某超限高层住宅楼桩基础持力层分析.docx

某超限高层住宅楼桩基础持力层分析文摘阐述了汕头市区某33层超限高层建筑场址地基土的工程地质特征，重 点对地基土的第6层（中密-密实砂土）进行了岩土工程分析与计算，并对下卧层（第 7层，中压缩性粘性土）的强度和变形进行验算首次在汕头市东区选用厚度较大、 下卧层为中压缩性粘土的第6层，作为百米高层建筑物的桩基础持力层沉降观 测结果说明，该住宅楼的最终沉降量符合有关规范要求关键词超限高层建筑桩基础持力层汕头本工程地处韩江三角洲冲积平原的前缘该地区第四系由滨海相和海陆 交互相土层构成，覆盖层一般厚45-60m,最大厚度可达100m市区一般建筑物 多以埋深25-50m的第6或第8层（砂土层）作为桩基持力层因第7层为中-高压 缩性的粘性土，20层以上的高层建筑多以第8层或基岩作桩基持力层，但桩身 过长致使施工困难、质量较难控制，基础造价亦偏高通过试桩及建筑物最终沉 降观测，论证了汕头市区厚度较大、下卧层为中压缩性粘性土的第6层（砂土）， 可作为百米高层建筑物的桩基持力层1工程概况本工程建筑物系由裙楼上两个对称双十字型塔楼组成的高层商住楼，总建 筑面积57850m2,首层面积45mx80m,地下一层为停车场，地上1-2层为架空层, 3-33层为住宅，总高度为102m；采用混合剪力墙结构，属超限高层建筑，总荷 重约942MN,最大柱轴力为13MN。

2工程地质特征场地典型地质剖面图如图1所示,地基土（岩）层的主要特征见表1,各土（岩） 层主要性能指标及桩基设计参数列于表2总体上，各土层的强度随深度增强， 粘性土的含水量和液性指数那么随深度增加而减少图1代表性工程地质剖面图表2地基土（岩）主要工程性能指标及桩基设计参数3桩基础持力层的分析场区地基土第4层（细、中砂）埋藏较浅，层厚仅为2.50〜6.20m,其下存 在可塑状态的粘土层，单桩承载力相对较小，仅适合作一般多层建筑物桩基持力 层场区基岩顶面平均埋深达62m,假设选该层为桩基持力层，那么桩基施工难度大实际上，场区只有2个比拟合适的持力层可供选择：其一为第6层该层顶板较平缓，标高-26.90〜-28.77m,可划分为上、 下二个亚层：上亚层为厚度偏薄的粉砂，下亚层为厚3.00〜8.50m、密实状的粗 砂其下的第7层为粉质粘土，压缩模量为12.17MPa,液性指数为0.57,呈可 塑状态，中压缩性因此，假设选取第6层下亚层作桩端持力层，须对群桩基础持 力层和下卧层进行强度及变形验算其二是第8层该层上亚层为粉砂，偏薄；下亚层为砾砂亚层，层顶标 高-44.23〜-47.06m,层厚8.70-10.50m,呈密实状，土体强度高。

该层工程地质 条件虽好，但也存在不利因素：（1）砾砂亚层中（埋深-49.32~-53.14111范围内） 存在可塑状的粉质粘土透镜体，假设桩基施工不当，桩端承载力将受影响；（2）桩 长在50m以上，长度较长；（3）预制桩难以穿过第6层根据该场址地基土第6层的工程地质条件，结合以往汕头市区使用第6 层作桩基持力层所取得的经验，分析选用第6层作该百米高层建筑桩基持力层的 桩基设计参数本工程的桩基设计参数qsa、qpa的取值，主要依据各土层的物理力学性 质指标查广东省《建筑基地基础设计规范》（GBJ15-31-2003）及结合本市累积经 验而得出按表2的qsa、qpa的取值，用经验公式计算的桩端置于第6层的单 桩竖向承载力特征值可达2400~2600kNo因此，上述取值只要满足下卧层强度及变形要求，第6层可选做百米高 层建筑物的桩基持力层桩基计算4.1 竖向承载力计算设预制方桩的截面为O.5mxO.5m,桩端置于第6层的粗砂亚层，桩长约 32m根据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)估算的单桩竖向承载 力特征值(Ra)为2462kN,初步确定基桩竖向承载力设计值为2600kN。

设计承 台尺寸为3mx3mx2m；承台下布预制桩5根，桩中心距(Sa)为1.5m,桩位呈 梅花形根据e-P曲线，取相应压力等级下的第6层粗砂和第7层粉质粘土的压 缩模量(Esl、Es2)分别为29.90、12.17MPa, Esl/Es2=2.45查《建筑桩基技 术规范》(JGJ94—94),知该桩端持力层压力扩散角(9)为20因桩中心距小 于6d,该群桩基础作用于下卧粉质粘土层顶面的附加应力可用下式计算因表2提供的只是桩侧摩阻力特征值(qsa),所以上式中的qsik改用 2qsa替代经计算,=113kPao下卧层顶面的附加压力与自重压力值之和为：+Z=113+9.06x37=448.22 (kPa)下卧层经深度修正的地基承载力特征值为：=+ (d-0.5) =719.1 (kPa)计算结果说明(+Z<)说明在未考虑相邻基桩影响因素的前提下，下卧粉 质粘土层的承载力能满足群桩基础对下卧层的强度要求2根打入式预制桩静载荷试验结果(表3),佐证了桩基竖向承载力验算 过程单桩承载力取值的合理性表3桩基静载荷试验成果4.2 桩基沉降计算根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94） 5-3-6 1,采用等效作用分层总 和法计算建筑物桩基沉降，算得最大轴力13MN的柱下承台沉降量为17.83mm。

假设考虑相邻基础及剪力墙体系应力叠加等因素的影响，估算其总沉降量约为 53mm在估算最大沉降量后，为防止不同轴力柱过大的差异沉降，在基础布桩 及沉降过程采取了防止不均匀沉降的如下儿项有效措施：第一，根据各柱轴力大 小，调整其柱下单桩承载力取值，附加压力大的电梯间取2000kN,其余各处取 2600kN；第二，用90cm厚的钢筋碎板作为地下室底板，发挥其对各柱基的协调 作用；第三，调整桩的贯入度，裙房处柱下基础桩的贯入度为塔楼处柱下基础打 桩的贯入度的两倍，以此来减少塔楼与裙房间的沉降差；第四，打桩过程中假设裙 房处出现少数贯入度偏小的桩，那么应在捣承台之前于该处加灰土垫层，增加其下 沉量，防止裙房与塔楼之间产生过大的沉降差沉降观测共布沉降观测点28个，从2005年8月15日主体结构施工一层开始观测, 至2006年5月24日封顶，观测了 17次；截至2008年7月2日建筑物竣工后一 年，共观测25次各观测点总沉降量见表4从表4可以看出，该超限高层住宅楼基础，最大沉降量为-40.88mm，小 于设计预估沉降量（53mm）横向最大沉降差为9.46mm,相对倾斜比为0.00028； 纵向沉降差为9.97mm,相对倾斜比为0.00013。

纵横向倾斜比均小于0.0015,符 合有关规范规定表4各观测点总沉降量6结语在汕头市区，当地基土第6层（砂土）的厚度、深度和强度符合要求, 虽下卧层为可塑、中压缩性粘性土，该层仍可作为百米建筑的桩基持力层对桩基础作沉降验算时，必须注意相邻桩基、塔楼之间的相互影响注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。