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岩溶地区高层建筑基础设计实例


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2010  NO.02 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION

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岩溶地区高层建筑基础设计实例
禤岳刚 1 禤岳智 2 (1.广州智海建筑工程技术有限公司第五设计所 广州 510080;2.佛山市三水博维规划建筑设计院有限公司 广东佛山 528100) 摘 要:在岩溶地区建设高层建筑,基础选型至关重要,本文通过工程实例介绍一种安全可靠,经济合理的基础形式——水泥粉煤灰碎石 桩(下文中简称CFG桩)复合地基结合筏板基础,为同类工程提供借鉴。 关键词:岩溶地区 CFG桩 筏板基础 基础沉降 中图分类号:TU7 文献标识码:A 文 章 编 号 :1672-3791(2010)01(b)-0085-01

岩溶地区在我国有广泛的分布,随着经济 的高速发展在岩溶地区建设高层建筑是不可 避免的。 如何使建于岩溶地质条件上的高层 建筑基础安全可靠、 经济合理,这问题往往令 建筑工程师感到棘手。 本文通过工程实例,介 绍一种切实可行的基础形式。

面上,当桩端以下的岩层存在溶洞且溶洞顶盖 较薄时,桩基在使用过程中,可能出现刺穿溶 洞顶盖的危险。 2 . 3 钻( 冲) 孔灌注桩 支承在完整微风化灰岩层上的钻(冲)孔灌 注桩在理论上是可以满足承载力要求的,但实 际施工过程中会遇到以下问题。 为保证桩承载力,桩底端要求至少有3倍桩 径厚度的完整中、 微风化灰岩,故桩端持力层的 选择必须依靠桩基超前钻探资料,而体积细小的 溶沟、 溶槽连超前钻也很难揭露。 如遇到多层溶洞,会导致入岩施工困难, 桩长较长,费用高,也存在钻头或冲击头卡入 溶洞的可能性。 冲(钻)孔桩钻至岩面及穿过溶洞时,易出 现大量漏浆的现象,从而可能造成桩孔坍塌。 2.4 人工挖孔桩 该场地地下水丰富,属于限制使用人工挖 孔桩基的情形,故不考虑采用人工挖孔桩基; 2.5 CFG 桩复合地基结合筏板基础 此基础形式既充分利用了天然地基的承 载力,又通过设置短而密的CFG桩发挥了从基 底到岩面间土层的侧阻力和端阻力;而且筏板 基础有足够的刚度消除地基的沉降差。 因此, 本工程采用了CFG桩复合地基结合筏板基础, 以下简要说明该基础的设计过程。

垫层。 筏板设计厚度1000mm,在墙柱根部局部 加厚成柱墩。 墩根据冲切要求厚度在 柱 1200mm至1600mm。 筏板的计算分析采用中国 建研院编制的基础设计软件JCCAD进行有限 元分析,计算过程在此处不再敷述。

1 工程概况
花都区某住宅项目位于广州市花都区新 华街天贵路,塔楼地面以上25层,裙楼为1层商 铺,设有一层地下室。 结构体系为部分框支剪 力墙结构。 根据 《岩土工程勘察报告》 ,本场地地质概 况如下。 1.1 人工填土(Qml) ① 杂 填 土 层 :层 厚 0.60m~ 3.6m,松 散 。 1.2 第四系冲积层(Qal) ②-1粉质粘土层:可塑,层厚1.20~4.60m。 ②-2砾砂层:饱和,稍密,层厚0.50~3.20m, 承载力特征值fak=160kPa。 ② -3粉 质 粘 土 层 :棕 红 ,可 塑 ~ 硬 塑 ,层 厚1.20~10.70m,承载力特征值fak=170kPa; 1.3 第四系残积土层(Qel) ① 粉 质 粘 土 :可塑,层 厚 0.80~9.32m,承 载力特征值160kPa。 2.4石炭系下统灰岩 ④-1中风化灰岩层:该层溶蚀强烈且极不 均匀,已布置23个地质钻探孔,其中有14个钻 孔揭露有溶洞; ④-2微风化灰岩:天然单轴无侧限抗压强 度 标 准 值 frk=57.3MPa。

4 工程效果
CFG桩采用长螺旋钻孔管内泵压混合料 灌注成桩,该施工工艺具有成桩速度快、 费用 低、 噪音和泥浆污染少的特点。 工程完工后,经 核 算 ,CFG桩 实 际 施 工 工 期 为 1.5个 月 ,而 钻 (冲)孔灌注桩所需工期为3个月;CFG桩的工程造 价比钻(冲)孔灌注桩的工程造价节约了30%。 现 工程已封顶一年,按照沉降观测的结果来看, 各柱、 剪力墙的沉降量在7mm~10mm之间,沉 降均匀且总体沉降量很小,由此证明了CFG复 合地基结合筏板基础很适合应用到岩溶地区 的高层建筑中。

参考文献
[1] JGJ.79-2002,建筑地基处理技术规范[S]. [2] GB.50007-2002,建筑地基基础设计规范 [S].

3 CFG桩复合地基结合筏板基础的设计
采用φ500的CFG桩,以1.2m×1.2m的 间 距布桩,桩终孔于岩面,有效桩长8m。 算得单桩 竖向承载力特征值Ra=up∑qsili+qpAp=π× 0.5× 25× 8+ 500× π × 0.52/4=412kN。 复合地基承载力特征值按下式估算

2 基础设计方案
本工程地下室底板底坐落在②-3粉质粘 土层上,为使基础设计尽可能安全可靠、 经济 合理,故考虑了以下几种基础方案。 2.1 天然地基上的筏板基础 筏板基础的外边缘取塔楼周边轮廓线外 伸1m,按照上部荷载导算所得,筏板基础底面 处的平均压力值Pk=316kPa;相比之下,天然 地基承载力特征值fak=170kPa,经深宽修正 后,承载力特征值fa=220kPa,由此可看出天然 地基的承载力不足。 2.2 预制桩基础 由于本场地岩层埋深浅、 岩溶发育且岩 面起伏较大,如采用预制桩,桩端支承在基岩 承载力满足要求。 由于基地可压缩土层只有8米深,经核算, 地基总沉降量为18mm。 为充分利用桩间土得 承载 力 , 桩 顶 和 承 台 之 间 设 置2 00 厚 碎 石 褥 其 中 ,面 积 置 换 率 m= 征 值 fsk=170k P a ; 所以 kN 经 深 度 修 正 ,fsp=357kN>316kN,地 基 ;桩 间

土承载力折减系数β=07 , 然 地 基 承 载 力 特 . 5天

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