1、 第41卷第26期 86 2 0 1 5年9月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE V0141 No26 Sep 2015 文章编号：1009-6825(2015)26008602 太原湖滨广场超高层结构基础设计 苗杰王飞朋 (运城职业技术学院，山西运城044000) 摘要：以太原湖滨广场综合项目为例，结合工程的地质条件，探讨了项目的结构基础设计方案，并对结构单桩承载力、桩基沉降 量及筏板抗 中切验算进行了研究，结果表明：三者均满足设计要求。 关键词：高层结构，基础，承载力， 中切验算 中图分类号：TU972 文献标识码：A 1 工程概况 太原湖滨广场综合项目位于太原市迎泽
2、街与青年路交叉口， 项目总建筑面积约为l914万rn2。地下部分为3层，地上为47层 主楼和4层裙房。主楼的建筑总高度为208 m，属于我国规范规 定的超高层结构；裙房的建筑总高度为2525 m，为多层结构。结 构主体采用矩形钢管混凝土框架一钢筋混凝土筒体组成的混合 结构体系。 2工程地质概况 根据地质勘探单位出具的地勘资料，地质情况详见表1。由 于场地邻近天然湖泊，地下水位较高，其中层，层，层土在 展而来的。排水固结法通过在天然软基中设置排水体系，通过计 算对路基进行合理加载，使得软土地层中的水在压力下逐渐排 出，并促使地层实现沉降和固结。排水固结法施工较为简单，而 且处理后的地表面普遍能够
3、达到工程要求强度，因而在公路工程 软基处理中得到了较为广泛的应用和推广。排水固结法根据加 压系统的不同又分为堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法 等，并广泛适用于淤泥质土、冲填土、饱和粘性土等多种软基地层 的处理。 4)挤密法。挤密法中最常用的就是振冲密实技术，振冲密实 技术是利用振冲设备的振动和挤压作用破坏软土层固有结构，使 土体在振动和挤压的作用下由疏变密，提升土层的稳定性和荷载 能力的一种软基处理方法。振动挤密法在应用时，要注意场地的 平整和桩位的布置，制桩过程要符合密实电流、填料量和留振时 间的需求，制桩的参数需要现场制桩试验分析确定。为了保证振 冲压实过程中有效的排除不良基础中的水
4、，必须在施工场地建设 排水泥沟系统，并将制桩和振冲过程中产生的泥水引入排水泥沟 系统中的沉淀池。振冲结束至泥水不再排出后，截取柱顶部1 m 的柱体，其余柱体通过碾压和夯实等方法压实并铺设垫层。 抗震设防烈度为8度时，为可液化土层，其液化等级为中等。 3基础设计 本工程地基基础设计等级为甲级。根据地勘资料可知建筑 场地中存在中等液化土层，根据规范的要求，按常规桩基进行设 计，桩端穿透液化土层且伸入液化深度以下稳定土层中的长度应 大于15 m；结合地下室底板，本工程采用桩筏基础。由于地下水位 较高，考虑抵抗水浮力和满足抗冲切要求，塔楼下板厚取2 500 aim。 此外在塔楼外侧一跨的裙房框架结构跨
5、中部位设置后浇带，将塔 楼与裙房分开，待塔楼结构封顶后再浇筑，以减小因塔楼基础沉 降所导致的底板沉降差，从而减小筏板的附加内应力。 5)其他软基处理工程施工技术。除去上述几种常用的软基 处理技术外，我国公路工程建设领域常见的软基处理技术还有土 工聚合物法、水泥土搅拌法、沙井堆载预压法、粉喷桩法、袋装沙 井法、保护冻土法等。公路工程软基处理方法的发展，极大的提 升了我国公路工程的施工建设水平，并为沿海地区、沿河地区等 软基土常见的地区的交通网建设提供了技术基础。 综上所述，随着现代化公路建设对公路的稳定性和荷载能力 要求越来越高，公路工程软基施工的工程质量要求也越来越高。 我们在进行软基工程处理
6、施工时，一定要根据公路工程的荷载需 求和软基类型，合理的选择软基处理技术，保证公路建设的路基 稳定性和荷载满足公路的设计要求。随着软基处理工程技术的 进一步发展，我国公路工程软基处理工程技术一定能够越来越完 善，为我国道路网的进一步完善贡献力量。 参考文献： 1尹志钢公路施工中软土地基处理技术分析及其应用J 山西建筑，2010，36(12)：129131 2 郑刚，龚晓南，谢永利，等第十一届全国土力学及岩土工 程学术会议综述报告R2011 The construction technology key points of soR foundation treatment engineering
7、 Yang Peng (Fourth Engineering Limited Company，China Railway 20th Buau Group，Jingzhou 434100，China) Abstract：This paper introduced the types and characteristics of common highway engineering badness foundation soil，and analyzed and dis- cussed the construction key points of displacement method，soil
8、replacement cushion method，drainage consolidation method，compaction method and other treatment methods of soft foundation，SO as to provide certain reference basis for our highway engineering construction soft foundation treatment construction Key words：soft foundation，construction technology，highway
9、 engineering，sub-grade 收稿日期：20150710 作者简介：苗杰(1987)，女，硕士，助教；王飞朋(1985-)，男，硕士，助教 41卷篡26智 苗杰等：太原湖滨广场超高层结构基础设计2 0 I 5 9 年 月 目 。 寸：八 J司压；日 峦 uJ以 87 表1场地土层概况 地基土承载力 灌注桩 土层名称 层底埋深 (建议值) f 、Pa fkPa 2填土 72一l28 75 tO 粉土 96148 140 15 细中砂 l132O3 200 55 粉土夹粉质粘土 l7O一241 180 55 含砾中细砂 240374 300 87 2 2o0 粉质粘土 253312
10、 60 含砾中细砂 283344 3o0 87 2 200 粉质粘土夹粉土 315442 280 70 l O00 含砾细砂 350420 35O 95 3 O0o 粉质粘土 391430 75 卵石 367460 5oo 95 3 0()o 粉质粘土夹粉土 492 540 300 95 1 400 中砂 533589 32O 95 3 o()0 粉质粘土 68472O 370 95 l 300 基桩采用后注浆工艺的钻孔灌注桩，桩长及桩径具体布置如 下：1)塔楼核心筒下桩径1 0130 mm，桩长采用535 m，持力层为层 粉质粘土层，单桩竖向承载力特征值估算为10 350 kN；2)塔楼外
11、圈柱下桩径800 mm，桩长采用37 m，持力层为层粉质粘土夹粉 土层，单桩竖向承载力特征值估算为5 350 kN。单桩竖向承载力 特征值的最终取值通过现场单桩竖向静载荷试验确定。静载试验 所采用的加载值分别为25 000 kN(1 000 mn直径)和14 000 kN (800 mln直径)。本工程核心筒和外框架采用内外不同规格的灌 注桩有利于减小核心筒与外圈框架柱下基础的沉降差异，有利于 结构整体性和抗震性能。 根据地质报告，裙房部分基础处于层粉土层中，此土层的 地基土承载力达140 kPa(修正前)。由于裙房的柱底荷载在 7 000 kN一8 000 kN之间，同时地下水位较高，最低水
12、位为地面以 下3 m，以此计算，裙房基础底板所承受的最小水浮力达到72 kNm。 每根柱所承受的水浮力为728585=5 200 kN。因此柱 下底板对地基土的压应力最大约为(8 0005 000)8585= 415 kPa。同时由于基坑的开挖深度达10 m，开挖所卸去的上部 土的自重应力将达183+(1810)7：110 kPa，所以综合以 上情况，裙房基础下地基土的附加应力为负值，裙房部分的基础 采用天然地基就可以满足承载力需要。但考虑到地下室为整体 结构，对沉降差较为敏感，因此在裙房基础底板下按一柱一桩的 原则设置32 m的混凝土钻孔灌注桩，以层土为持力层，起调 整、控制沉降的作用。对于
13、无上部结构的纯地下室，则按抗浮布 同型基桩。 对布桩后的主楼进行桩基沉降计算，其目的是验算桩基的整 体沉降量和各柱间及其核心筒下的沉降差是否能够满足规范的 要求。沉降计算按GB 50007-201 1建筑地基基础设计规范 的 附录R所述的Mindlin方法，采用TBSP程序进行，其整体沉降量 和沉降差均满足现行规范的要求。 本工程使用的基桩分两种，直径08 m的后注浆工艺钻孔灌 注桩，桩长370 m，以层土为持力层；直径l m的后注浆钻孔灌 注桩，桩长535 m，以层土为持力层，桩顶标高均为一l520 m。 直径为08 m的桩采用单一桩端后注浆，直径I m的桩采用桩端， 桩侧复式注浆，注浆点为
14、桩端和桩侧向上12 m。 主楼下筏板厚2 500 mm，底板板面标高为一12800 m。试桩 周边4根桩做锚桩，试桩和锚桩需加长125 m至地面。试验加载 应采用慢速维持荷载法。 4单桩承载力及桩基沉降估算 基桩的单桩承载力标准值按JGJ 94-2008建筑桩基技术规 范第5310条(承压桩)和第546条(抗拔桩)进行估算。由 于场地土的第层，层，层为可液化土层，而开挖深度达12 m 以上，承台底面已经进入可液化土层，根据JGJ 94-2008建筑桩 基技术规范第5312条的规定，估算单桩竖向力承载特征值 时，可液化土层的极限侧阻力不予考虑。但在计算用于试桩的单 桩静载试验的加荷值时，可液化土
15、层的极限侧阻力应包括在内。 最终以估算结果为参考确定基桩单桩静载试验的加荷值，根据单 桩静载试验的结果确定最终采用的单桩承载力标准值。 对布桩后的主楼进行桩基沉降计算，其目的是验算桩基的整 体沉降量和各柱间及其核心筒下的沉降差是否能够满足规范的 要求。沉降计算按GB 50007-201 1建筑地基基础设计规范 的 附录R所述的Mindlin方法，采用TBSP程序进行，其沉降计算经 验系数取025(岩土工程勘察报告所提供)。其整体沉降量和沉 降差均满足现行规范的要求。 5筏板的冲切验算 图1主楼下桩基沉降图 从图1中可以看出，核心筒下的基桩均布置在核心筒对筏板 的冲切锥体的范围内，此外核心筒主体
16、传递至筏板上的上部结构 荷载全部由基桩承担，故筏板在上部荷载的作用下，核心筒对筏 板没有冲切作用，冲切满足要求。 6结语 本工程属于超高层建筑，主楼与裙房相结合，且地下水水位 较高，属中等液化场地，基础设计和布桩形式相对复杂。根据结 构不同受力位置，采用复合桩基形式，使得基础单桩承载力、桩基 沉降量、抗浮及筏板抗冲切验算均满足设计要求。 参考文献： 1JGJ 9420o8，建筑桩基技术规范s 2GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范s The foundation design of Taiyuan Lakeside Plaza super-tall structures Miao
17、Jie Wang Feipeng (Yuncheng Professional Technology College，Yuncheng O44OOO，China) Abstract：Taking the comprehensive project in Taiyuan Lakeside Plaza for example，combining with the engineering geological conditions，this paper discussed the structureundation design scheme of project，and researched the structure single pile beating capacity，pile foundation set tlement and raft punching shear checking，the results showed that all meet the design requirements Key words：highrise structure，undation，beating capacity，punching shear checking
