计算沉降值选择软土地基基础桩长的工程实例研究

陈辉

(广东省廉江市第三建筑工程有限公司,广东 廉江524000)

一、概述

软土地区桩基础设计，常遇到桩端持力层的选择问题。地质勘察报告的结论与建议，多倾向于采用较深、较密实的土层作为桩端持力层，倾向于以端承力为主的摩擦端承桩，这样的桩基础设计较为常见。但这种设计经常遇到一个矛盾，就是桩基础的性价比。在市场经济条件下，设计人员要考虑业主的经济要求，桩端持力层的确定，很大程度上决定了桩基础的性价比。本文试图从桩基的沉降计算着手，对经济合理的桩端持力层选择方法进行讨论。

二、工程实例

1工 程概况

某26层高层建筑，高 98.5m，框架-剪力墙结构，为当地最高建筑。拟建场地在表层粉质黏土以下为35m厚淤泥质土，再往下为56m厚黏性土，中粗砂在地面以下96m处。

2地 基基础设计

地质勘察报告的“结论与建议”指出：拟建场地属于桩基工程地质条件相对较差的地段，工程力学性能较好的第5-2层含砾中粗砂埋深96m左右，建议本工程采用92m长的钻孔灌注桩，桩径1200～1500mm。

设计采用1200mm直径、90m长钻孔灌注桩，以第5-3层含砾中粗砂为桩端持力层，单桩承载力特征值为6000kN，桩间距约为3.6m，共布置120根桩。基础采用上海地区常用的桩-厚筏底板基础，厚度为2.0m。

业主对该工程的基础造价进行估算，120根钻孔灌注桩共需约1100万元，仅桩与2.0m厚承台板的造价就占到结构总造价的近30%。认为基础造价太高，邀请的某顾问咨询公司认为可以降低基础造价40%左右，设计认为不可能，业主决定另行委托设计。

3工 程问题

某顾问咨询公司的技术人员仔细研究了地质勘察报告，并考察了当地一些高层建筑的基础情况。如附近一幢13层高层住宅，地基土情况与本工程类似，采用30余米长预应力钢筋混凝土管桩，计算沉降130mm，但建成数年后实测沉降为20-30mm。考虑本工程采用直径600mm、长60m的预应力钢筋混凝土管桩，以地质勘察报告中第4-2层粉质黏土夹粉土作为桩端持力层，采用端承摩擦桩。用“实体深基础法”估算沉降，由于当地离上海较近，故沉降计算经验系数参照上海市标准《地基基础设计规范》DOJ 08-11999中的系数。

表1 沉降计算表

按上海市标准《地基基础设计规范》DBJ 08-11-1999“实体深基础法”计算的沉降值为79mm，见表1。

根据沉降计算结果，设计采用了480根直径600mm、长60m的预应力钢筋混凝土管桩，单桩承载力特征值为1800kN，按均匀布置。基础采用桩一厚筏底板，厚度为1.5m。

单桩静载荷试验结果符合设计要求。建筑物竣工实测沉降值为15mm。由上海地区高层建筑桩基础的竣工沉降值一般占最终沉降值的40%-70%来看，本工程的最终沉降值约为40mm左右，小于计算值79mm。

该工程的桩造价共约580万元，比钻孔灌注桩方案降低400余万元，厚筏底板造价比修改前降低约80万元，共降低近500万元，折合每平方米建筑面积100元。桩与厚筏底板的造价占结构总造价的比例降低到20%左右。

4失 误原因分析

本工程的地质勘察报告，未选择第4-2层土作为桩端持力层，原设计对第4-2层土也未加考虑，主要原因是该层土的压缩模量较小，担心建筑物的沉降偏大。实际上根据目前的勘察手段，深层地基土的压缩模量很难正确确定，原状土样的采取受到很大的限制，特别是粉性土、砂土扰动程度更大，导致地基土的压缩模量偏小或失真。

此外，上海地区的第5、8层黏性土由于其有较长的地质年代，一般具有超压密性（OCR~1），尤其是第8层黏性土的地质年代属于Q：（上更新世），根据一些工程采用薄壁取土器所得试验数据，其超压密性的指数 OCR＝1.25-1.40，这一点是在压缩模量上反映不出来的。本工程地点毗邻上海郊县，地质条件与上海类似，这也是前述13层高层建筑与本工程的计算沉降值明显大于实测沉降值的原因。

本工程还进行了100m深度内的原位测试与分层压缩试验，由第4-2、4-3层的固结试验e-p分层曲线看，满足本工程的桩基沉降计算要求。第5-2层粉砂、第5-3层含砾中粗砂的e-p分层压缩曲线缺失，据地质勘察人员介绍，与取土扰动有关。参照上海市标准《岩土工程勘察规范》DCJ 08-37-2002中表13，乙6“土的压缩模量足与原位测试成果关系”进行换算，这两层土的压缩模量正：（指地基土在200-300kPa作用时的压缩模量）为75MPa。

本工程修改设计时计算桩基础的沉降就采用上述数据。工程竣工时的实测沉降值表明，参考上海地区有关规范对地基土压缩模量的取值是可行的。

结语

广东沿海、上海市、浙江沿海等地区,从事软土地基基础设计与施工的工程技术人员间的相互交流及学习是提高我国软土地基处理技术水平的有效途径。

[1]GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S].

[3]JGJ 94-94,建筑桩基技术规范[S].