1 前言
近年來,隨著我國國民經濟持續快速發展,高層建筑(詞條“高層建筑”由行業大百科提供)得到了迅速發展,尤其是近幾年,興建了很多超高層建筑。超高層建筑不僅高度、體量龐大,豎向荷載大,對基礎的安全性要求高,而且由于建筑內部空間復雜,結構構件布置不均勻,相鄰柱下荷載差異也非常大;現在的超高層建筑,單體的建筑很少,往往附屬有相當面積的裙房和地下室,如本文介紹的卓越·皇崗世紀中心工程,其裙房、地下室的面積將近10萬平方米,它們往往與主體建筑相連,柱下荷載與主體差異巨大,基礎設計應考慮差異沉降及相互影響;另外,由于超高層建筑的基礎費用在整個工程項目總造價中占有很大比例,合理設計基礎,能有效降低工程造價,具有可觀的經濟效益。
以上幾點,導致了超高層建筑的基礎設計具有一定的復雜性,如何保證既安全可靠又經濟合理、方便施工,是結構設計人員面臨的新的挑戰,只有通過設計創新和優化去適應,才能在競爭中求得生存和發展。本文結合卓越·皇崗世紀中心工程,對超高層建筑的基礎設計進行了一些探討。
2工程概況
卓越·皇崗世紀中心項目位于深圳市福田中心區,濱河路北側,福華三路與金田路交匯口東南角,總建筑用地30667.7 m2,總建筑面積424008m2。該工程由四座塔樓及裙房地下室組成,其中1、2、4號塔樓為超高層建筑,3號樓為高層建筑,裙房5層,地下室3層,埋深一14.5米,是一個集辦公、酒店、商業、會議于一體的多功能寫字樓、商業綜合體,概況詳見表l及建筑效果圖(圖1)。
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3工程地質概況
場地原始地貌為山前沖洪積’r蟓,現粹一次人工堆填,f|然地面標高為黃海高程5 72米~7“米問,相對高差l 72m,場地起伏變化不大。
根據現場鉆探揭姑和室內+I試驗結糶在l“,場地內地層自上塒F分布仃:①人T填土層、②第四系沖洪積上層、③第叫系殘積土層、④中牛代燕山期花崗巖鋒四婁地層。并’r層物理力學指標見襲2。
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4基礎選型和分析
4.1樁型的選擇分析
因為塔樓超高,柱下荷載達28800~79200I(N,基底均布荷載高達933l(N/m2,不能采用筏板(詞條“筏板”由行業大百科提供)基礎;預應力管樁基礎因其承載力相對比較低,只適合100米以內的建筑,超高層建筑也不能采用。根據地勘報告分析,本工程可以選用的基礎型式為大直徑嵌巖灌注樁基礎,其中大直徑嵌巖灌注樁又可分為人工挖孔樁和鉆(沖)孔樁。兩種樁型優、缺點分析評價如下:
1、人工挖孔樁:
優點:①人工便宜,施工成本低;
②樁端持力層便于檢查,質量容易保證,樁底沉渣易控制:
③容易獲得較高的單樁承載力,可以擴底,以節省樁身砼用量;
④成樁速度快。
缺點:①受地下水位影響較大,地下水位較高時。施工要注意降水、排水;
②存在透水性較大的砂層時不能采用;
⑨施工時要注意對地下管線及周圍沉降的觀測;
④爆破中風化巖層時噪音較大(深圳市對市區內爆破時間有嚴格要求):
⑤有一定的風險,廣東省有關于限制使用人工挖孔樁的通知(粵建管字(2003)49號文件);
⑥樁長不宜過長(<30m),施工時應采取更為嚴格的安全保護措施。
2、鉆(沖)孔灌注樁:
優點:
①地下水位較高時,不用降水即可施工,基本不受雨季雨天的影響;
②機械施工;
③施工時對周圍的現狀影響較小:
④鉆擴樁可以靈活選擇樁徑,降低浪費系數;
⑤適用于樁身過長的樁基礎;
⑥可解決地層中的孤石問題。
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