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地基基础设计的探讨

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维普资讯 http://www.cqvip.com 2008年第29卷第4期 地基基础设计的探讨 刘炳秋 (深圳市建筑设计研究院有限公司,深圳518031) 摘 要: 通过工程实例具体分析,通过不同基础形式及支护方案的比较,给出地基基础设计优化的建议,可供其它 地基基础设计参考。 关键词: 地基基础; 支护方案;设计;建议 Retaining Structure and Foundantion Design L工【,Bing-qiu (Shenzhen General Institute of Architectural Design and Research Co,LTD,Shenzhen 518031,China) Abstract:Through the compare of different ways in retaining structure and foundantion design,this artcile present some advices for the retaining structure and foundantion design. Key words:foundantion;retaining structure;design;advices 1地基基础设计的重要性 地基基础是建筑物首先考虑和建造的部位,是 一地面积约1.9万m2,总建筑面积约34万m2,工程 投资约30亿元。南面分别为特需诊疗中心(5层), 住院楼A(7层)、住院楼B(7层)、住院楼C(7层)以 个建筑的根本和立足点。同时,由于地基深埋土 及高压氧舱(2层),中部为医院主体,门诊楼(4层)、 中,地质情况复杂,变化较多,加上地下水的影响,使 得基础设计的不确定性加大,增加了地基基础设计 医技楼(4层),北面分别为行政信息楼(7层)和后勤 服务楼(7层)。除住院楼A,B、C,行政信息楼和后 勤楼为1层地下室,局部2层地下室的框架结构外, 其余建筑均为2层地下室的框架结构。建筑物标高 ±0.00 m=绝对标高6.6 m(以黄海高程为参考), 现地面相对高程约为一1.3~一2.0 m,地下一层基 的难度。根据资料统计,一般基坑支护、基础及地下 室的造价占整个土建造价的5%~6%之间,对埋深 较深,地质情况复杂,需特殊处理的地基基础,其造 价更可达10%以上。通过基础选型及支护方案的 优化,可以有效减少基础及基坑支护的混凝土用量, 坑底高程为一6.8 m,地下二层基坑底高程为一11. 7 m,基坑开挖深度大部分为6.5~11.4 m。主要 降低造价。所以,设计过程中通过对不同基础形式 及基坑支护方案的比较,择优而用,可以产生较好的 讨论住院楼A、B、C及高压氧舱。场地主要土层情 况见表1。 场地地下水主要分为孔隙潜水和基岩裂隙水, 抗浮设防水位按地坪标高以下1.0 m,即取绝对标 经济效益,值得在设计中下一番功夫。 2 工程实例 2.1工程概况 高约4.0 m,地下水对混凝土结构具中等腐蚀性,对 钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具 有中等腐蚀性。 1 1 9 深圳市滨海医院,位于南山区白石路南侧、滨海 大道北侧、深圳湾七路东侧、侨城东路西侧,项目占 维普资讯 http://www.cqvip.com

嶷 技 2008年第29卷第4期 2.2基础选型 宜采用桩基础。地质报告中建议,若单柱荷载高,或 1)浅基础 基岩中微风化埋深较浅的位置也可考虑人工挖孔 基坑开挖后,坑底出露的地层为填土层、淤泥质 桩,以强、中、微风化花岗岩为持力层,挖桩施工中应 粉质粘土层、淤泥质中粗砂层、含粘性土中粗砂层、 加强桩孔内排水、护壁及供风措施,但考虑场地靠近 含有机质粉质粘土层、含中粗砂粉质粘土层及砾质 海滨,浅层土层中富含淤泥土,土质稳定性较差,其 粘性土层。填土、淤泥质粉质粘土层、淤泥质中粗砂 中中粗砂层为中~强透水层,有液化可能,为避免人 层及含有机质粉质粘土层为软弱土层,未经处理不 工挖孔过程中发生塌孔和海水管涌等安全事故,本 能作为基础持力层,冲洪积含中粗砂粘性土层及残 工程不采用人工挖孔桩。 积层只能作为荷载较小的建筑物基础持力层。如采 虽然场地残积土、强风化层中有中、微风化孤石 用复合地基,对承载力不能满足要求的土层进行加 存在,但发育程度较低,分布概率很小,在场地361 固处理存在以下问题:①场地土性质不均,基坑底部 个钻孔中仅3个揭露,而预应力管桩施工进度快,且 多种土层出露,为协调变形,现场施工参数确定困 容易控制质量,故本工程选用eP500高强预应力混 难;②局部存在一定厚度的填石,地基处理施工困 凝土管桩,以⑨强风化花岗岩为持力层,住院楼A、 难。 B、C及高压氧舱部分单桩承载力特征值为1 600 由于本工程单柱荷载较大,对差异沉降敏感,所 kN,桩长约15 m。 以本工程不采用浅基础。 2。3基坑支护及基础做法 2)桩基础 1)基坑支护 由于建筑物荷载较大,基础持力层埋藏较深,适 (a)地下水处理 1 20 维普资讯 http://www.cqvip.com

2008年整个基坑采取全封闭止水帷幕,大部分采取双 第29卷第4期 排水泥搅拌桩进行止水,局部采用旋喷桩止水,止水 桩均要求穿越砂层1.5 m。 搅拌桩:采取双排@550@400,排距350的搅拌 桩,内排与外排搅拌桩呈梅花型布置。 旋喷桩:场地北侧和西北侧填石和杂填土厚度 约5--6 m,采用@600@350的单管旋喷桩止水,桩 锚支护桩间采用三管旋喷桩止水。 (b)结构支护 根据基坑深度、周边位置关系,采取支护结构如 下: ①地下室一层和二层之间有平台处,高程一4.0 rn以上采用放坡喷锚支护,按1:1.25放坡,插 HRB335级 16钢筋锚杆@1500,L=1.5 m,挂圣6 @200 X 200钢筋网,喷射混凝土层为C20,厚度100 mm,平台下设2(3)排@48 ̄3.5的钢花管锚杆,长6 m;地下室一层和二层之间采用悬臂桩支护,采用 图1基坑支护方案 +1000@1500钻孔灌注桩,桩顶设1 000 X 600冠梁, 冠梁顶高程为一4.0 m,桩间挂圣6@200 X 200钢筋 网,喷射混凝土层为C20,厚度100 mm。 ②地下室一层和二层边线重合或相近处,采用 复合土钉墙支护结构,高程一4.0 m设一3 m宽平 台,平台上以上采用放坡放坡喷锚支护,按1:1.25 放坡;平台下设6排 5钢筋锚杆,长9~12 m,如 钢筋锚杆施工困难,可改用@48 ̄3.5的钢花管代 替,设置1~2排预应力锚索,锚索为3 X 7+5,1 860 MPa级高强度钢绞线。 2)基础设置 住院楼A、B、C及高压氧舱主要为1层地下室, 局部有2层地下室,地下2层为细长连廊。初始基 础设置随地下室,即主要管桩和承台在地下1层,局 部随2层地下室下到地下2层。此时,基坑支护方 案如图1所示。 该分项工程局部地下2层较细长,为此需沿地 下二轮廓布置钻孔桩做支护,基坑完成后形成3块 独立土体,形成的土体因土质较差(为淤泥质土),底 板不能考虑自承重,无实际意义,为减少造价,合理 发挥建筑各构件的作用,对基坑支护及基础方案优 化如图2所示。 优化后该分项工程基坑全部开挖至地下2层, 桩及承台全部在地下2层施工。因此,只有地下1 层的部分,柱子需从地下1层下伸至地下2层。地 图2基坑支护及基础方案优化 1层底板、柱及挡墙。 方案调整后的混凝土用量变化如表2所示。 下室施工顺序为基坑开挖完成后,先在地下2层施 工预应力管桩及承台,然后施工地下2层底板、柱及 主要减少项目为基坑挡墙,主要增加项目为土 方量,其余为相应调整项目,从表2中数据可见,调 整后的经济效益明显。 1 2】 挡墙,完成后需先回填土体至地下1层,再施工地下 维普资讯 http://www.cqvip.com 嶷 2008年第29卷第4期 2.4抗拔桩及抗拔锚杆的设置 单根抗拔桩的混凝土用量大约相当于7根抗拔 1)抗浮设计概况 锚杆,可对增设抗拔桩或布置抗拔锚杆作一比较。 工程地下二层的水头约为9.1 m,地下一层的 工程柱跨约为8 m×8 m,地下2层中柱承受水浮力 水头约为4.1 m,抗拔桩直径为500 mm,单根抗拔 约为(9.1×10—25×0.3×0.9—20×.3×0.9)×8 力特征值为500 kN;抗拔锚杆直径为180 mm,单根 ×8=4 960 kN,柱跨内约布置25根锚杆才能抗浮, 抗拔力特征值为200 kN,抗拔锚杆在地下二层的布 相当于在中柱下增设4根抗拔桩,若不布置锚杆,则 置间距为1.6 m×1.6 m,在地下一层为2.5 m×2. 柱底桩数与所需增设抗拔桩桩数的比较如表3所 5 m。 示。 2)抗拔桩及抗拔锚杆的比较 表3桩数比较 从表3中数据可知,当柱底桩数多于4根时,仅 凝土量的比较,可以指导设计。 需将桩设置为抗拔桩,无需新增抗拔桩即可抵抗浮 3)地基基础设计过程中,虽然地质情况复杂,考 力,当柱底桩数仅为1根时,最少需新增6根抗拔 虑因素较多,设计难度较大,但是通过不同支护及基 桩,而设置锚杆仅相当于新增4根抗拔桩,故设置锚 础施工方案的比较,能得出经济较优方案,具有相当 杆较经济,以此作为布置指导思想,可节省混凝土, 大的实际意义。 降低造价。 参考文献 3地基基础设计建议 [1] 深圳市滨海医院地质报告[R]. 1)可以看出,因基坑挡墙单价较高,若局部基坑 [2] 深圳市滨海医院基坑支护说明[R] 形状复杂,导致支护长度较长,在基坑深度不大时, [3] 建筑地基基础设计规范[S]. 可以采用大面开挖,待局部结构施工完成后回填,节 [4]建筑桩基设计规范[S]. 省挡墙费用,从而降低造价。 2)抗浮设计时,抗拔桩和锚杆的布置也有可比 收稿日期:2008—06—08. 性,具体设计中根据增设抗拔桩与增设抗拔锚杆混 作者简介:刘炳秋(1980一),助理结构工程师 122 

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