载体桩复合地基在黄山某高层建筑中的应用

文/黄永明 黄山市建筑设计研究院 安徽省 黄山市 242700

载体桩复合地基在黄山某高层建筑中的应用

文/黄永明 黄山市建筑设计研究院 安徽省 黄山市 242700

随着我国经济的快速发展，城市化进程逐渐加快，各种高层建筑逐渐增加，从而导致城市地面沉降现象的产生。在本文中，对当前我国的城市地面沉降产生的危害进行了简单的介绍，同时，将我国各地应对和预防城市地面沉降的策略进行了简单的介绍。

城市地面；沉降灾害；预防

引言

近年来，随着城市化进程的推动，高层住宅在黄山地区发展迅速，天然地基承载力已经不能满足高层建筑地基承载力的要求。本工程结合场地条件，经过多方面技术经济分析，最终采用了载体桩复合地基的处理方案，产生了良好的社会和经济效益。

一、工程概况及地质条件

1.工程概况：

本工程位于安徽省黄山市，由14幢26～33层高层住宅和一层大底盘地下室组成，其中一期共竣工七栋楼，六栋楼采用载体桩复合地基，1#、3#、10#、11#楼均为33层，2#、6#楼为26层，均采用框架剪力墙结构体系，地下室底板面绝对高程为121.00m。经计算，标准组合下地基最大反力33层在600KPa左右，26层在550KPa左右。

2.地质条件：

2.1 地基承载力及设计主要参数一览表 （表1）

地层代号及名称 压缩模量E s 1 -2 （M p a）变形模量E o （M p a）地基承载力特征值f a k （k P a ） 层面标高（m ）1层杂填土 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粉质粘土 6 .7 6 1 4 0 1 2 4 .7 7 ～1 2 8 .3 2 m 4层细砂 5 .0 8 0 1 2 0 .3 8 ～1 2 4 .1 1 m 5层圆砾 2 0 .0 3 0 0（力学性能差异较大，离散性高，局部f a k = 1 8 0 ） 1 1 8 .9 1 ～1 2 4 .2 2 m 6层强风化粉砂岩 2 5 3 5 0 1 1 5 .9 2 ～1 1 9 .4 1 m地层代号及名称1层杂填土2耕表土3粉质粘土7层中风化粉砂岩 变形微弱 1 0 0 0 1 1 4 .9 2 ～1 1 8 .4 1 m

2.2 地下水

该场地地下水水量丰富，主要分布为：1、上层滞水，赋存在①填土中，水量不丰富。2、孔隙水，分布在③、④中，具承压性，水量丰富。3、基岩孔隙水，赋存在粉砂岩中，水量不丰富。钻孔内静止地下水位埋深1.70～ 7.10m（相对黄海高程118.85～ 125.74m）。

二、多方案比较

从工程概况及地质资料分析，如采用筏板基础，筏板底标高在119.2左右，基本位于5层圆砾层上，但圆砾层力学差异大，修正后的地基承载力特征值fak=460kpa，也不能满足本工程的要求，必须进行地基处理；如采用桩筏基础，在保证最小桩长的基础上须凿除1.2～4.7m的中风化岩，施工比较困难，且造价较高。

由于圆砾层厚度约3m左右，且基坑做了止水帷幕，冲击力比较大的冲孔桩、强夯地基可能引起帷幕损坏而予以排除，水泥土搅拌桩、旋喷桩、CFG桩等复合地基由于不适用圆砾层也予以排除，最后与业主商定在本地区常用的人工挖孔桩和载体桩复合地基间进行对比选用，经初步计算，挖孔桩与载体桩造价对比见下表2。

1#楼人工挖孔桩与载体桩复合地基造价对比（表2）

载（KN）最终变形量（mm）38.18 43.0459.49 2 1.4 6 18.0 0 13 .3 8总荷载标准值（KN）单桩承载力特征值（KN）复合地基承载力特征值（kpa）桩数量（根） 桩长（m） 造价（万元）人工挖孔桩（D800） 250000 3265 约100根 6m 36载体桩（D430 ） 1100 550 约230根 3m 23

经比较，由于载体桩复合地基在工期、造价、施工难度上有明显优势，最终选用载体桩复合地基进行处理。

三、载体桩复合地基的设计（以1#楼为例）

本工程选用直径430的载体桩，混凝土强度等级C30，采用强风化砂岩为持力层，经计算，载体桩单桩承载力特征值取1100KN。桩距取1.7mX1.7m，桩间土承载力取200kpa，计算所得复合地基承载力特征值为550KPa，满足承载力的要求，桩布置见图1。

图1

考虑到桩体刚度大，为避免受压破坏，桩顶1m配6根12mm纵筋及6@100的螺旋箍筋，桩顶要求夯扩到600，三击贯入度要求不大于10cm，桩顶处理后筏板下整铺碎石褥垫层、褥垫层厚度200mm，褥垫层材料为粒径5～20mm的碎石，铺设时应振密压实，压实系数不小于0.97。

四、载体桩复合地基的施工

由于场地地下水丰富，止水帷幕效果不理想，造成载体施工时有地下承压水。针对这一问题，施工单位积极采取对策，在少量降水的前提下，施工载体时选用粘土碎砖做填充料，有效的堵住承压水。桩施工时由于桩距偏小，局部出现的地基土隆起的情况，施工单位也及时调整的施工工艺等到了解决。

五、载体桩复合地基的检测

本工程委托安徽省质检二站进行承载力检测，分别对载体桩、桩间土、复合地基进行载荷试验，试验结果见下表3，均满足设计要求。通过试验还发现，桩对桩间土挤土效应明显，桩间土承载力得到大大的提高。

单桩复合地基 桩间土试验点编号 4 3# 1 1 6# 1 8 3# 1# 2# 3#最大荷载（K N ）1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 6 0 0 6 0 0 6 0 0最终变形量（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、沉降观测结果（以1#楼为例）

本工程委托安徽省质检二站进行沉降观测，本栋楼共设六个观测点，均匀分布在四角和中部，观测结果见下表4。从观测结果可以看出，各点沉降均匀，竣工后（2013.6.30）沉降也进入了稳定阶段，累计最大沉降量仅36.30mm，平均沉降量仅34.19m，满足规范要求。

七、结语

高层建筑基础设计一直以来都是业主和设计单位控制工程造价的重要环节，本项目通过载体桩复合地基在黄山地区的实践，在保证安全的前提下，经济性得到了有效控制，为类似场地的地基处理和基础设计提供了宝贵的经验。