摘要:基于佛山某工程地块呈南北放坡的地势,结合本工程的特点从经济性考虑,基础采用天然基础和桩基础相结合的形式。根据路面的标高变化采取分段取抗浮水位以满足工程实际。主要介绍该项目基础形式的选取原因及分析,其选型分析对类似工程具有参考和指导意义。
关键词:基础选型;抗浮水位;抗浮验算
1工程概况
工程位于佛山市南海区大沥镇横岗村旋湾“红泥墩”地段。研发车间一~四,建筑面积约11万m2,主楼地上13层,建筑高度43.00m,主楼为剪力墙结构;一层地下室,开挖深度约5米,地下室采用钢筋混凝土框架结构体系。建筑设计地面±0.00m标高为12.150m,底板面-5.35m标高为6.8m。主楼及地下室总体平面布置图见图1。
2场地地质分布
勘察场地地貌类型为珠江三角洲平原区,该场地地形略有起伏。工程勘察报告揭示场地地质情况为:从上至下依此为人工填土、粉质粘土、全风化岩、强风化岩、中风化岩、微风化岩,微风化基岩埋藏深度较深。局部有强风化岩夹层、中风化岩夹层和微风化岩夹层。岩层走向为东北高、西南低。
根据该工程地质勘察报告显示,开挖至设计标高,地下室底板底面开挖线在研发车间一~三主要落在全风化、强风化岩层(个别孔位显示落在中风化岩),可以全风化岩为基础持力层;南侧研发车间四基底主要落在粉质粘土层。该土层较厚,在西南角最深处厚达十几米。
图1建筑平面布置图
3基础选型
3.1基础形式选取
本工程主体采用剪力墙结构,为满足使用要求墙肢间距较大。结合主体结构特征及地质条件,基础可选用钻孔灌注桩,这样基础可落在同一持力层,基础不均匀沉降相对较小,地勘报告显示本场地地质分布呈现不均匀性,西北侧中风化岩层揭露很浅,相应施工难度增加且施工周期长,造价会相对较高。因此结合本工程地质条件特点:在北面车间一~车间三基底基本落在全风化岩层,承载力特征值为300kPa,经整体计算可将此层作为持力层,采用筏板基础,柱下采用反柱墩的方案。这样施工会比较方便且周期短,对于现阶段的房地开发而言,施工周期的长短对于建设成本的控制影响越来越大;针对在南面的车间四基底基本落在粉质黏土层,承载力特征值为180kPa,不可做为持力层,根据现场的开挖情况局部填土层较厚,若采用超挖回填的方式,需要超挖的土层厚度较大,这样会有大量超挖的土体需要外运,而后需要坚硬的土体或是素混凝土回填,会导致工程量大增且费用大幅增加,为更好的满足实际情况,车间四采用预应力管桩,以强风化岩为持力层,承载力特征值为3500kPa。由于在同一个工程里出现了两种基础形式,基础间的不均匀沉降成为是否可行的关键点。经计算相邻筏板和桩基础之间的基础沉降差可满足相关规范[1]要求,设计时在车间3和车间4之间两种基础形式相交处设置沉降后浇带,以减少基础的不均匀沉降。本次设计根据基底落在的岩层情况综合考虑后选用了天然基础和桩基相结合的基础形式。
3.2抗浮方案的选取
本工程设一层地下室,顶板覆土0.8米。对于抗浮水位的选取,整个地势南北路面呈放坡形式,北面比南面高了近2米。由于该项目南北跨度比较长,路面天然存在高差,单一地选取路面最高点为抗浮水位显然过于保守,抗浮水位选得过低又偏于不安全,本着满足工程安全的前提下尽量经济的原则,使抗浮水位的选取更接近工程实际情况,因此分两段取抗浮水位,北面的车间一至三即筏板基础范围选用路面标高的中位数为抗浮水位,水头近4.6米。南面的车间四即桩基础选用路面标高的最高点,水头4米[2-3]。
对于整个工程而言,结构总自重大于总的水浮力,项目整体抗浮满足要求。主楼内层数多自重大完全可抵消水浮力的作用,局部抗浮均能满足要求。但没有主楼的纯地下室部分尚不能满足局部抗浮的要求。经过荷载导算可得出每根柱底所需抵抗的浮力。工程上一般采用增设抗拔桩或是抗浮锚杆以及增加配重的形式这三种方式来满足抗浮要求。结合本工程的实际和荷载导算结果,纯地下室部分每个柱底的上浮反力并不大,比较容易满足抗浮要求,对于筏板基础采用增加配重的形式来满足抗浮要求最为经济。由于建筑的标高及地下室的层高均为既定参数,如果采用在底板面铺设砂层来增加配重的方式会影响地下室的层高变小,所以本次设计采用直接增加基础筏板厚度的形式来抵抗水浮力,地下室部分筏板厚度由原来计算所需的550mm增加至750mm,南侧车间四采用的桩基加防水板的基础形式,此处路面标高较低,抗浮水位相应较低,通过计算采用500mm厚的底板即可满足抗浮要求,不需要另设抗拔桩。
4结论
(1)基础形式的选取很重要,既要满足结构的安全使用又要体现经济合理性。结合工程的结构特点认真察看地质勘察报告,综合考察实际情况及相关因素,提出最优的基础方案,既可降低工程造价又能给施工带了便利。
(2)对于单层地下室工程抗浮问题一般表现为纯地下室部分的局部抗浮不够。解决抗浮问题的常用方式一般为三种:增加配重、设置抗拔桩或抗浮锚杆。对于有覆土的一层地下室而言,往往水反力比自重大得不多,在所需抵抗的水浮力比较小的情况下,从施工难易程度、施工周期、工程造价等方面因素综合考虑,采取增加配重为最优方案,可根据实际建筑使用功能情况选用在底板铺设砂层或是增加底板厚度的方式来抵抗水反力。
参考文献:
[1]建筑桩基技术规范:JGJ94-2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2008
[2]建筑地基基础设计规范:DBJ15-31-2016北京:中国建筑工业出版社,2016
[3]建筑地基基础设计规范:GB50007-2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011
论文作者:陶宇燕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/29
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