缺點:
①樁底沉渣難以清理,樁身泥土影響側(cè)摩阻力發(fā)揮;
②在中風(fēng)化巖層很難擴底,單樁承載力難以提高(如能滿足一定擴底尺寸,單樁承載力可以達(dá)到人工挖孔樁的要求);
③為獲得較高的單樁承載力,需要用較大孔徑,意味著需要大直徑的鉆機,對施工設(shè)備要求較高(深圳地區(qū)最大鉆孔直徑可到2.5m);
④廢棄泥漿不環(huán)保,施工場地環(huán)境較差:
⑤在沖擊巖石(詞條“巖石”由行業(yè)大百科提供)或孤石時速度慢;
⑥若樁位位于巖層面起伏較大部位易產(chǎn)生斜孔。
4.2樁端持力層的選擇分析
根據(jù)地勘報告及本工程特點,塔樓大直徑嵌巖灌注樁基礎(chǔ)的持力層可選擇中風(fēng)化或微風(fēng)化巖。
1、以中風(fēng)化作為持力層時,入巖深度0.5m,樁端阻力特征值qpa=5000kpa,采用擴底以節(jié)省樁身砼量,擴底直徑滿足以樁身承載力作為樁基承載力的控制要求。
2、以微風(fēng)化作為持力層時,入巖深度0.3m,樁端阻力特征值qpa=9000kpa,樁端不作擴大頭。因微風(fēng)化巖承載力高,單樁承載力由樁身強度(詞條“強度”由行業(yè)大百科提供)控制。
4.3地層情況分析
根據(jù)巖土工程詳勘報告,本工程所處場地基巖頂面起伏較大,中風(fēng)化層厚薄不均。如:l#塔樓的14勘探孔,中風(fēng)化層厚度>24米,微風(fēng)化層未揭露;而2#塔樓的中風(fēng)化層較薄,100號孔中風(fēng)化厚度僅為1.1米,中風(fēng)化巖層有裂隙承壓水。當(dāng)以中風(fēng)化巖作為持力層時,樁長在20米~33.5米左右;當(dāng)以微風(fēng)化巖作為持力層時,樁長在28米~47.5米左右。
4.4技術(shù)分析
l、通過以上分析可以看出,無論采用哪種樁型,中風(fēng)化巖層都很難穿越,施工進度會受很大影響。
2、當(dāng)選擇以微風(fēng)化做持力層時,因為中風(fēng)化巖層有承壓裂隙水存在,穿越時會有很大的涌水量,且樁長超長達(dá)28~48米,人工挖孔風(fēng)險很大,因此不能采用人工挖孔樁,只能采用鉆(沖)孔樁。
3、當(dāng)選擇以中風(fēng)化做持力層時,可以采用人工挖孔樁或鉆(沖)孔樁。由于鉆孔樁很難在中風(fēng)化巖層擴底,只能加大樁身直徑,故如果采用鉆孔樁時會增加混凝土及鋼筋用量;如果采用人工挖孔樁,則可減少樁身直徑加大擴大頭,即滿足承載力需要又能節(jié)約混凝土及鋼筋用量。但因樁長在20~34米,部分樁長>25米,不符合廣東省有關(guān)于限制使用人工挖孔樁的通知的規(guī)定,采用時應(yīng)確保施工安全保障及通過相應(yīng)的可行性論證和政府審批。
4、本工程地下水量豐富,采用整體降水施工方案時,鉆孔樁沒有優(yōu)勢,人工挖孔樁因水量小也可行;若不采用整體降水方案,因施工時上部結(jié)構(gòu)自重還沒有壓下來,樁身相應(yīng)承受抗拔承載力。通過以上分析,本工程塔樓最終采用人工挖孔樁以中風(fēng)化做持力層的方案,并在施工前對每根樁都進行了對口超前鉆探,以便準(zhǔn)確判斷樁的持力層位置及樁長,為旌工提供依據(jù);同時,為了保證旌工安全,施工采用了整體降水的施工方案。
5裙房基礎(chǔ)選型和抗浮設(shè)計
裙房地上層數(shù)不規(guī)則,層數(shù)為2~5層,地下3層。基底均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值為85KN/m2,地下水水頭h=13.6米,則水浮力標(biāo)準(zhǔn)值為136l(N/m2,自重不能平衡水浮力,故裙房基礎(chǔ)除考慮豎向承壓外,還需進行抗浮設(shè)計。
5.1抗浮設(shè)計方案比較
目前工程設(shè)計中普遍采用的抗浮設(shè)計方法優(yōu)、缺點分析評價如下:
1、配重法:加厚底板墊層填加重型混凝土,用自重平衡水浮力。其優(yōu)點是方法簡單可靠,缺點是增加基坑深度,增加材料費用。本工程水浮力較大,不宜采用自重平衡。
2、設(shè)計抗浮錨桿:其優(yōu)點是可在底板下均勻布設(shè),單根錨桿抗拔力可以調(diào)整,抗拔效率高,施工快捷。缺點是:①沒有承壓作用,需另設(shè)豎向荷載的基礎(chǔ)。
②多用于臨時支護結(jié)構(gòu),永久錨桿存在著長期失效的闖題。
③錨桿與底板連接處防腐(詞條“防腐”由行業(yè)大百科提供)處理困難,容易銹蝕失效。
④錨桿對底板的約束機理尚不明確,實際工程有錨桿失效的先例。
3、預(yù)應(yīng)力管樁兼做抗拔樁:其優(yōu)點是既可承壓又可抗拔,充分發(fā)揮材料性能,節(jié)省造價。施工速度快。缺點是:①當(dāng)樁長較長時,管樁接頭處焊接板無法防腐,地下水腐蝕后導(dǎo)致失效。②接頭可采用快速機械接頭,但造價增加。③管樁在施打過程中,樁身可能會產(chǎn)生微裂縫(詞條“裂縫”由行業(yè)大百科提供),地下水作用下會腐蝕鋼筋,導(dǎo)致抗拔力失效。
4、大直徑灌注樁兼作抗拔樁:可以在承壓得同時,兼作抗拔,節(jié)省投資,設(shè)計、施工都比較容易保證,安全可靠。
5.2技術(shù)分析
通過以上分析及本工程地勘報告可知,裙樓基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ),既可承壓又可抗拔,能夠充分發(fā)揮材料性能,又可有效避免與塔樓的不均勻沉降問題,安全可靠,是合理的基礎(chǔ)型式。但預(yù)應(yīng)力管樁抗拔承載力比較低,本工程水浮力又較大,因此管樁數(shù)量布置得比較多;同時因為塔樓采用了人工挖孔樁基礎(chǔ),如果裙樓采用預(yù)應(yīng)力管樁,存在著兩種樁型不能同時施工,施工周期長以及兩個施工隊伍管理困難等問題。通過綜合比較分析,預(yù)應(yīng)力管樁方案并不經(jīng)濟,力層的基礎(chǔ)型式。因為地下室埋深較深,水浮力大,計控制。
6 結(jié)語
因此本工程裙樓最終采用人工挖孔樁以強風(fēng)化做持裙樓挖孔樁均為為抗壓抗浮樁,樁身尺寸由抗浮設(shè)通過以上基礎(chǔ)選型比較分析,可以得到以下幾點經(jīng)驗,供工程設(shè)計人員參考:
1、超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計時,應(yīng)詳細(xì)分析地勘資料,結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗慎重選擇合適的基礎(chǔ)型式,既要保證結(jié)構(gòu)安全又要經(jīng)濟合理。
2、當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件允許時,超高層建筑采用人工挖孔樁基礎(chǔ),是最安全可靠、經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)型式。可以準(zhǔn)確直觀地判斷持力層的巖性,能夠發(fā)現(xiàn)地勘資料不能覆蓋的特殊地質(zhì)情況,保證超高層建筑承載力的安全。本工程l#塔樓在樁基施工過程中,就發(fā)現(xiàn)個別樁位在作為持力層的中風(fēng)化巖面上,夾雜部分強風(fēng)化巖脈的情況,降低了部分承載力,這種情況在地勘報告及超前鉆資料中均未能發(fā)現(xiàn)。設(shè)計根據(jù)具體情況采取了加大入巖深度,穿過弱巖脈的措施處理,當(dāng)加深一定深度后弱巖脈沒有消失的跡象,則修改擴大頭尺寸,以提高承載力,保證樁基安全。
3、對于超高層塔樓與裙房地下室共存的綜合體建筑,一般都會設(shè)有3層左右的地下室,地下水浮力比較大,裙房也宜采用與塔樓相同的基礎(chǔ)型式,這樣既可避免與塔樓的差異沉降又提供了很可靠的抗拔承載力。
參考文獻
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