【摘要】本文結(jié)合某一巖溶場地的工程項(xiàng)目，通過分析工程項(xiàng)目的具體情況，包括項(xiàng)目建設(shè)周期、場地條件、建筑條件等，分析基礎(chǔ)方案選擇，采用PHC管樁、沖孔灌注樁樁筏進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。介紹樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、管樁斷樁的補(bǔ)樁處理、補(bǔ)樁后不規(guī)則承臺(tái)的計(jì)算，希望能對類似工程起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】巖溶場地；PHC管樁；斷樁；承臺(tái)；沖孔灌注樁樁筏

1.引言

巖溶地區(qū)具有發(fā)育不均勻性和不確定性的特點(diǎn)，在此類場地上進(jìn)行工程建設(shè)將面臨諸多技術(shù)問題，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)亦成為工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，涉及地質(zhì)勘察、地基基礎(chǔ)選型、施工過程控制等方面，同時(shí)對項(xiàng)目的建設(shè)周期、經(jīng)濟(jì)性帶來不可預(yù)計(jì)的影響，本文結(jié)合巖溶場地某項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)，供設(shè)計(jì)人員參考。

2.工程概況

本工程位于廣州西部地區(qū)，總建筑面積約17萬m2。地上由1幢4層商業(yè)、2幢28層98.8m高的酒店式公寓塔樓、1幢17層76m高的酒店、1幢22層94m高的辦公樓及相關(guān)商業(yè)裙房組成（圖1），1層地下室，為車庫和設(shè)備用房。裙房及2#樓為四層框架結(jié)構(gòu)，1#、3#、4#、5#塔樓為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.地基基礎(chǔ)選型分析

根據(jù)勘察報(bào)告，本工程項(xiàng)目鉆探孔揭示有溶洞的孔主要分布于場地的東南區(qū)，場地中部有零星孔揭示有溶洞，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目東南區(qū)位置溶洞見洞率高于30%，覆蓋層厚度約20～30m，其它位置見洞率5%左右，場地覆蓋土厚度達(dá)40～45m。按此場地溶洞分布特征（圖1）及建筑建筑總平面布置，結(jié)合工期要求，對基礎(chǔ)方案進(jìn)行分析，提出三種基礎(chǔ)方案：

方案1：裙房采用PHC管樁，塔樓采用PHC管樁樁筏基礎(chǔ)；

方案2：裙房采用PHC管樁，塔樓采用沖孔灌注樁樁筏基礎(chǔ)。

分析方案1：此方案全部采用PHC管樁，優(yōu)點(diǎn)系施工速度快，樁基礎(chǔ)驗(yàn)收耗時(shí)短，質(zhì)量和工期均容易滿足要求，缺點(diǎn)系塔樓管樁樁筏基礎(chǔ)按最小樁距梅花型布樁，在溶洞率高位置的塔樓容易發(fā)生斷樁事故，根據(jù)附近類似場地工程經(jīng)驗(yàn)，溶洞率高位置斷樁率最高可達(dá)40%，屬巖溶強(qiáng)發(fā)育，若發(fā)生斷樁事故將難以調(diào)整，補(bǔ)樁十分困難，工期拖延無法預(yù)測。

分析方案2：與方案1區(qū)別是塔樓位置采用沖孔灌注樁樁筏基礎(chǔ)，電梯處剪力墻較密區(qū)域均勻布樁，框架柱下按承臺(tái)概念布設(shè)樁位。此方案灌注樁基本能承受上部結(jié)構(gòu)荷載，筏板厚度及配筋將減少，4棟塔樓同時(shí)進(jìn)行灌注樁施工亦難以滿足工期要求，且灌注樁造價(jià)相對管樁有所提高，巖溶地區(qū)質(zhì)量控制亦有困難，不嚴(yán)格控制施工容易出現(xiàn)不合格樁。

綜合考慮，采用上述兩種方案均難以滿足工期要求，研究勘察報(bào)告各個(gè)鉆孔情況及建筑各棟塔樓分布：局部裙房、4#樓、5#樓均位于揭示的高見洞率區(qū)域，其余兩棟塔樓位位于覆蓋土厚度較厚，巖溶發(fā)育較弱的區(qū)域。針對性的提出第三種基礎(chǔ)方案：裙房及2#樓采用管樁基礎(chǔ)、1#樓、3#樓采用管樁樁筏基礎(chǔ)，4#樓、5#樓采用后注漿灌注樁樁筏基礎(chǔ)，減少灌注樁施工數(shù)量，避免巖溶發(fā)育強(qiáng)的區(qū)域出現(xiàn)難以補(bǔ)樁的情況發(fā)生，灌注樁后續(xù)質(zhì)量問題可通過后注漿彌補(bǔ)并提高樁的承載力，滿足上部結(jié)構(gòu)荷載要求。

4.沖孔灌注樁樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4#、5#樓沖孔灌注樁采用直徑1m，C35混凝土，單樁抗壓承載力特征值Ra=7000kN，要求穿過溶洞頂板，嵌入穩(wěn)定的微風(fēng)化巖不小于1m，電梯處剪力墻較密區(qū)域均勻布樁，框架柱下按承臺(tái)概念布設(shè)樁位，筏板厚度1800mm，計(jì)算模型以沉降后澆帶為界，考慮上部剛度，不考慮筏板下土承載力貢獻(xiàn)，按經(jīng)驗(yàn)值沉降量10mm計(jì)算樁身豎向剛度為700000kN/m，采用PKPM的JCCAD軟件進(jìn)行樁筏基礎(chǔ)有限元計(jì)算，進(jìn)行筏板配筋。經(jīng)檢測，樁身承載力滿足要求，估算沉降符合實(shí)際情況。

5.管樁設(shè)計(jì)及補(bǔ)樁原則

裙房、2#樓及1#、3#塔樓基礎(chǔ)采用樁徑500AB型PHC管樁，單樁抗壓承載力特征值為1450kN，僅一層地下室位置管樁按抗壓兼作抗拔樁設(shè)計(jì)，抗拔承載力特征值為250kN。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，除局部有溶洞位置斷樁較多外，其余位置僅出現(xiàn)少數(shù)的斷樁事故。對比斷樁較多的位置的鉆孔及施工情況進(jìn)行分析，判斷巖面起伏較大是造成斷樁事故的主因，討論采用管樁或鋼管樁進(jìn)行補(bǔ)樁設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算（表2），采用250mm管徑的鋼管樁僅能提供約400kN左右的承載力，不經(jīng)濟(jì)，確定仍采用管樁進(jìn)行補(bǔ)樁設(shè)計(jì)。

6.承臺(tái)設(shè)計(jì)

由于溶洞發(fā)育強(qiáng)烈位置承臺(tái)下補(bǔ)樁導(dǎo)致樁距差異，導(dǎo)致承臺(tái)出現(xiàn)不規(guī)則形狀，基礎(chǔ)承臺(tái)下樁反力計(jì)算十分繁瑣，導(dǎo)致承臺(tái)彎矩、剪力、沖切計(jì)算都給承臺(tái)設(shè)計(jì)帶來很大的工作量并且容易出現(xiàn)差錯(cuò)，從而造成工程隱患。本工程對裙房分塊建模，估算承臺(tái)厚度，按補(bǔ)樁后的樁輸入JCCAD進(jìn)行樁筏有限元分析計(jì)算，計(jì)算樁的反力，及承臺(tái)配筋，按程序輸出的反力值按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》復(fù)核配筋，計(jì)算承臺(tái)的抗剪承載力，抗沖切承載力。其中，抗沖切承載力計(jì)算取多個(gè)不利沖切線，包絡(luò)設(shè)計(jì)。

7.結(jié)語

通過對本項(xiàng)目的場地條件和上部結(jié)構(gòu)在本場地的分布情況和承載力要求進(jìn)行分析研究，結(jié)合投資方對工期要求，確定本項(xiàng)目的基礎(chǔ)方案，制定有效的施工控制措施和解決方案。實(shí)踐證明，經(jīng)濟(jì)性、施工進(jìn)度、質(zhì)量安全達(dá)到要求，對建設(shè)投資帶來切實(shí)的效益。

參考文獻(xiàn)

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