載體樁復合地基在黃山某高層建筑中的應用

文/黃永明 黃山市建筑設計研究院 安徽省 黃山市 242700

載體樁復合地基在黃山某高層建筑中的應用

文/黃永明 黃山市建筑設計研究院 安徽省 黃山市 242700

隨著我國經濟的快速發展，城市化進程逐漸加快，各種高層建筑逐漸增加，從而導致城市地面沉降現象的產生。在本文中，對當前我國的城市地面沉降產生的危害進行了簡單的介紹，同時，將我國各地應對和預防城市地面沉降的策略進行了簡單的介紹。

城市地面；沉降災害；預防

引言

近年來，隨著城市化進程的推動，高層住宅在黃山地區發展迅速，天然地基承載力已經不能滿足高層建筑地基承載力的要求。本工程結合場地條件，經過多方面技術經濟分析，最終采用了載體樁復合地基的處理方案，產生了良好的社會和經濟效益。

一、工程概況及地質條件

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構體系，地下室底板面絕對高程為121.00m。經計算，標準組合下地基最大反力33層在600KPa左右，26層在550KPa左右。

2.地質條件：

2.1 地基承載力及設計主要參數一覽表 （表1）

地層代號及名稱 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粉質粘土 6 .7 6 1 4 0 1 2 4 .7 7 ～1 2 8 .3 2 m 4層細砂 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層強風化粉砂巖 2 5 3 5 0 1 1 5 .9 2 ～1 1 9 .4 1 m地層代號及名稱1層雜填土2耕表土3粉質粘土7層中風化粉砂巖 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。鉆孔內靜止地下水位埋深1.70～ 7.10m（相對黃海高程118.85～ 125.74m）。

二、多方案比較

從工程概況及地質資料分析，如采用筏板基礎，筏板底標高在119.2左右，基本位于5層圓礫層上，但圓礫層力學差異大，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，必須進行地基處理；如采用樁筏基礎，在保證最小樁長的基礎上須鑿除1.2～4.7m的中風化巖，施工比較困難，且造價較高。

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樁等復合地基由于不適用圓礫層也予以排除，最后與業主商定在本地區常用的人工挖孔樁和載體樁復合地基間進行對比選用，經初步計算，挖孔樁與載體樁造價對比見下表2。

1#樓人工挖孔樁與載體樁復合地基造價對比（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總荷載標準值（KN）單樁承載力特征值（KN）復合地基承載力特征值（kpa）樁數量（根） 樁長（m） 造價（萬元）人工挖孔樁（D800） 250000 3265 約100根 6m 36載體樁（D430 ） 1100 550 約230根 3m 23

經比較，由于載體樁復合地基在工期、造價、施工難度上有明顯優勢，最終選用載體樁復合地基進行處理。

三、載體樁復合地基的設計（以1#樓為例）

本工程選用直徑430的載體樁，混凝土強度等級C30，采用強風化砂巖為持力層，經計算，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，計算所得復合地基承載力特征值為550KPa，滿足承載力的要求，樁布置見圖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，鋪設時應振密壓實，壓實系數不小于0.97。

四、載體樁復合地基的施工

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

五、載體樁復合地基的檢測

本工程委托安徽省質檢二站進行承載力檢測，分別對載體樁、樁間土、復合地基進行載荷試驗，試驗結果見下表3，均滿足設計要求。通過試驗還發現，樁對樁間土擠土效應明顯，樁間土承載力得到大大的提高。

單樁復合地基 樁間土試驗點編號 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、沉降觀測結果（以1#樓為例）

本工程委托安徽省質檢二站進行沉降觀測，本棟樓共設六個觀測點，均勻分布在四角和中部，觀測結果見下表4。從觀測結果可以看出，各點沉降均勻，竣工后（2013.6.30）沉降也進入了穩定階段，累計最大沉降量僅36.30mm，平均沉降量僅34.19m，滿足規范要求。

七、結語

高層建筑基礎設計一直以來都是業主和設計單位控制工程造價的重要環節，本項目通過載體樁復合地基在黃山地區的實踐，在保證安全的前提下，經濟性得到了有效控制，為類似場地的地基處理和基礎設計提供了寶貴的經驗。