計算沉降值選擇軟土地基基礎樁長的工程實例研究

陳輝

(廣東省廉江市第三建筑工程有限公司,廣東 廉江524000)

一、概述

軟土地區樁基礎設計，常遇到樁端持力層的選擇問題。地質勘察報告的結論與建議，多傾向于采用較深、較密實的土層作為樁端持力層，傾向于以端承力為主的摩擦端承樁，這樣的樁基礎設計較為常見。但這種設計經常遇到一個矛盾，就是樁基礎的性價比。在市場經濟條件下，設計人員要考慮業主的經濟要求，樁端持力層的確定，很大程度上決定了樁基礎的性價比。本文試圖從樁基的沉降計算著手，對經濟合理的樁端持力層選擇方法進行討論。

二、工程實例

1工 程概況

某26層高層建筑，高 98.5m，框架-剪力墻結構，為當地最高建筑。擬建場地在表層粉質黏土以下為35m厚淤泥質土，再往下為56m厚黏性土，中粗砂在地面以下96m處。

2地 基基礎設計

地質勘察報告的“結論與建議”指出：擬建場地屬于樁基工程地質條件相對較差的地段，工程力學性能較好的第5-2層含礫中粗砂埋深96m左右，建議本工程采用92m長的鉆孔灌注樁，樁徑1200～1500mm。

設計采用1200mm直徑、90m長鉆孔灌注樁，以第5-3層含礫中粗砂為樁端持力層，單樁承載力特征值為6000kN，樁間距約為3.6m，共布置120根樁。基礎采用上海地區常用的樁-厚筏底板基礎，厚度為2.0m。

業主對該工程的基礎造價進行估算，120根鉆孔灌注樁共需約1100萬元，僅樁與2.0m厚承臺板的造價就占到結構總造價的近30%。認為基礎造價太高，邀請的某顧問咨詢公司認為可以降低基礎造價40%左右，設計認為不可能，業主決定另行委托設計。

3工 程問題

某顧問咨詢公司的技術人員仔細研究了地質勘察報告，并考察了當地一些高層建筑的基礎情況。如附近一幢13層高層住宅，地基土情況與本工程類似，采用30余米長預應力鋼筋混凝土管樁，計算沉降130mm，但建成數年后實測沉降為20-30mm。考慮本工程采用直徑600mm、長60m的預應力鋼筋混凝土管樁，以地質勘察報告中第4-2層粉質黏土夾粉土作為樁端持力層，采用端承摩擦樁。用“實體深基礎法”估算沉降，由于當地離上海較近，故沉降計算經驗系數參照上海市標準《地基基礎設計規范》DOJ 08-11999中的系數。

表1 沉降計算表

按上海市標準《地基基礎設計規范》DBJ 08-11-1999“實體深基礎法”計算的沉降值為79mm，見表1。

根據沉降計算結果，設計采用了480根直徑600mm、長60m的預應力鋼筋混凝土管樁，單樁承載力特征值為1800kN，按均勻布置。基礎采用樁一厚筏底板，厚度為1.5m。

單樁靜載荷試驗結果符合設計要求。建筑物竣工實測沉降值為15mm。由上海地區高層建筑樁基礎的竣工沉降值一般占最終沉降值的40%-70%來看，本工程的最終沉降值約為40mm左右，小于計算值79mm。

該工程的樁造價共約580萬元，比鉆孔灌注樁方案降低400余萬元，厚筏底板造價比修改前降低約80萬元，共降低近500萬元，折合每平方米建筑面積100元。樁與厚筏底板的造價占結構總造價的比例降低到20%左右。

4失 誤原因分析

本工程的地質勘察報告，未選擇第4-2層土作為樁端持力層，原設計對第4-2層土也未加考慮，主要原因是該層土的壓縮模量較小，擔心建筑物的沉降偏大。實際上根據目前的勘察手段，深層地基土的壓縮模量很難正確確定，原狀土樣的采取受到很大的限制，特別是粉性土、砂土擾動程度更大，導致地基土的壓縮模量偏小或失真。

此外，上海地區的第5、8層黏性土由于其有較長的地質年代，一般具有超壓密性（OCR~1），尤其是第8層黏性土的地質年代屬于Q：（上更新世），根據一些工程采用薄壁取土器所得試驗數據，其超壓密性的指數 OCR＝1.25-1.40，這一點是在壓縮模量上反映不出來的。本工程地點毗鄰上海郊縣，地質條件與上海類似，這也是前述13層高層建筑與本工程的計算沉降值明顯大于實測沉降值的原因。

本工程還進行了100m深度內的原位測試與分層壓縮試驗，由第4-2、4-3層的固結試驗e-p分層曲線看，滿足本工程的樁基沉降計算要求。第5-2層粉砂、第5-3層含礫中粗砂的e-p分層壓縮曲線缺失，據地質勘察人員介紹，與取土擾動有關。參照上海市標準《巖土工程勘察規范》DCJ 08-37-2002中表13，乙6“土的壓縮模量足與原位測試成果關系”進行換算，這兩層土的壓縮模量正：（指地基土在200-300kPa作用時的壓縮模量）為75MPa。

本工程修改設計時計算樁基礎的沉降就采用上述數據。工程竣工時的實測沉降值表明，參考上海地區有關規范對地基土壓縮模量的取值是可行的。

結語

廣東沿海、上海市、浙江沿海等地區,從事軟土地基基礎設計與施工的工程技術人員間的相互交流及學習是提高我國軟土地基處理技術水平的有效途徑。

[1]GB50007-2011，建筑地基基礎設計規范[S].

[2]JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范[S].

[3]JGJ 94-94,建筑樁基技術規范[S].