常州报业传媒大厦勘察设计

【摘要】本文介绍了常州报业大厦的岩土工程要点，对比分析预制桩与钻孔灌注桩的优缺点，合理使用了预制管桩方案并采取了一些辅助沉桩措施，有效降低了工程造价并缩短了工期，取得较为满意的效果。

【关键词】勘察纲要；桩型选择；沉降计算；沉桩措施

中图分类号：F626.2 文献标识码：A

0 前言

近年高层建筑越来越多，选择合适的桩型及桩端持力层很重要，尤其是大底盘上的高层建筑与裙房、地下车库连为一体时，地基变形验算也影响着桩基方案的选择。2008年我司承担了常州报业传媒大厦勘察设计，提出了可靠的岩土设计参数、地基基础方案及基坑支护与降水建议。

工程概况及勘察纲要

常州报业传媒大厦位于常州闹市区和平中路，北为清凉小学，东、南为清凉新村，由南北两幢主楼及裙房、纯地下汽车库组成，主楼22~28层，与裙房座落于地下2层车库之上，初步确定主楼桩筏基础，裙楼与纯地下车库抗拔桩，基坑深度约10米，深基坑须支护和降水。

调查周边场地地基条件，埋深约30～35m的⑥层密实粉砂是主楼预制桩良好持力层；埋藏深度预估约45m的⑧层硬塑粘土是钻孔灌注桩桩端持力层。

据此上条件编制勘察纲要，平面孔距控制在30m以内，沿主楼周边轮廓布置勘察孔，同时按主要柱列线呈网格布置裙楼及纯地下车库勘察孔。主楼控制性孔深65～70m，一般性孔深52～55m。控制性钻孔采用取土标贯孔，一般性钻孔采用静力触探孔。

主裙楼沉降差估算关系到本项目主楼桩基础方案。根据以往经验，用室内土工试验确定的压缩模量进行沉降计算值一般比实际偏大很多，因而在主楼位置布置了旁压试验，最大试验深度60米，主要用来确定深层地基土压缩模量。

场地北侧约5米为已有建筑，基坑需采用排桩进行支护，勘察布置扁铲侧胀试验，试验深度20米，提供静止土压力系数。

基坑底位于承压含水层中，基坑开挖需施工降水，勘察进行现场抽水试验。

其它常规的勘察手段包括土工试验、标准贯入试验、波速试验等多种手段。其中室内土工试验进行了常规土试、固结试验、三轴不固结不排水剪切试验、固结快剪试验、颗粒分析、水土分析腐蚀介质含量等。

地基土工程特性及水文地质概况

在本次勘察深度范围内，场地内地层属第四系全新统(Q4)及上更新统(Q3)长江下游三角洲冲积层，自上而下可分为10个工程地质单元层,分述如表1。典型的地基土层剖面示意如图1。

图1典型的地基土剖面示意

表1土层主要工程特性指标

对基坑工程有影响的地下水类型为上层滞水和浅层承压水，上层滞水埋藏于①层杂填土中，其主要补给源为大气降水、人工用水、地表迳流，主要以蒸腾作用排泄，测得上层滞水水位埋深为0.6～1.5m，相当于黄海高程约2.60m；浅层承压水埋藏于④层粉细砂中，其主要补给源为大运河和长江水的侧向补给，排泄途径亦相同，水量较丰富。可能受区域性抽取地下水的影响，该层承压水水位埋藏较深，呈微承压性，测得承压水水位（水头）埋深为地面下5.6～7.5m，相当于黄海高程-1.80m，现场采用带两个观测井的非稳定流抽水试验方法，用配线法得出④层中的微承压含水层的综合渗透系数K=2.7m/d，在水位降至标高-6.0m时影响半径约为65m。

旁压试验结果见表2，扁铲侧胀试验结果见表3。

表2 旁压试验成果表

土层

表3扁铲侧胀试验成果表

3 地基基础评价设计评价

3.1主楼桩型选择

本着安全、经济和可操作性的方案优选原则，以28F北主楼为例，对主楼两种桩型方案比较见表4。

3.2主楼沉降计算

地基沉降计算的关键参素为地基土的压缩模量，根据目前的机钻水平，由于取样、运输、开样等因素，室内土工试验确定的地基土压缩模量值偏小或失真，尤其是粉土、砂土，深层地基土的压缩模量更难正确确定。

本项目28层北主楼按等效作用分层总和法估算预制桩方案主楼沉降量。如果采用室内试验确定的压缩模量估算最终沉降量约96mm，竣工后需根据沉降实测值估算剩余沉降差满足时，才能浇筑后浇带，主楼桩基方案可能需要调整，采用钻孔灌注桩方案；如果根据旁压试验成果确定的压缩模量，估算的最终沉降量仅约45mm，主楼与裙楼、纯地下室的沉降差能满足要求，估算表明预制桩方案是可行的。

3.3基坑支护方案

基坑外侧存在居民楼等建筑物，轴线距最小仅5.5m，基坑开挖后实际距离可能更小。

根据本工程土层情况结合常州地区类似基坑支护经验，基坑支护在具备有效放坡空间的地段可采用放坡+土钉支护，在不具备有放坡空间的北面、东面局部、南面局部可采用排桩+锚杆的支护方式。

上层滞水可采取集水抽排措施，对本基坑影响较大的是埋藏于④层中的承压水，建议采用管井降水。

表4主楼两种桩型比较表

2、按最不利工况考虑，增加预钻10m辅助沉桩

3、该长度管桩沉桩经验较成熟

4、有挤土效应

5、挖土与截桩同步进行，增加挖土难度 1、考虑到桩顶埋藏较深，为控制桩顶质量，需多浇筑1.0m砼

2、有泥浆污染问题，泥浆需外运

3、成桩较容易

经济因素 成桩费

(含打桩费) (25m+5m)×220元/m×260根=165万元 (39m+1m)×0.385m2×214根×1200元/m3=395.5万元

辅助费用 1、桩尖费用260个×250元/个=6.5万元

2、预钻费用10m/根×260根×40元/m=10.4万元

3、增加挖土及截桩费用10.0万元

总费用 165+6.5+10.4+10.0=191.9万元 395.5万元

质量及

工期因素 1、质量易保证，本地施工能力较强

2、工艺成熟，本地区同类高层建筑均采用该桩型

3、需采用部分辅助沉桩措施，但工期仍较钻孔灌注桩工期节省50%左右 1、钻孔灌注桩成桩质量离散性相对预制管桩大

2、施工工期长

优点 1、费用低，较钻孔灌注桩节省50%左右

2、工期短

3、质量易保证 成桩较易，施工较顺畅

缺点 1、沉桩时有挤土效应，需采取其它辅助措施

2、增加挖土难度，截桩工作量大 费用高，工期长，成桩质量离散性大

推荐方案 建议主楼采用静压预应力管桩方案，壁厚≥120mm

4 工程效果的验证

4.1桩型选择及沉桩情况

设计采用了勘察建议，主楼桩筏基础，桩型为PHC-φ50（125mm）预应力高强管桩，桩距2500mm，按等边距梅花形布置。

预制桩穿过层厚约5.6m的④层粉细砂，进入⑥层密实粉砂，沉桩阻力很大，施工采用了配重八百吨的压桩机械并采取了以下勘察建议：⑴严格控制沉桩速度，每天沉桩数量不超过20根，且采取跳打的方式；⑵增设桩尖，以确保桩端刺入密砂后的完整性及完善导向功能；⑶用螺旋钻机引孔，引孔深度为设计桩顶标高，这样既把④层密实粉细砂的一大半引空，又不影响单桩承载力，还能有效减低挤土效应；⑷设置排水砂井，形成承压地下水的排泄通道，减小沉桩时的孔隙水压力，进而减小沉桩难度并能减小挤土隆起。

通过采取以上措施，基桩施工比较顺利，静载荷试验的单桩承载力与勘察估算值较吻合。

4.2变形观测

北主楼主体竣工时沉降量约33mm，推算最终沉降量约5~6cm，与采用旁压试验确定压缩模量的估算值较接近，为本地区确定桩基受力层压缩模量经验取值方面积累了经验。

5 结语

本文介绍了常州报业大厦勘察设计过程中抓住项目的岩土工程要点，针对性地采取勘察手段，提供更为合理的岩土设计参数；结合本地区设计施工经验，通过方案比较优选主楼管桩方案，并提出可行的基桩施工措施和基坑支护、降水建议，取得了较理想的效果。

参考文献

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范［S］.北京：中国建设工业出版社,2002.

［2］中华人民共和国住房和城乡建设部.高层建筑岩土工程勘察规范［S］.北京：中国建设工业出版社,2004.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑桩基技术规范［S］.北京：中国建设工业出版社,2008.

［作者简介］

史晓东，（1969-），男，江苏，大学本科，高级工程师，注册岩土工程师。