吳文學(xué)

1 工程概況

香港新世界花園位于上海市中山南路與制造局交會(huì)處西南區(qū),其中24號(hào)樓為一棟公寓式辦公樓,地下 1層,地上21層,底層和標(biāo)準(zhǔn)層平面尺寸均為58.4 m×17.15 m,頂部?jī)蓪拥谋眽ο鄬?duì)標(biāo)準(zhǔn)層收進(jìn)5.3 m;地下室平面寬18.95 m,南側(cè)相對(duì)底層收進(jìn)4.3 m,北側(cè)凸出6.1 m。層高分別為：地下室4.9 m,底層4.8 m,標(biāo)準(zhǔn)層3.2 m,主樓樓面標(biāo)高69.1 m,采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu),樁筏基礎(chǔ)。

2 場(chǎng)地地質(zhì)

建筑場(chǎng)地地質(zhì)自上而下依次為：①填土;②粉質(zhì)黏土;③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土;④淤泥質(zhì)黏土;⑤1-1粉質(zhì)黏土;⑤1-2粉質(zhì)黏土夾粘質(zhì)粉土;⑤2粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土;⑦粉砂;⑨粉細(xì)砂。

本場(chǎng)地天然地坪標(biāo)高3.960 m,場(chǎng)地地下水屬潛水型,受大氣降水及地表徑流補(bǔ)給。上海市年平均高水位埋深0.5 m,低水位埋深為1.5 m,相應(yīng)標(biāo)高為3.46 m～2.46 m;承壓水主要有⑤2層中的微承壓含水層和深部第⑦層、第⑨層承壓含水層。對(duì)本工程有直接影響的是⑤2層中的微承壓水。

進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目驗(yàn)算時(shí)按不利原則考慮,分別采用高、低水位。

3 筏板厚度的確定

按常規(guī)樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),1.2 m板厚即可滿足沖切及實(shí)際受力的需要,為了提高結(jié)構(gòu)抗傾覆的安全度,采取了增加基礎(chǔ)配重的構(gòu)造措施,同時(shí)也加強(qiáng)了基礎(chǔ)整體性和剛性。經(jīng)計(jì)算,在樁數(shù)和樁位布置相同時(shí),板厚對(duì)Y方向偏心有較為明顯的改善。

4 地下室抗浮驗(yàn)算

4.1 施工階段抗浮驗(yàn)算

通過(guò)對(duì)施工階段的抗浮驗(yàn)算,盡量利用結(jié)構(gòu)自重來(lái)平衡水浮力,少設(shè)置抗拔樁,降低造價(jià)。結(jié)合所布置抗拔樁及結(jié)構(gòu)施工樓層,確定停止降水時(shí)間以及降低投資的最優(yōu)組合。

4.2 局部抗浮驗(yàn)算

北側(cè)凸出6.1 m的局部地下室的自重不足以平衡水浮力,取最不利的一個(gè)開(kāi)間,取該開(kāi)間所對(duì)應(yīng)的從屬面積的1.2倍水壓力標(biāo)準(zhǔn)值和該區(qū)域的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值的差值,確定該區(qū)域需設(shè)置直徑600,長(zhǎng)31 m的抗拔樁。

5 樁基的設(shè)計(jì)

5.1 單樁承載力的確定

按《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(上海市標(biāo)準(zhǔn)),根據(jù)土層條件由公式估算所得的單樁豎向承載力小于按樁身強(qiáng)度確定的單樁承載力設(shè)計(jì)值。為了充分利用樁身強(qiáng)度,提高單樁承載力設(shè)計(jì)值,降低造價(jià),經(jīng)綜合比較,決定采用樁端后注漿技術(shù),提高樁端端阻力。

根據(jù)上海市工程勘察設(shè)計(jì)研究院多年積累的數(shù)據(jù),建議沉降計(jì)算時(shí)采用沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs=0.4,按此經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算的樁基最大沉降為38 mm,有效地降低了對(duì)相鄰建筑物的影響。

樁端后注漿導(dǎo)管布置見(jiàn)圖1。

5.2 承壓樁數(shù)的初步確定

根據(jù)不利原則,取低水位對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行承載力驗(yàn)算,取標(biāo)高2.46 m處水位計(jì)算地下室水浮力?？鄢×?按恒載控制的組合初步確定樁數(shù)。

5.3 樁位的布置

為了減少差異化沉降,降低承臺(tái)內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次生內(nèi)力,在荷載分布較大的南面區(qū)域集中布置直徑850,長(zhǎng)51 m的鉆孔灌注樁,而在荷載分布較小的區(qū)域布置直徑750,長(zhǎng)51 m的鉆孔灌注樁,北側(cè)采用一柱一樁。這樣既有效地控制了上部結(jié)構(gòu)荷載重心和樁群形心的距離,又減少了差異化沉降。樁位平面布置圖如圖2所示。

在進(jìn)行沉降計(jì)算時(shí),為保證計(jì)算結(jié)果的合理性,在模型中刪除了北面處于漂浮狀態(tài)的局部凸出的地下室,這樣結(jié)構(gòu)計(jì)算模型才能滿足Mindlin(明德林)應(yīng)力公式的假定。

5.4 邊樁效應(yīng)驗(yàn)算

一般情況下,布樁數(shù)量由豎向構(gòu)件內(nèi)力來(lái)控制,高層建筑中,水平力產(chǎn)生的整體彎矩對(duì)樁群的作用不容忽略。為了保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全度,采用如下荷載效應(yīng)組合對(duì)樁群進(jìn)行驗(yàn)算：

其中,G為重力荷載代表值;W為風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值;E為地震水平力產(chǎn)生的傾覆彎矩標(biāo)準(zhǔn)值。

6 結(jié)語(yǔ)

1)局部凸出上部結(jié)構(gòu)地下室的存在,由于地下室結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性,在水浮力作用下,為結(jié)構(gòu)的傾斜創(chuàng)造了有利條件。因此,應(yīng)將抗浮樁盡量布置在地下室盡端,降低水浮力的不利影響。同時(shí),在進(jìn)行沉降計(jì)算以及基礎(chǔ)承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮水浮力對(duì)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)。

2)通過(guò)樁底樁側(cè)后注漿固化沉渣(虛土)和泥皮,并加固樁底和樁周一定范圍的土體,大幅度提高了樁的承載力,增強(qiáng)了樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性,減少樁基的沉降。

3)樁群整體受力的分析,提高了樁基設(shè)計(jì)的可靠度,加強(qiáng)了樁基抗風(fēng)和抗震的能力。

[1]JGJ 94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DGJ 08-11-1999,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]DG/T J08-202-2007,鉆孔灌注樁施工規(guī)程[S].

[4]肖增有.鉆孔樁施工工藝[J].山西建筑,2008,34(9)：156-157.