摘要：某大型会展中心位于沿海风高风压区域，结构采用大跨度钢结构。地下室1层，地下水位埋深较浅，桩基布置以抗拔承载力控制为主。施工图设计采用直径1000mm~1500mm毫米的钻孔灌注桩，根据上部结构受力、地基及基础情况，采用施工图桩基方案经济性不足，优化方案采取小直径、高配筋率桩，可节约20%以上工程费用。本文从优化方案与原方案对比，提出抗拔控制下桩基设计的一些思路，可供同类设计参考。
关键词：抗拔控制；桩基；优化；
1 引言
随着国家一路一带建设与改革开放的不断深入，沿海区域不断开展新型发展方式、新型经济模式的探索。会展经济因其可以带来较大的直接与间接经济效益，成为不少区域进行大力开拓的新模式。根据相关机构测算，国际上展览业的产业带动系数大约为1∶9，即展览场馆的收入如果是1，相关的社会收入为9。今年上海举办的进博会就是典型。同时会展建筑也在全国各地涌现，在沿海区域风压较大区域的会展建筑，因上部恒载较小，地下水埋深较浅，地下室埋深较大等原因，基础承受较大浮力，桩基也以抗拔控制进行布置。本文根据某工程案例，就这一问题展开初步分析。
2 工程概况
某会展中心位于福建某综合试验区，地处海岛之上。该区域是风压较大，基本风压w0=1.3kN/m2。拟建区域分布有厚度较大的软弱土层，层厚7.30~27.30m，平均厚度15.82m分布不均匀。该项目用地面积133335.00m2（200亩），总建筑面积149039.73 m2，其中地上建筑面积101034.59 m2，地下建筑面积48005.14 m2，建筑占地面积53334.00 m2，绿地面积13345.13 m2。地基基础设计采用冲钻孔灌注桩，桩径1000~1500mm，不同区域最短桩长33~48m。会展中心共布置桩1800多根。拟建物的设计情况详见表1。
表1 建筑物工程特征
3施工图各区域桩基布置
高层酒店共25层，根据上部结构荷载计算，上部荷载约12200kN，该区域桩基不承受抗拔，以抗压控制为主，桩基直径1500mm，持力层为中风化花岗岩，进入持力层不小于1.5m，共布置82根。
其他区域上部荷载相对较小，地下室埋深5.45~7.0m，承受较大浮力，为满足规范要求，采用满堂布桩，桩基以抗拔控制为主，桩径1000mm~1200mm，持力层为碎块状强风化花岗岩，进入持力层不小于4m，抗拔承载力1000、1800kN为主。共布置抗拔桩约1732根。
根据初步计算，高层酒店区域桩基布置比较合理，无需优化。因此优化范围为抗拔桩，根数约1732根。
4 桩基方案优化
以抗拔控制为主基础下桩基通常可采用预应力混凝土桩，因本区域淤泥层较厚，根据福建省住建委相关规定，不得使用预应力混凝土桩，因此本项目采用冲钻孔钢筋混凝土桩是合适的。
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），抗拔承载力控制条件为两种。一是桩的承载力特征值，即桩与周围土、岩之间的摩擦力+桩身自重；二是桩身抗拔承载力，即桩不被拉断或桩身出现的裂缝不大于规范要求，满足正常使用的要求。桩身抗拔承载力取二者之间的较小值，理想情况是二者匹配。
而桩基承载力特征值主要是由桩与土、岩摩擦力提供，桩身抗拔主要由钢筋提供。二者抗拔能力匹配、桩长不变的情况下，摩擦力大小和桩的直径呈线性关系。而桩的造价和桩的体积有关，在相同桩长下，造价与桩的直径呈平方关系。因此抗拔桩采用配筋率相对较高的小直径桩比采用配筋率低的大直径桩更具经济性。
根据地勘资料，分别计算直径800mm、1000mm、1200mm桩基抗拔承载力，根据计算结果，不同直径的桩，地基提供的抗拔承载力分别不小于2000、2600、3000kN。
而该区域直径1000mm桩基，设计抗拔承载力1000kN，直径1200mm桩基，设计抗拔承载力为1800kN。经计算，该值为桩身抗拔承载力。
根据上述分析，本次优化主要是将直径1000mm的桩优化为直径800mm，直径1200mm的桩优化为直径1000mm。其他如配筋、桩长等均保持不变。共节约混凝土桩方量约33%。考虑到施工因素，本项目可节约桩基费用25%。
5 结语
1、以抗拔控制为主的桩基设计，应综合考虑地基提供的抗拔承载力与桩身承载力，尽量保证二者匹配，从而节约工程造价。
2、在钢筋布置满足规范最小间距的情况下，以抗拔控制为主的桩基，应考虑采用小直径、高配筋率形式的桩。
参考文献：
1 龚晓南 复合地基理论及工程应用 北京 中国建筑工业出版社 2002 218-223
2 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008） 北京 中国建筑工业出版社 2008
3 顾晓鲁 钱鸿缙 刘慧珊 汪时敏 地基与基础（第三版）北京 中国建筑工业出版社 2003
论文作者:丁震,刘京安
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：桩基论文; 承载力论文; 直径论文; 区域论文; 风压论文; 地基论文; 较大论文; 《基层建设》2018年第36期论文;