湛江民大商贸大厦工程(深厚软土地基)基础设计

浅谈湛江民大商贸大厦工程(深厚软土地基)基础设计摘要：本文主要介绍了深厚软土地基基础设计的重点、难点，基础选型与设计，基础沉降的控制以及其它技术问题探讨。

关键词：深厚软土地基，基础沉降，沉降差异，变刚调平，减沉疏桩，后注浆。

前言

随着我国城市化建设步伐的加快以及土地资源的紧张，高层建筑越来越来多，地下室也越来越深，基础的造价占整个建筑的比重也越大，基础的设计也越复杂，如何准确的把握工程基础设计，尤其是深厚软土地基基础设计，对整个工程的质量、施工进度以及总体造价有着非常重要的影响，因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。

2 工程简介

民大商贸大厦工程位于湛江市霞山区，为一栋集商业、写字楼、公寓于一体的高层建筑综合大楼，其地下四层，用作车库、设备房及超市；地上裙房六层，主要用作商场；两栋塔楼为商务公寓和商务写字楼。建筑总层数为25层，总高度98.5m，±0.000相当于绝对高程7.570m，总建筑面积97334m2(其中：地下33098m2,地上64236m2)。结构设计上，民大商贸大厦主要采用框架-剪力墙结构，基础主要采用钻孔灌注桩基础以及减沉疏桩筏板基础。

3场区工程地质概况

本区大地构造属于雷－琼喜山沉降带北部湛江断陷区，场区内第四纪地层发育，厚度达数百米，区域稳定性较好。勘察发现场区及附近均为第四系松散沉积层覆盖，地表未发现有明显的构造形迹出露，场地地形平坦，不存在高陡边坡、崩塌等不良工程地质现象。钻探资料揭示，场地第层中砂及其以下土层中，，层粘土强度相对较低，其余土层的承载力特征值在250kpa以上；其中第层粉质粘土及第层中砂层分布稳定，厚度较大，为硬塑－坚硬或中密－密实状，承载力特征值在280kpa以上，其下无软弱下卧层分布，是理想的桩基础桩端持力层。

场区地下水水位受季节性变化影响，在雨季和旱季水位变幅约1m，本工程抗浮设计水位6.800m（绝对高程）；场地所在地区地震设防烈度7º，设计基本地震加速度值0.1g,设计地震分组第一组，设计特征周期0.45s，场地属iii类场地。

4基础设计的重点、难点

因工程场地为深厚软土层场地，80m深范围内仍无岩层，地下室底板面标高-16.300m，位于第层粘土层，该层土较软，基底土承载力标准值仅150kpa,基础设计存在以下难点：

1）基础型式的合理选择较难

因基础埋置较深，基底土经深度修正后承载力有所提高，为节约基础成本，裙房及纯地下室处采用天然筏基，从理论上是可行的，此部分到底采用天然筏基还是桩筏基础需通过全面计算综合分析

确定。

2）基础沉降的准确计算较难

地下室较深，基坑开挖后基底土会不同程度隆起，而各土层变形模量值勘察单位无法提供，基底土回弹再压缩值无法准确计算，只能依靠当地的经验值估算，导致沉降计算存在不准确性，差异沉降较难把握。

3）单桩竖向承载力准确取值较难

单桩竖向承载力特征值最终应由基桩静载荷实验确定，因基桩静载荷实验只能在地表面上做（基坑支护为排桩加临时内支撑，桩基、静载设备无法下至基底），导致基桩静载的终压值并非为直接结果，另工程基础能否依据广东省标《建筑地基基础设计规范》第10.1.8条（当建筑物刚度及整体性较好，地基承载力满足要求，桩仅用于控制或减少建筑物的沉降时，由地基条件决定的单桩竖向承载能力特征值可按ra<=ru/1.3确定。），考虑基底土承载力的贡献，按极限承载力除以1.3来确定单桩竖向承载力特征值尚需仔细分析确定。

5基础选型及设计

因地下室埋置较深，底板（标高-16.3m）位于第层粘土层，该层土较软，工程场地为深厚软土层，地质报告对基础方案提出如下建议：

对于楼高25层的主楼，建议选用第(12)层粉质粘土或第(13)层中砂作为桩端持力层，有效桩长约40m，可考虑选择钻孔灌注桩；对于楼高6层的裙楼，建议选用第(8)层中砂及其以下土层作为桩

端持力层，有效桩长约25m，可考虑选择钻孔灌注桩。

工程上部结构经计算并详细分析工程基底压力，发现塔楼基底压力350~480kpa，裙楼80~230kpa，均不同程度超过了未经修正基底土承载力标准值（fak=150kpa）, 该层土土质较软，若裙房及纯地下室采用天然筏基（考虑深度修正提高地基土承载力），从理论上是可行的，但尚须具备一定条件，同时也产生如下不利方面：（1）天然筏基的地基土要求具有相对较高的承载力，能满足建筑物的地基承载力要求，而本工程地基土太软，承载力不满足要求，从理论上修正提高该层地基土承载力，从宏观的角度讲是可行的，但从微观的角度讲，成倍的修正提高地基土承载力，对软土地区建筑物的沉降变形控制是不利的。

（2）要求建筑物具有足够的刚度和良好的整体性，地下室底板也同时具备足够的强度和刚度，而本工程塔楼、裙房、纯地下室荷载差异大，平面不规则，整个建筑物的刚度和整体性不是很好（核心筒偏置），另外，建筑物所需的地基承载力还是比水压力（约163kpa）大很多，加厚地下室底板（经计算筏板厚约1.4m），增大其刚度，从成本方面讲，也是不经济的。

（3）本工程地下室为深基坑，基坑开挖后基底土会不同程度隆起，各土层变形模量值勘察单位无法提供，基底土回弹再压缩值无法准确计算，变形控制存在不准确性。

综合考虑上述因素，基础（包括裙楼）采用天然筏板基础不妥，而决定塔楼采用钻孔灌注桩基础，裙楼采用减沉复合疏桩筏板基

础，来解决建筑物的竖向承载和控制沉降变形。由于塔楼与裙楼的荷载差异较大，为避免相互之间有较大的沉降差异，基础变刚度调平处理，采用两种不同长度、不同直径的桩，以此协调二者的沉降差异。另外，为合理控制基础成本，加快基础施工进度，对塔楼桩采用了后注浆工艺，提高单桩竖向承载力约40%，经与普通钻孔灌注桩比较，桩的砼量节约2981m3，桩基工程造价综合比较节约300多万元，同时加快桩基施工进度，经济效益明显。

关于基础桩设计，各竖向承压桩按竖向承载力和桩身强度控制截面尺寸和桩长，确定塔楼桩径1.0m和1.2m，有效桩长约40m，单桩竖向承载力特征值分别为5600kn和6700kn（后注浆桩）；裙楼桩径为1.0m和0.8m，有效桩长约25m，单桩竖向承载力特征值分别为2800kn和2200kn，竖向承压桩纵筋按构造配筋设计；各抗拔桩竖向抗拔承载力特征值分别为1650kn和1300kn，并进行了抗拔力验算和桩身裂缝验算，其桩身裂缝宽度按规范要求不应超过

0.2mm控制，以此计算抗拔桩所需纵筋。

对于桩端持力层选择，之所以选择第12层粉质粘土层和第8层中砂层作为桩端持力层，除了这两层土具备较好的承载力外，还因为这两层土土层较厚，分布稳定，对发挥桩的稳定性及控制沉降极为有利。

关于工程抗浮，因裙房部分结构自重不足以平衡地下水浮力，需要进行抗浮设计。受场地第8层中砂层水具有微承压性影响，采用钻孔锚杆具有一定的风险性；另场地无岩层，抗浮锚杆承载力较