環球航運廣場樁基方案的選擇與評價

李建虹 武維勇

從建筑物單樁荷載大小，樁基持力層及樁型的選擇，樁基沉降量分析，成樁技術分析以及樁基施工應注意的問題等方面對場地的樁基方案選擇進行了分析，提出了相關的工程措施，以確保工程的安全。

環球航運廣場位于寧波東部新城，南靠驚駕路、東鄰中央大街，北面和西面均是市政規劃道路。工程主要建筑物為地下三層、地上五十二層的鋼-混凝土混合結構。設計總建筑面積139960 m2，裙樓高度24m（4層），四層餐廳采用大懸挑。

場地屬北亞熱帶季風氣候區，溫暖濕潤，雨量充沛，光照強，四季分明。冬季受蒙古高壓控制，盛行西北風，以晴冷干燥天氣為主，是本區低溫少雨季節；春末夏初為過渡時期，副熱帶極峰開始影響本區，氣旋活動頻繁，冷暖空氣交替，空氣濕潤，陰雨綿綿，習稱“梅雨季”；夏秋7～9月間，受太平洋副熱帶高壓控制，天氣晴熱少雨，且常有熱帶風暴侵入，帶來大風大暴雨等災害性天氣。

場地位于寧波斷陷向斜盆地中部，區域構造單元屬華南加里東褶皺系浙東南褶皺帶，麗水—寧波隆起帶中的新昌—定海斷隆帶。地質構造形跡以斷裂為主，褶皺次之，不同展布方向和不同切割深度的斷裂相互交織，形成了本區特有的網格狀構造格局，并控制了區內的地質作用和地震活動。

雜填土。灰、灰黃、灰褐色，結構松散，成分主要由碎石、塊石混砂、礫及粘性土組成，河道處下部以粘性土混碎石為主，粒徑一般10～30cm，大者可達50cm以上，混磚塊、混凝土塊等建筑垃圾，表部多為水泥地坪，大小混雜，土質不均。

粘土。灰黃色，可塑，往下漸變為軟塑，厚層狀，富含氧化鐵錳質斑點。土面光滑，干強度很高，韌性很硬，無搖震反應。

淤泥質粘土。灰色，流塑，厚層狀，土質均勻，細膩，偶為淤泥質粉質粘土。土面具油脂光澤，干強度很高，韌性很硬，無搖震反應。

淤泥。灰色，流塑，厚層狀，土質稀軟、細膩，局部為淤泥質粘土或淤泥質粉質粘土。土面具油脂光澤，干強度很高，韌性很硬，無搖震反應。

淤泥質粉質粘土。灰色，流塑，厚層狀，混少量粉砂團塊，土質較均勻，偶為淤泥質粘土。土面光滑，干強度高，韌性中硬，無搖震反應。

粉質粘土夾粉砂、粉砂夾粉質粘土

灰色，粉質粘土呈流塑，粉砂呈松散～稍密狀，厚層狀構造，粉砂多呈團塊狀分布，土質不均，巖性以粉質粘土夾粉砂為主，粉砂夾粉質粘土主要分布于東南部，混貝殼碎片。土面較粗糙，干強度中等～低，韌性中硬，有輕微搖震反應。

粉質粘土。灰色，流塑，局部軟塑，厚層狀，局部粉粒含量較高，土質不均勻，偶為淤泥質粉質粘土。土面光滑，干強度高，韌性中硬，無搖震反應。

細砂。淺灰、灰黃色，密實，飽和，厚層狀，砂質不均，分選性差，以細砂、粉砂為主，局部相變為中砂、粗砂、礫砂，混少量圓礫，個別可達2.0cm，局部混少量粘性土。該層場地內均有分布，物理力學性質好，具中等偏低壓縮性，層面埋深65.0～68.0m，頂板標高-65.55～-62.53m，層厚2.1～5.6m。

粉砂。淺灰綠、淺灰、灰黃色，密實，飽和，厚層狀，砂質較均，局部為含粘性土粉砂、細砂、中砂等，局部夾粉質粘土薄層。

含粘性土圓礫、卵石。灰綠、灰黃、灰紫色，密實，飽和，厚層狀，粒徑一般0.5～～5cm，大者10cm以上，次圓狀，含量50～60%，下部多呈強風化狀，充填大量礫砂、粗砂，膠結緊密，粘性土含量15～25%，分布不均，局部相變為含卵礫石粉質粘土。

中風化玻屑凝灰巖。灰紫、紫紅、灰黃色，凝灰結構，塊狀構造，巖石質硬、性脆，較完整，裂隙較發育，裂面渲染鐵錳質，巖芯呈短柱狀，長10～40cm，個別為塊狀，巖石質量等級Ⅲ級。

本工程主樓為52層超高層建筑，，為帶筒體的鋼混巨型結構體系，結構采用兩側筒體+中央大桁架的結構形式，不考慮水浮力的基底反力標準值分別約為590000kN和780000kN，豎向荷載很大、分布集中。由于筒體較小、豎向荷載很大，筒體下的樁可考慮向四周擴展布置。盡管如此，單樁荷載要求也很高，根據筒體尺寸大小，按照《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）要求，樁基中心距按不小于3.0d（d為樁型）考慮，采用鉆孔灌注樁，樁徑為Φ800mm時，左筒和右筒至多可布144根樁、96根樁，其單樁承載力要達到5416kN、6146kN，若樁徑為Φ1000mm時，左筒和右筒至多可布91根樁、65根樁，其單樁承載力要達到8571kN、9077kN。主樓范圍以外地下室不考慮水浮力的基底反力標準值約為70~130kN/m2，其柱間距6.6~8.4m，單柱抗拔承載力要求最大可達7862 kN，若每柱下布置4根樁，其單樁抗拔承載力達到1965kN。

本次勘探成果表明：場地上部軟土層及軟弱土層厚度大，工程地質條件較差。綜合場地工程地質條件和建筑特點，主樓選擇圓礫、卵石作為樁端持力層的超長樁方案，樁型采用大直徑鉆孔灌注樁基礎，樁徑不小于1000mm，為滿足單樁承載力要求，樁端進入地層一定深度才能達到設計承載力要求。由于樁長較長，持力層為圓礫、卵石，施工難度較大，為節約基礎投資，提高單樁承載力，可對樁端土采用后注漿處理，根據施工經驗，經壓力注漿處理后的單樁承載力一般可提高20%以上；本工程亦可以考慮采用擠擴支盤混凝土灌注樁方案，根據工程實踐經驗，采用該方案可節約基礎投資30％左右，工期提前20％左右。

對于主樓范圍以外地下室部分，建筑物荷載較小，基坑開挖深度大，場地地下水位埋深約0.4～1.2m。由于地下室開挖深度大，地下水位高，浮力較大，為滿足地下室抗浮、基坑圍護等設計要求，應考慮設置抗浮樁。根據建筑物荷載要求以及對單樁抗拔承載力的估算，建議樁端持力層選擇砂土，樁型宜采用鉆孔灌注樁，樁端全斷面進入持力層深度宜根據單樁設計荷載而定。

鉆孔灌注樁屬于非擠土樁，具有無振動、低噪音的特點，樁徑大，承載力高，抗震性能好，樁徑大小及樁長可根據承載力大小靈活選擇，地層適應性強，但存在施工進度慢、單樁造價較高、樁基質量控制較難等缺點，而且需解決泥漿排污問題。由于該樁型單樁承載力大，對周圍環境影響小，在市區仍被廣泛應用。

本工程選擇礫、卵石層作為樁端持力層，圓礫、卵石層壓縮性是很低的，無軟弱夾層，其下伏即為基巖。樁基沉降量主要由樁身自身壓縮及樁底沉渣壓縮兩部分組成，因此在保證樁基施工質量的前提下，其樁基沉降量是很小的。尤其在對樁底進行壓力注漿處理后，可有效地減少樁基礎的絕對沉降及不均勻沉降。

根據場地場地工程地質條件分析，對于長樁基礎，采用預制樁方案沉樁是困難的。而本工程采用的是鉆孔灌注樁方案，只要采取合理的成孔工藝和合適的施工設備及鉆具，沉樁是不會存在問題的。本工程位于第四系濱海海積平原區，軟土層厚度大,持力層埋深大，層面平穩，樁長易于控制，且持力層粒徑普遍較小，因此建議本工程樁基施工采用回轉成孔法比較好，鉆頭可采用三翼（或四翼）刮刀鉆頭，為保證成孔垂直度，可采用二層腰帶的鉆頭結構，成孔時以下加壓為主（操作中適當拉住鉆桿或在鉆具組下部加配重，鉆機要求安裝平正穩固），護壁可采用原土自造泥漿反復循環施工。對于圓礫、卵石層仍可按上述工藝鉆進，但對泥漿參數要視情況予以調整，以提高泥漿攜帶鉆屑的能力，必要時輔以高性能的制備泥漿，鉆頭應作加固，防止扭壞。

鉆孔灌注樁的承載力與施工質量密切相關。因此，鉆孔灌注樁施工時必須保證樁身質量，控制沉渣厚度，防止樁端土層發生松馳。在組織設計和施工過程中，請注意下列幾點：

第一，擬建場地表部為碎塊石填土，為了防止人工填石掉入孔內對樁基質量造成影響，因此施工時，應采用鋼護筒將填土隔開，避免填石掉進孔內而影響施工。

第二，淺部土體具高壓縮性，且易縮徑，施工時應引起重視。

第三，為防止樁端砂礫石層發生松馳，保證樁基承載力的正常發揮，應采用先進的施工工藝和合適的泥漿比重，各道工序應連續進行，尤其是成孔與澆灌工序。

對于鉆孔灌注樁施工產生的泥漿污水，應及時用車輛外運排污，也可采用大池貯蓄和車輛外運相結合，一般能做到不影響周圍環境。

本文在分析環球航運廣場地質條件基礎上，對場地的樁基方案選擇進行了分析，提出了相關的工程措施，以確保工程的安全。（第一作者供職于浙江省工程勘察院測試中心；第二作者供職于浙江省工程勘察院 ）