摘要:本文通过对安徽地区高层住宅楼基础设计归纳总结,以合肥地区为例,提出不同高度的高层住宅基础设计的建议,为项目设计管控提供参考依据,保证安全,降低造价。
关键词:基础形式;PHC桩;筏板;高层住宅
1.前言
基础设计在整个工程设计中,占有十分重要地位。基础的安全性决定着整个工程的安全度,同时,基础的建设费用在整个工程建设投资中占有非常大比例。一般情况下基础工程造价占土建工程总造价的20%左右,工期占土建工程的20%~30%,当地质条件复杂时,其造价和工期所占比重还会增加。本文通过对安徽地区高层住宅基础设计总结,以合肥地区为例,对基础选型和设计做一些探讨,为后续工程基础设计管控提供参考依据,提高管控效率。
2.基础形式介绍
2.1 基础形式
目前,安徽地区高层住宅基础主要有两种形式:桩基础和筏板基础,桩基础形式主要有PHC管桩、CFG桩和灌注桩。
2.2 适用范围
表1基础统计表
2.2.1 桩基础
PHC管桩:单桩承载力大,施工速度快,适用于持力层上土质变化不大,没有坚硬的夹层,桩长易于控制且工期较紧的工程。
CFG桩:适用于复杂,难处理的地质条件,如有软硬夹层,流砂层,深回填土等。
灌注桩:单桩承载力大,适应能力强,适用于超高层建筑,但施工工艺复杂,质量难把控,进度较慢。
2.2.2 筏板基础
整体刚度好,能调解不均匀沉降,抗震性能好,施工工期短,适用于层数为24层左右的住宅以及多层建筑;但承载力不如桩基础高,上部荷载较大时,经济性较差。
3.基础设计总结
3.1合肥地区
3.1.1 金汇中心
3.1.2 绿地新都会
3.2马鞍山地区
3.2.1 绿地7-2#地块
表3基础统计表
3.3蚌埠地区
3.3.1 绿地世纪城五期
表4基础统计表
4.基础设计分析
从表一~表五中可以看出,目前安徽地区高层住宅以PHC管桩和筏板为主,只有马鞍山地区采用人工挖孔灌注桩,原因为马鞍山地区属于山地地质状况,岩石埋深较浅,而其它地区以粉质粘土为主,岩石埋深较深。下面以合肥地区为例,对不同高度的住宅基础设计进行探讨,供同行参考。
4.1合肥工程地质概况
合肥地区以老粘土为主,岩石层基本为泥质砂岩,如合肥金汇中心项目地质情况:
建筑场地位于合肥市宿松路与祁门路交口西北角,场地地层构成从上至下为:
①层杂填土(Qml);②层粘土(粉质粘土)(Q4al+pl);③1层粘土(Q3al+pl);③2层粘土(Q3al+pl);④1层强风化泥质砂岩(K);④2层中风化泥质砂岩(K);
天然地基设计参数:
③1层粘土:fak=260kPa,Es=12.0MPa,K=55MN/m3;③2层粘土:fak=300kPa,Es=15.0MPa,K=60MN/m3;④1层强风化泥质砂岩:fak=350kPa,Es=20.0MPa;④2层中风化泥质砂岩:fak=800kPa,压缩性微小。
桩基设计参数(极限标准值)详见下表:
表6 桩基设计参数
4.2合肥地区住宅基础设计
4.2.1结构高度不大于80m(不超过27层)
此类住宅,因为主体结构荷载较小,可以根据地勘报告和施工现场条件,选择筏板和PHC管桩两种基础形式。
一般情况,若地基承载力较高(fak在260kPa左右),建议采用筏板基础。根据合肥地区设计经验,18层住宅,筏板厚度约1000mm,27层住宅,筏板厚度约1400mm,筏板厚度随着层数增加逐渐变厚;筏板配筋按最小配筋率0.15%配置,配筋不够地方通过附加钢筋解决。若地基承载力较低,可选择PHC管桩,管桩直径500mm,单桩承载力特征值控制在2500kN,桩长22~27m,每平米桩数根据设计经验在0.23左右;根据计算,防水板厚度为300mm,双层双向配置12@150,可以满足规范要求。
4.2.2结构高度不大于100m(不超过34层)
此类住宅,因为主体结构荷载较大,筏板基础经济性较差,一般选择PHC管桩基础形式。PHC管桩设计参数和结构高度不大于80m住宅的管桩设计参数相同,每平米桩数可控制在0.27左右,防水板厚度为300mm亦可满足规范要求。
4.2.3结构高度大于100m(超过34层)
此高度住宅配比较少,目前只有肥西新都会项目3#,12#,15#和17#楼是41层住宅。此类住宅主体结构荷载很大,若只采用PHC管桩,由于预制管桩很难打入中风化岩石层,管桩承载力达到一定程度无法再提高,因此可采用PHC管桩+筏板这种基础形式。
根据这4栋住宅基础设计,可以看出41层住宅,每平米桩数约在0.35左右,PHC管桩设计参数和结构高度不大于80m住宅的管桩设计参数相同,筏板厚度1300mm,双层双向配置22@150,局部配筋不够采取配置附加钢筋。从表2可以看出,3#筏板厚度1600mm偏保守,仍有优化空间。
5.结语
目前,地产开发速度很快,而基础又是最先施工,因此,在工程初期能够根据场地岩土情况以及上部结构特点,准确选择技术先进,安全合理,经济效益好且工期短的基础方案,对后期施工图设计和工程建设可起到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]JGJ 94-2008.建筑桩基技术规范.
[2]GB 50007-2011.建筑地基基础设计规范.
[3]朱钢. 关于高层建筑筏型基础设计的探讨.有色金属设计.2006
论文作者:何金峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/16
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