岩溶地区某工程的基础设计分析 简国威 广东宏建工程设计有限公司 广东广州 ５１ ００００ 行筏板配筋。经检测，桩身承载力满足要求，估算沉降符合实际情况。 表ｌ灌注桩检测结果汇总表 试验 工程桩号 桩径 入土桩 单桩抗压承载 单桩极 力特征值（设 限承载力 沉降量 【摘要ｌ本文结合某一岩溶场地的工程项目，通过分析工程项目的具 体情况，包括项目建设周期、场地条件、建筑条件等，分析基础方案选择， 采用ＰＨｃ管桩、冲孔灌注桩桩筏进行基础设计。介绍桩筏基础设计、管桩断 桩的补桩处理、补桩后不规则承台的计算，希望能对类似工程起到借鉴作 用。 Ｉ关键词】岩溶场地；ＰＨＣ管桩；断桩；承台；冲孔灌注桩桩筏 １．引言 岩溶地区具有发育不均匀性和不确定性的特点，在此类场地上进 行工程建设将面临诸多技术问题，地基基础设计亦成为工程设计的重 点和难点之一，涉及地质勘察、地基基础选型、施工过程控制等方面， 同时对项目的建设周期、经济性带来不可预计的影响，本文结合岩溶场 地某项目基础设计的一些要点进行分析和总结，供设计人员参考。 ２．工程概况 本工程位于广州西部地区，总建筑面积约１７万ｍ 。地上由１幢４层商 业、２幢２８层９８．８ｍ高的酒店式公寓塔楼、ｌ幢１７层７６ｍ高的酒店、ｌ幢２２ 层９４ｍ高的办公楼及相关商业裙房组成（图１），１层地下室，为车库和设 备用房。裙房及２＃楼为四层框架结构，ｌ＃、３＃、４＃、５＃塔楼为框架一 剪力墙结构。 ３．地基基础选型分析 根据勘察报告，本工程项目钻探孔揭示有溶洞的孔主要分布干场 地的东南区，场地中部有零星 Ｌ揭示有溶洞，经统计，项目东南区位置 溶洞见洞率高于３０％，覆盖层厚度约２０ ３０ｍ，其它位置见洞率５％左右， 场地覆盖土厚度达４０￣４５ｍ。按此场地溶洞分布特征（图１）及建筑建筑 总平面布置，结合工期要求，对基础方案进行分析，提出三种基础方案： 方案１：裙房采用ＰＨＣ管桩，塔楼采用ＰＨＣ管桩桩筏基础； 方案２：裙房采用ＰＨＣ管桩，塔楼采用冲孔灌注桩桩筏基础。 分析方案１：此方案全部采用ＰＨＣ管桩，优点系施工速度快，桩基 础验收耗时短，质量和工期均容易满足要求，缺点系塔楼管桩桩筏基础 按最小桩距梅花型布桩，在溶洞率高位置的塔楼容易发生断桩事故，根 据附近类似场地工程经验，溶洞率高位置断桩率最高可达４０％，属岩溶 强发育，若发生断桩事故将难以调整，补桩十分困难，工期拖延无法预 测。 分析方案２：与方案ｌ区别是塔楼位置采用冲孔灌注桩桩筏基础， 电梯处剪力墙较密区域均匀布桩，框架柱下按承台概念布设桩位。此方 案灌注桩基本能承受上部结构荷载，筏板厚度及配筋将减少，４栋塔楼 同时进行灌注桩施工亦难以满足工期要求，且灌注桩造价相对管桩有 所提高，岩溶地区质量控制亦有困难，不严格控制施工容易出现不合格 桩。 综合考虑，采用上述两种方案均难以满足工期要求，研究勘察报告 各个钻 Ｌ情况及建筑各栋塔楼分布：局部裙房、４＃楼、５＃楼均位于揭 示的高见洞率区域，其余两栋塔楼位位于覆盖土厚度较厚，岩溶发育较 弱的区域。针对性的提出第三种基础方案：裙房及２＃楼采用管桩基础、 １＃楼、３＃楼采用管桩桩筏基础，４＃楼、５＃楼采用后注浆灌注桩桩筏 基础，减少灌注桩施工数量，避免岩溶发育强的区域出现难以补桩的情 况发生，灌注桩后续质量问题可通过后注浆弥补并提高桩的承载力， 满足上部结构荷载要求。 ４．冲孔灌注桩桩筏基础设计 ４＃、５＃楼冲孔灌注桩采用直径Ｉｍ，Ｃ３５混凝土，单桩抗压承载力 特征值Ｒａ＝７０００ｋＮ，要求穿过溶洞顶板，嵌入稳定的微风化岩不小于 ｌｍ，电梯处剪力墙较密区域均匀布桩，框架柱下按承台概念布设桩位， 筏板厚度１８００ｍｍ，计算模型以沉降后浇带为界，考虑上部刚度，不考 虑筏板下土承载力贡献，按经验值沉降量ｌＯｍｍ计算桩身竖向刚度为 ７０００００ｋＮ／ｍ，采用ＰＫＰＭ的ＪＣＣＡＤ软件进行桩筏基础有限元计算，进 序号 （ｍｍ） 长（ｍ） 计）（ｋＮ） （ｋＮ） （ｍｍ） １ ＣＺ３—３ １０００ ２５．６４ ７０００ １４０００ ８．９１ ２ ＣＺ３—８ １０００ ２９．９５ ７０００ １４０００ ｌ１．３７ ３ ＣＺ４—１５ １０００ ２９．４５ ７０００ １４０００ １３．６７ ４ ＣＺ４—２５ １０００ ２７．３０ ７０００ １４０００ ７．２７ ５．管桩设计及补桩原则 裙房、２＃楼及ｌ＃、３＃塔楼基础采用桩径５００ＡＢ型ＰＨｃ管桩，单桩 抗压承载力特征值为１４５０ｋＮ，仅一层地下室位置管桩按抗压兼作抗拔 桩设计，抗拔承载力特征值为２５０ｋＮ。经统计，除局部有溶洞位置断桩 较多外，其余位置仅出现少数的断桩事故。对比断桩较多的位置的钻孔 及施工情况进行分析，判断岩面起伏较大是造成断桩事故的主因，讨论 采用管桩或钢管桩进行补桩设计，经计算（表２），采用２５０ｍｍ管径的钢 管桩仅能提供约４００ｋＮ左右的承载力，不经济，确定仍采用管桩进行补 桩设计。 Ｉ 表２钢管桩承载力计算 Ｉ Ｊ裙房断桩位置钻孔ＪＺＫ７２ ＪＺＫ７３ ＪＺＫ７４ ＪＺＫ８４Ｉ！ＺＫ８６Ｉ ｚｋ９ ＪｚｋｌＯＩｚｋ４１ Ｊ Ｉ抗压承繁 特征值Ｉ ｚ７９ ｌ ｌ ４ ｌ ４ｓｓ Ｉ。ｓｚ Ｉ ４ｏｓ Ｉ。 ： ｌ４ｓ １ ６．承台设计 由于溶洞发育强烈位置承台下补桩导致桩距差异，导致承台出现 不规则形状，基础承台下桩反力计算十分繁琐，导致承台弯矩、剪力、冲 切计算都给承台设计带来很大的工作量并且容易出现差错，从而造成 工程隐患。本工程对裙房分块建模，估算承台厚度，按补桩后的桩输入 ＪＣＣＡＤ进行桩筏有限元分析计算，计算桩的反力，及承台配筋，按程序 输出的反力值按《建筑桩基技术规范＊复核配筋，计算承台的抗剪承载 力，抗冲切承载力。其中，抗冲切承载力计算取多个不利冲切线，包络设 ｔ十口 ７．结语 通过对本项目的场地条件和上部结构在本场地的分布情况和承 载力要求进行分析研究，结合投资方对工期要求，确定本项目的基础方 案，制定有效的施工控制措施和解决方案。实践证明，经济性、施工进 度、质量安全达到要求，对建设投资带来切实的效益。 参考文献 ［１］李哲辉，肖濠坚，倪国平．岩溶地区静压预应力管桩施－ｚ４￣术【Ｊ】＿广东 土木与建筑，２００４，（６）． ［２】宋鸿誉，张敏，沈银良．太仓万达广场桩基设计控制【Ｊ Ｊ．建筑结 构，２Ｏｌｊ （１Ｏ）．
