长沙市桩基础工程招聘信息 长沙市某高层住宅建筑桩基础设计分析
时间：2019-04-09 03:14:39 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
提要 ： 本文对长沙市某高层住宅建筑的桩基础方案，在安全可靠、造价经济、保证质量、施工可行等方面进行分析比较，最终选出最优的桩基础类型进行了阐述。 关键词 ： 桩基础，设计，分析
Abstract: in this paper a high-rise residential building in changsha city of pile foundation scheme, in a safe and reliable, cost the economy, high quality, construction feasible analysis comparison, ultimately choose the best type of pile foundation is discussed in this paper.
Keywords: pile foundation, the design and analysis
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
长沙位于湘江河浏阳河交汇的河谷阶地，周围为地势较高的山丘，可谓“环城皆山也”，经过数十万年来的地质变化和大自然的侵蚀，形成了三个较为明显的地貌特征：一、南高北低；二、丘涧交错；三、红岩白沙。某高层住宅建筑即位于“北低”的丘陵地带，为一个高级住宅小区中的一栋单体建筑，地上32层，高度为99米，地下2层，总建筑面积为19509㎡，其西临湘江，北面为鹅羊山野营公园。该工程地下两层为设备用房和停车场，地上1层为6m高的架空层，作为休闲绿化场地，其余地上31层为两梯两户的住宅，采用全现浇钢筋砼剪力墙结构体系。该建筑地上主楼长为31.6m，宽为16.9 m，建筑的高宽比为99÷16.9=5.86，接近规范限值6.0，且位于湘江边，风荷载较大，设计时地面粗糙程度按A类考虑，另根据《建筑抗震设计规范》【1】附录A，长沙抗震设防烈度为6度，结构的抗震等级为三级，所以经过计算分析，该建筑需布置较多、较长的剪力墙，才能保证结构具有足够的整体刚度来控制位移（图1）。
场地典型地质剖面如图2所示，从上而下土层情况为：①层为种植土，厚度为1.0～1.5m；②层为粉质粘土，呈可塑～硬塑状，强度中等，厚度为5.0～9.4m；③层为全风化板岩，强度高，压缩性低，原岩多风化成土状，部分呈碎块状，岩石遇水易软化崩解，厚度为13.6～24.4m；④层为强风化板岩，强度高，压缩性低，岩体破碎，岩质软，为极软岩，雨水易软化，厚度为8.6～11.9m；⑤层为中风化板岩，强度高，压缩性低，板状构造，岩体较破碎，岩质较软，为软岩，本次勘察揭露厚度为5～18m，具体厚度不详。从以上地质钻探结果可见，该工程基础形式宜采用桩基础，可采用的桩基础形式有：钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩和高强度砼预制管桩，若采用钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩，建议以中风化板岩⑤作为桩基持力层，桩端应进入持力层一定深度；若采用高强度砼预制管桩，建议以强风化板岩④作为桩基持力层，但桩基施工前应进行试桩，以验证沉桩可能性，同时桩端应进入持力层一定深度，其承载力应通过试桩及其载荷试验来确定。
图2
二、桩基础设计
由于结构平面布置的剪力墙较多、较长，且剪力墙之间的间距较小，因为剪力墙刚度大，竖向轴力是按刚度分配的，所以剪力墙所承担的竖向力比较大，根据地质资料提供的以上各土层情况以及所建议的桩基础类型，无论采用以上三种桩类型中的何种，采用独立承台布桩的话，大部分承台相互重叠，故只能采用桩与筏板相结合的桩筏基础形式。经过分析比较，考虑采用高强度砼预制管桩相对比较安全、经济、可靠，拟采用锤击式预应力高强混凝土管桩PHC-AB500(125)-La基础，桩端持力层为强风化板岩④，桩身进入持力层不少于1.0m，施工时采用送桩方式将桩顶标高控制在设计标高，单桩竖向承载力特征值取2200kN，建议采用60#柴油锤打桩，最后三阵击贯入度不大于30mm/10击。施工前须现场试桩三根，以验证沉桩可能性和确定能否满足设计要求？
结构计算采用PKPM(SATWE、JCCAD)程序进行计算，筏板计算需要厚度为1.8m，结构总竖向最大轴力为507812kN，根据《建筑桩基技术规范》【2】中表3.3.3对基桩最小中心距的要求，按基桩最小中心距2250mm布桩，筏板底需布置167根桩，桩基反力及筏板抗冲切均满足要求。后面甲方根据桩基平面布置图，在选定的三根工程桩位置附近进行试桩，发现桩基打入5米左右后就很难再打下去，甲方找来地勘单位的技术负责人分析原因，最后分析认为全风化板岩虽多风化成土状，但比较密实，比较接近碎石土，很难沉桩，所以采用高强度砼预制管桩的基础方案不可行，只能采用钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩。若采用人工挖孔灌注桩，虽然造价相对钻孔灌注桩较低，但施工速度比较慢，施工安全性低，施工周期长，且甲方急需赶工期，不宜采用此桩基方案，最后经过分析比较，决定采用旋挖成孔灌注桩，在此处采用旋挖成孔灌注桩有以下几个优势：1、施工安全性高，不受地下水影响；2、桩端能扩底，可以大大提高单桩竖向承载力；3、振动与噪声较低，成孔速度快，节省工期；4、比其他钻孔灌注桩的造价相对低；5、桩基质量保障性高。
根据结构总竖向最大轴力和《建筑桩基技术规范》【2】中表3.3.3对基桩最小中心距的要求，通过反复试算，确定选用桩身直径为Ф800mm，桩端扩大头直径为1400mm的ZH0814桩型，既可满足基桩最小中心距的要求，也可满足桩基承载力的要求，基桩最小中心距为2800mm，筏板底总桩数为101根，筏板厚度为1.8m，能满足抗冲切要求（图3）。桩基持力层为强风化板岩④，进入持力层内不小于2.1m，单桩承载力特征值根据土层地质情况最差的钻孔ZK1和《建筑桩基技术规范》【2】第5.2.2条和5.3.6条，进行计算如下：
Ra=π×0.8×（8×26+12.6×30）+π×0.7²×1600=3935(kN)，故桩身最小桩长为8+12.6+2×0.8+1.14+0.2=23.54m，取整为24米。桩身混凝土强度为C35，其桩身强度能满足要求。
图3
三、桩基施工及试桩
在桩基正式施工前，要求须现场试成桩三根，并进行单桩竖向抗压静载试验，验证按设计桩长，单桩承载力特征值能否满足设计要求？施工队伍根据地质钻孔剖面图1-1´，选定了三根工程桩进行试桩，由于施工时为枯水期，地下水位比较低，土质情况比较好，不用进行泥浆护壁，采用干作业法进行施工，这样可以将施工过程中挖出的土与其相应的深度进行记录，可以清楚的知道地质情况与地勘报告是否相符，并能保证进入持力层（强风化板岩④）内的深度，每根桩成孔时间仅用了2个小时左右，最后ZK1钻孔附近成桩长度为23m，ZK1钻孔附近成桩长度为25m，ZK3钻孔附近成桩长度为22m，。
根据《建筑基桩检测技术规范》【3】，在桩身混凝土强度达到28d龄期后，首先采用低应变法对桩身完整性进行检测，均为I类桩；然后采用单桩竖向抗压静载试验检测单桩竖向抗压承载力，最后测得三根桩的竖向抗压极限承载力分别为8200kPa、8400kPa、8300kPa，即单桩承载力特征值分别为4100kN、4200kN、4150kN，且三根桩均没压至破坏，说明桩基实际承载力比根据地勘报告所计算的承载力要高，按设计要求的参数控制进行桩基施工能满足要求。
四、结束语
通过本工程的设计实践，只要本着科学合理的态度，对桩基工程设计方案进行多方比较，结合上部结构及地质条件特点进行设计才能使设计优质，安全可靠，节省造价。
参考文献
建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）
建筑桩基技术规范 （JGJ 94-2008）
建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2003）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
