商业综合体的基础设计

发表时间:2019/6/26   来源:《基层建设》2019年第9期   作者:刘常奎1 王秀镇2
[导读] 摘要:依托某商业综合体主楼基础设计,通过技术资料研究,根据结构层数、荷重分布等特点,充分考虑场地土层分布性状与物理力学特性、沉桩可能性及经济优势等因素,对多种可行性基础方案的技术和经济性进行比较,选择最优方案,在满足工程承载力要求的同时,又能较大幅度地减少工程造价,具有较高的经济效益,设计思路可供同类工程参考。
        1山东泰鸿置业有限公司  山东烟台  264000;2烟台毅德国际商贸城有限公司  山东烟台  264001
        摘要:依托某商业综合体主楼基础设计,通过技术资料研究,根据结构层数、荷重分布等特点,充分考虑场地土层分布性状与物理力学特性、沉桩可能性及经济优势等因素,对多种可行性基础方案的技术和经济性进行比较,选择最优方案,在满足工程承载力要求的同时,又能较大幅度地减少工程造价,具有较高的经济效益,设计思路可供同类工程参考。
        关键词:商业综合体;基础设计
        1、工程概况
        某商业综合体位于扬州市邗江区,近临欧尚超市。工程场地平整,总用地面积2.06万m2,总建筑面积10.29万m2。主要建筑物概况如下:主楼为办公楼,27层,长58.8m,宽27.6m,高98.4m,采用框架-剪力墙结构,基础埋深为10.8m。裙楼为餐饮、商业及影厅,地上3层,总长120.0m,总宽105.0m,高14.4~25.5m,采用框架结构,基础埋深为9.85m。建筑场地内地下2层满布,采用框架结构,最大柱间距8.4m×8.4m,基础埋深为9.85m。一层结构总平面局部示意图见图1所示。主楼抗震设防类别为标准设防,剪力墙、框架的抗震等级为二级,裙房以下抗震构造措施等级为一级,以上部分为二级;裙房为重点设防。建筑地基基础设计等级为甲级、桩基设计等级为甲级。
 
        2、主楼的基础方案选择
        2.1基础形式
        本工程主楼为100m的高层建筑,地下2层,底板坐落在第③层中密的粉砂层上,地质情况良好,该土层的地基承载能力特征值为180kPa。经初步建模试算比选,首先摈弃了两种基础方案:1)管桩基础,因本场地的第⑤层土为中密的细砂层,标准贯入试验锤击数均在25~30之间,如果采用管桩的基础形式需穿透该土层,沉桩有一定的困难且挤土效应明显,将极大增加施工难度、工期和造价;2)1000mm直径的灌注桩基础,该桩型需求的最小桩间距达到3m,布桩相对困难且不能充分发挥桩身的承载能力。最终,选取了以下五种基础方案进行比较分析:(1)800mm直径普通灌注桩;(2)800mm直径后注浆灌注桩;(3)900mm直径普通灌注桩;(4)900mm直径后注浆灌注桩;(5)采用复合地基基础方案(即CM桩基,刚性桩初步采用400mm直径的管桩)。
        2.2基础形式的技术比较
        在经济性比较阶段即对项目进行整体建模试算,并根据试算结果做出各基础方案基本准确的施工图,以此作为分析依据,若建筑方案不调整且前期试桩的结果满足设计要求,主楼基础误差基本可以控制在8%以内,具有较准确的参考价值。五种基础方案的技术指标对比如表1、表2。
 
        表1各基础形式的技术比较
 
        表2 各基础形式的经济性比较
        表1中数值说明:(1)灌注桩桩身承载力采用混凝土强度C35,配筋率0.2%,(2)单桩承载力特征值(目标值)为当桩身受压承载力与1.35倍单桩承载力特征值接近,此时为可充分利用桩基的最优方案,以此原则确定各桩型的桩长。(3)参考周边类似场地土参数及工程试桩资料可知,与实测摩阻力相比勘察报告数值偏小,桩基实际承载力较理论值一般要高出10%左右,即承载力特征值(理论目标值)接近于桩身承载力/(1.1×1.35)为宜。根据现已完成的施工前9根试桩报告可知,管桩实际承载力是理论计算值的1.15倍,桩基实际承载力基本符合设计要求;(4)方案5为刚性桩复合地基,其理论承载力特征值为500kPa>主楼基底平均压力440kPa。
        2.3基础形式的经济性比较
        表2中数值说明:(1)灌注桩及管桩价格为结合当地物价部门指导文件及厂家报价的结果;(2)各方案桩基总价由单桩体积×根数×单价计算得出;(3)底板费用单价为720元/m3(含混凝土和钢筋),另因各基础方案的桩基布置形式不同,底板总面积有差异,故底板费用略有不同;(4)方案5考虑施工图阶段,核心筒位置会局部加厚,故整体按照均厚1.4m考虑;(5)后注浆灌注桩在灌注桩造价的基础上多了一道后注浆的费用,桩身单价根据以往项目的决算经验估算得出该桩型的价格约为1350元/m3。
        2.4基础形式的确定
        通过以上的技术和经济性比较,并结合类似的项目建设经验可知,管桩复合地基方案综合造价最省,比第二优选方案800mm后注浆灌注桩方案节约44%;且采用管桩复合地基方案能大幅缩短施工工期,可带来不菲的经济效益,故最终选择复合地基方案,并同业主与当地审图中心沟通后,确定了该方案的可行性。
        3、主楼管桩复合地基的设计思路
        本工程主楼部分采用复合地基的基础方案,考虑到在主楼范围内施工780根管桩会产生一定的挤土效应,沉桩会对附近建筑物、地下管线及周边环境产生不利影响,同时也会对先入桩基产生挤压,并增加后期的沉桩困难,设计时主要采取以下措施来解决可能产生的挤土效应问题:
        3.1桩基础设计措施
        (1)控制桩间距及置换率。本主楼的桩基最终采用直径400(短桩,桩长17m,共481根)与直径500(长桩,桩长30m,共239根)并用的长短桩复合地基方式,相较于单一短桩节省桩数60根,适当加大桩间距,桩间距为4.5d,其置换率为4.48%<5%。
        (2)控制400mm短桩进入第⑤层土(中密细砂)的深度,最深为3.0m;500mm长桩进入第⑦层土(中密细砂)的深度,最深为3.0m,沉桩困难区域采用引孔。
        3.2沉桩施工前的措施
        (1)开挖防挤沟。主楼南部靠近原有建筑部位,考虑在主楼桩基施工区域与比邻建筑之间开挖宽度为1m,深度为2~3m的防挤沟,以阻隔打桩产生的挤压对周边建筑及道路的影响。
        (2)设置应力释放孔。在防挤沟内设置一排直径600mm,孔深15m,孔间距2.5m的应力释放孔。为防止孔壁坍塌,孔内安放Φ500钢筋笼(构造配筋),钢筋笼外围绑扎毛竹片用于挡土,孔内可随时抽取水泥浆。
        (3)设置观测点。在防挤沟外侧布置四个观测点,在场地内及已经施工好的桩基布置观测点,记录各观测点的数据并做好相关记录,以便及时指导施工顺序、沉桩速度的合理调整和安排。
        3.3施工中的措施
        (1)钻土引孔。本工程的预钻孔可采用300mm直径,长度为现有地面下15m,引孔可有效的减小挤土、降低孔隙水压力及加快孔隙水压力的消散,还可以保证送桩器顺利拔出。
        (2)合理的安排沉桩顺序。先施工工程桩后施工支护桩;先施工主楼部分的桩基后施工裙房部分的桩基;先施工500直径的长桩再施工400直径的短桩;主楼宜采用自西向东,从南到北的施工顺序;对同一排桩则按照一定间隔进行压桩的跳打方式施工。
        (3)对总桩数10%的桩顶上涌和水平位移进行监测。以防止后期施工的管桩对已经施工好的桩基产生挤压力使之上浮,若上浮应控制沉桩速率。
        (4)控制沉桩速率。沉桩初期可按照正常沉桩速度施工,若发现观测点(土体及桩顶)的水平位移、竖向位移超过报警值,应减缓沉桩速率。
        (5)选择合适桩锤。通过工程前试桩来选择合适的锤型。
        4、结语
        在基础设计的方案选择时应开拓思路,不局限于常规单一做法,仔细研究技术资料,对多种可行的方案进行具体分析,使场地提供的地基承载力得以充分发挥,以获得对单体工程总体既安全可靠、又具有较高的经济效益和社会效益,符合绿色建筑设计的理念,可为类似工程结构的基础设计提供参考。
        参考文献:
        [1]济南勘察测绘研究院.济南西客站市政配套工程岩土工程勘察报告[R].2010.
        [2]JGJ94--2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
        [3]桩基础和筏板基础设计软件JCCAD(2010版)用户手册及技术条件[M].北京:中国建筑科学研究院,2011.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: