔ)充灌注樁基礎(chǔ)地鐵單位要求無振動(dòng)施工。

3.1 方案1

本方案采用灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.0～1.8m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，樁長6～16m。根據(jù)地質(zhì)資料，樁端持力巖層為微風(fēng)化巖，樁端巖層的巖樣天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度不小于30MPa。單樁豎向抗壓承載力特征值7 000～22 000kN，單樁豎向抗拔承載力特征值1 000～1 300kN，樁間距不小于2.5d。樁基礎(chǔ)布置如圖2所示。

圖2 樁基礎(chǔ)布置

3.2 方案2

魚類的繁殖力是物種生育后代的能力和生殖機(jī)能強(qiáng)弱的一種體現(xiàn)。為方便統(tǒng)一起見，國內(nèi)外大都用雌魚的懷卵量表示魚類的繁殖力［17］。繁殖力的變動(dòng)及其調(diào)節(jié)規(guī)律受多方面影響，如種群密度，季節(jié)性、排卵數(shù)、卵子受精率等。本研究對(duì)21尾性腺處于Ⅱ期或Ⅲ期云南鰍的卵巢進(jìn)行稱重計(jì)數(shù)，對(duì)體長、體重、空殼重、性腺重進(jìn)行實(shí)際測量記錄，先稱重0.1 g的卵巢，統(tǒng)計(jì)出卵粒數(shù)，根據(jù)公式F＝1 g卵的卵粒數(shù)×整個(gè)卵巢重（g），F(xiàn)W＝F／體重（g），計(jì)算出云南鰍的繁殖力［18］，結(jié)果見表2。統(tǒng)計(jì)分析得出草海云南鰍的絕對(duì)繁殖力范圍為92～197粒；相對(duì)繁殖力為94～102 粒／g。

4）鋼管樁的焊接要求（焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)） 上下節(jié)鋼管樁焊接時(shí)應(yīng)校正垂直度，對(duì)口間隙宜為2～3mm；焊絲（自動(dòng)焊）或焊條應(yīng)烘干；焊接應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行；應(yīng)采用多層焊，鋼管樁各層焊縫的接頭應(yīng)錯(cuò)開，并清除焊渣；每個(gè)接頭焊接完畢后應(yīng)冷卻1min后方可沉管；焊接質(zhì)量應(yīng)符合GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和JGJ 18—2012《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，每個(gè)接頭除應(yīng)進(jìn)行外觀檢查外，還應(yīng)按接頭總數(shù)的5%進(jìn)行超聲或2%進(jìn)行X射線檢查，對(duì)于同一工程，探傷抽樣檢驗(yàn)不得少于3個(gè)接頭。

1）成孔及嵌巖深度 采用地質(zhì)鉆成孔，孔徑219mm，入巖部分應(yīng)取出巖芯，樁全斷面入微風(fēng)化巖層連續(xù)長度≥1m且樁底持力層需連續(xù)≥2m，成孔后應(yīng)準(zhǔn)確記錄樁孔深度，用以鋼管備料。

其實(shí)，巨大的霸王龍對(duì)腫頭龍的威脅并不大，一些中小型的食肉恐龍才是腫頭龍真正的敵人，比如冥河盜龍、達(dá)科他盜龍、矮暴龍等。體長超過5米的達(dá)科他盜龍和矮暴龍是腫頭龍的噩夢(mèng)，一個(gè)像是放大版的恐爪龍，另一個(gè)則像縮小版的霸王龍，都是兇殘、聰明且行動(dòng)敏捷的“恐龍殺手”。為了能在危險(xiǎn)的世界中生存，腫頭龍必須成群結(jié)隊(duì)地生活在一起，并在危險(xiǎn)來臨時(shí)，使出它們的絕招——鐵頭功。

3.2.2 微型鋼管樁基礎(chǔ)。

2）除銹及防腐 沉管前需對(duì)鋼管作除銹處理，水泥漿保護(hù)層厚度不小于25mm。

3）沉管及垂直度要求 鋼管樁垂直度容許偏差為1/100；樁中心位置容許偏差為d/20；樁身直徑容許偏差為（+50，-10）mm。

樁身大樣及場地鉆探孔布置與方案1相同。

6）試樁 鋼管樁施工應(yīng)先做試驗(yàn)樁，待取得成熟施工方法后再全面開工。

7）單樁承載力檢測 采用靜載試樁的方法檢查樁的承載力，加載量為樁豎向承載力特征值的2.2倍，試樁樁數(shù)及樁位與設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理及業(yè)主協(xié)商后確定。

4 結(jié)語

本工程地質(zhì)復(fù)雜，屬于巖溶強(qiáng)發(fā)育地區(qū)，由于建筑方案修改、灌注樁基礎(chǔ)已施工，導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用補(bǔ)充微型鋼管樁基礎(chǔ)構(gòu)成方案2（灌注樁+微型鋼管樁基礎(chǔ)）可解決以上問題。

1）微型鋼管樁屬于樁基礎(chǔ)，可穿透溶洞直接以穩(wěn)定巖層為持力層，屬于GB/T 51238—2018《巖溶地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中“樁基法”。

2）微型鋼管樁基礎(chǔ)后注漿處理可在有溶洞位置對(duì)溶洞進(jìn)行充填，屬于《巖溶地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中“充填法”，且注漿后在溶洞位置形成“糖葫蘆串”形，大大提高微型鋼管樁的承載力。

3）微型鋼管樁屬于樁基礎(chǔ)，施工流程為鉆孔、下管、注漿，均為無振動(dòng)施工，可避免對(duì)場地西側(cè)廣州地鐵2號(hào)線的影響。