李 昊
(中鐵十四局集團太原房地產開發(fā)有限公司,山西 太原 030000)
隨著建筑高度的增加和上部結構復雜性的提高,傳統(tǒng)的基礎類型已不能滿足高層建筑的發(fā)展需求,樁基礎的應用越來越多。高層建筑的基礎選型不但影響到整個建筑的安全、質量、經濟效益等重大問題,而且還涉及地質工程條件、結構類型及勘察設計與施工等條件的難題,在進行高層建筑基礎選型時,應綜合考慮建筑上部結構、基礎、地基、地裂縫、周邊環(huán)境等各方面因素,選擇合理的基礎形式[1]。
中國鐵建·青秀嘉苑項目位于太原不銹鋼產業(yè)園區(qū)新蘭路,項目占地總面積為32 167.57 m2,總建筑面積108 963.7 萬m2,其中地上建筑面積83 548.18 m2,地下建筑面積25 415.52 m2。項目共規(guī)劃建設6 棟住宅樓(見圖1),此外項目還規(guī)劃建設超3 000 m2的沿街商業(yè)和配套換熱站、體育場館等設施,預計總投資約6.4 億元。
圖1 中國鐵建·青秀嘉苑項目
場地所處地貌單元為黃土丘陵前緣,場地范圍內地形平坦,地面高介于810.58 m~812.8 m,場地類別為Ⅲ類。深度范圍內揭露的首層地下水類型為潛水,屬抗震一般地段,本場地內第②土層為濕陷性粉土,基坑開挖時已基本挖除,地基濕陷量計算值<50 mm,故本場地按一般地區(qū)考慮。場地標準凍結深度為0.740 m。濕陷場地上地庫的建筑分為類丙類。場地土層自上而下詳見表1。
表1 地基土巖土構成、承載力特征值 kPa
本文以中國鐵建·青秀嘉苑項目其中的6# 住宅樓(見圖2)作為實例,為801.40 m,基底壓力為220 kPa,持力層為第③、第④層,屬于中壓縮性地基,持力層地基承載力特征值不滿足基底壓力,不均勻地基,可能產生不均勻沉降,因此基礎形式不適合采用天然基礎。對主要考慮的鋼筋混凝土灌注樁(后壓漿)+承臺梁+防水板、預應力混凝土管樁+筏板和CFG+筏板基礎樁進行分析對比[2]。
本項目6#住宅樓地上1 至33 層均為住宅,地下1 層為儲藏室,地下2 層為人防二等人員掩蔽所。總建筑面積為15 387.45 m2,建筑高度為97.5 m,6#樓首層墻柱布位平面示意圖見圖2,抗震設防烈度為8 度。
圖2 6#樓首層墻柱布位平面示意圖(mm)
表2 各樁基設計方案表
根據6#住宅樓結構形式、本地塊勘察報告、太原市幾種現(xiàn)有樁基形式,制定出混凝土灌注樁(后壓漿)+防水板、預應力混凝土管樁+筏板、水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁)+筏板基礎三種方案(見表2)。
通過對本項目高層住宅6#住宅樓的承載力測算及優(yōu)缺點對比(見表3),混凝土灌注樁(后壓漿)+防水板、預應力混凝土管樁+筏板2 種樁基型式均能滿足高層的承載要求,需綜合考慮施工場地的工程地質條件、施工條件、建筑結構布置、荷載大小等特點,保證項目的建設成本、施工進度及質量。
通過對本項目高層住宅6#住宅樓的各樁基方案經濟對比,混凝土灌注樁(后壓漿)+防水板形式造價最高,預應力混凝土管樁形式造價最低(見表4),由于本項目為多層、小高層及高層建筑形式,需綜合考慮后合理搭配樁基形式保證項目的經濟、安全、質量、工期等[4]。
表3 各樁基方案承載力測算及優(yōu)缺點對比表[4]
表4 各樁基方案經濟對比表
針對3 種方案進行設計、工程量、施工、承載力、經濟等多方面進行比較分析,鋼筋混凝土灌注樁、預應力混凝土管樁兩種樁型均可應用于本工程。鋼筋混凝土灌注樁、預應力混凝土管樁均有各自不可替代的優(yōu)勢,從施工技術方面,鋼筋混凝土灌注樁施工方便,施工時無振動,在本地區(qū)應用較廣泛,更切合本項目現(xiàn)場實際施工情況;從承載力方面,鋼筋混凝土灌注樁承載能力較高,承載能力可靠,建筑沉降小,沉降差小,更加安全可靠,且建筑樁基技術規(guī)范中,在抗震設防8 度區(qū)及以上不宜采用預應力管樁;從經濟技術指標方面,預應力混凝土管樁形式經濟性較好,但環(huán)保要求比較嚴格,管樁廠家材料存量較少,需要現(xiàn)金提前購買[5]。綜合考慮本項目屬地環(huán)境、市場供給情況、施工技術、環(huán)保情況等因素,為保障本項目施工進度、質量,選擇鋼筋混凝土灌注樁作為中國鐵建·青秀嘉苑項目6#住宅樓樁基礎型式。
一個項目工期長短很大部分取決于地下工程的施工,因此,在工期緊、場地地質條件差的情況下,選擇合理的樁基方案特別重要。中國鐵建·青秀嘉苑項目綜合考慮上部結構、基礎、地基、地裂縫、周邊環(huán)境等各方面因素,同時滿足承載力、沉降量、差異沉降量的要求,兼顧工程建設的經濟性要求,對可選的3 個樁基方案進行綜合對比,合理地選定了鋼筋混凝土灌注樁基礎作為該項目的主要基礎形式,保證了結構安全與穩(wěn)定,節(jié)約成本,縮短工期,達到了預期目標。