武汉公交信息中心基础方案分析

2016-01-14谌文,郑敏

建材世界 2015年4期

关键词：钻孔灌注桩基础

武汉公交信息中心基础方案分析

谌文1，郑敏2

(1.北方工程设计研究院有限公司武汉分公司，武汉 430205；2.湖北经济学院，武汉 430205)

摘要：详细介绍了武汉公交信息中心的基础选型过程。结合详细的地勘资料数据，计算出每种基础形式的单桩承载力特征值以及有效桩长，分析了钻孔灌注桩、管桩、筏板基础的优缺点。经过比较和分析，得出了比较符合实际情况的基础设计方案。

关键词：基础；钻孔灌注桩；预应力管桩

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.04.023

Abstract:The selection process of foundation scheme in Wuhan public transport information center was introduced in detail.Combined with the detailed geological exploration data,this paper calculated the single pile bearing capacity characteristic value as well as the effective pile length.Bored piles, high strength prestressed pipe pile and raft foundation were analyzed.Through comparison and analysis,the foundation design scheme was got.

收稿日期：2015-06-20.

作者简介：谌文(1977-)，工程师，硕士.E-mail:sheng-wen26@126.com

Analysis of Foundation Scheme of Wuhan Public

Transport Information Center

SHENGWen1，ZHENGMin2

(1.Wuhan Branch,Northern Engineering Design and Research Institute Ltd, Wuhan 430205,China ;

2.Hubei University of Economics, Wuhan 430205,China)

Key words:foundation;bored piles;prestressed pipe pile

1工程概况

该工程位于武汉最为繁华的武广商圈、硚口美食街、宝丰路商务圈三大商圈的黄金结合点，辐射半径直达月湖桥和王家墩CBD，成为武汉城市中最具价值的核心区域。武汉公交信息中心是集主题商业、甲级写字楼、酒店式公寓为一体的都市综合体，总建筑面积为71 446.32，本工程由1栋25层高层(高度92.4 m)，1栋27层高层(高度99.2 m)，大型地下车库等建筑物组成，地下车库共3层，层高分别为4.8 m、3.3 m、3.3 m。拟建建筑物设计地坪标高为25.20 m。见图1。

根据武汉华中岩土工程有限责任公司2009年5月提供的《武汉公共交通投资有限公司公共交通信息中心项目岩土工程勘察报告书》，基础拟选用如下方案：

1)层数为25、27层的建筑物适宜采用钻孔灌注桩，以中风化泥岩作为桩端持力层。

2)层数为3层的局部地下车库部分适宜采用钻孔灌注桩为抗拔桩，以中粗砂层作为桩端持力层。

现根据勘察报告及以往工程经验，分别对25、27层高层和3层局部地下车库部分进行基础方案比较，以期选出经济合理的基础方案。土层参数详见表1。

表1　土层参数表

2确定桩长

1)根据勘察报告，⑦层卵砾砂层的厚度不大(0.7~2.7 m)，不宜作为建筑物的持力层。⑧层强风化泥岩层厚度极薄，且风化程度不同，力学性质有一定的差异，也不宜作为建筑物的持力层。因此桩基础的持力层选择为⑨层中风化泥岩层。

2)根据勘察报告，该建筑的±0.000约相当于绝对标高25.200 m，自然地面约在22.99~23.82 m，考虑3层地下室总层高为11.400 m，承台厚度2 m，桩顶标高约在12.000 m。

3)根据勘察报告，各钻孔处的⑨层中风化泥岩、⑥层中粗砂层顶面标高见表2。

可以得到：

1)对于抗压计算的钻孔灌注桩(Φ900桩)，桩顶至持力层⑨层中风化泥岩顶面的高度为12.00+29.21=41.21 m，考虑桩端进入持力层1.0 m，则平均桩长为41.21+1.0=42.21 m。

2)对于抗压计算的预应力管桩(Φ600桩)，桩顶至持力层⑥层中粗砂层顶面的高度为12.00+11.33=23.33 m，考虑桩端进入持力层8.0 m，则平均桩长为23.33+8.0=31.33 m。

3)对于抗拨计算的钻孔灌注桩(Φ900桩)，桩顶至持力层⑥层中粗砂层顶面的高度为12.00+11.33=23.33 m，考虑桩端进入持力层15 m，则平均桩长为23.33+15=38.33 m。

表2　土层顶面标高表

3计算单桩竖向承载力特征值

1)预应力管桩

管桩在静压沉桩的施工方式下无法进入中风化，取⑥层中粗砂层作为持力层，qpa=4 300 kPa。计算单桩竖向承载力特征值如表3所示。

表3　管桩参数表

2)钻孔灌注桩

持力层为⑨层中风化泥岩qpa=1 800 kPa，L=42 m，C40

表4　灌注桩参数表

注：以上所讲的桩长从地下室地面起算。

4基础方案比较

1)本工程场地中③粉质粘土fa=100 kPa，且顶面标高约为16.330 m，正好位于地下室底板标高范围。但经修正后地基承载力特征值仅有230 kPa，不能满足高层(27×15=)405 kN/m2的承载力要求，采用天然基础不可行。如果采用桩筏基础，该土层能够承担的土反力也很有限。

2)预应力管桩不能提供很高的承载力，用在荷载较大的高层建筑中势必造成桩基数量多，布桩困难，承台造价高等问题。本工程建筑物总重为132 000 t，大概需要500根600直径的管桩，也就是说光管桩就要500×32×300元/m=480万，按照间距3.5d布置，桩承台方式布桩困难，须做桩筏基础，筏板估算要至少也要1米厚。如果采用钻孔灌注桩，只需要220根900直径桩，大概需要220×26.71×1000元/m3=580万，基本只需300厚的构造防水板，承台的尺寸也较小。单纯从桩的造价上来讲，预应力管桩比钻孔灌注桩的花费要低。

预应力管桩为挤土桩，在较松厚的软土场地使用该桩型，很容易出现桩位偏移、桩身倾斜、断桩等现象。汉口新华路与发展大道交汇处由武汉三金房地产开发的鑫城国际31层的高层住宅，该项目由于类似的地质条件，采用管桩施工后，结果最后要多花500万处理断桩的问题。本工程是高层公共建筑，柱网尺寸大，荷载肯定比住宅的要大不少，如果施工出现问题，返工桩的数量更多，造价会更高。

管桩施工中实际控制接头一般为2个，不超过3个。考虑到该项目所需的桩长较长，若采用该桩型在施工送桩上存在问题。武汉市目前使用的管桩单桩一般13 m左右，也就是说试桩如果是55 m的话，采用的管桩施工就会存在很多的问题，从而直接会影响基础安全和增加造价。

从安全的角度来讲，预应力管桩的桩身抗剪和抗压能力跟钻孔灌注桩比起来显得太弱了,2009年6月27日5时30分许，在上海市闵行区莲花南路罗阳路口，“莲花河畔景苑”楼盘工地发生整栋楼体倒覆事故。该13层住宅楼就是在软土地基上采用管桩。

该工程3层地下车库部分由于地下水位比较高，计算得出单柱抗浮力至少要达到5 400 kN，由于管桩截面偏小，600直径的管桩仅能提供800 kN的抗拔力，而900直径的钻孔灌注桩能提供1 350 kN的抗拔力。为了减少桩的数量节省造价，所以就必须采用大直径的钻孔灌注桩来抗拔。

主楼和地下车库都采用钻孔桩基础，有利于施工方便，节约造价。

下面比较各种基础形式在施工进度、受雨季影响及对环境影响等方面进行比较，见表5。