廣州某高層辦公建筑基礎方案選型

劉慶剛

（廣州市設計院，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

某高層辦公建筑項目位于廣州市白云區白云新城，緊鄰中軸綠化帶，東望白云山風景，西抵機場高速，北觀白云公園，南眺廣州城區，總建筑面積113 901.1m2，由2棟17層辦公樓和5層商業裙樓組成，框架剪力墻結構。如圖1所示。

圖1 建筑效果

2 場地概況

2.1 場地條件

場區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.10g，建筑場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組。建筑室外地坪標高±0.000為15.05m，現地面標高14.650～18.340m，相對高差3.29m。抗浮設防水位標高根據地基勘察報告按室外地坪標高考慮。工程重要性等級為二級，場地等級為二級場地（中等復雜場地），有巖溶土洞需要專門處理，地基等級為一級地基（復雜地基），建筑物抗震設防類別為丙類，巖土工程勘察等級為甲級。

2.2 土層條件

場地巖土層情況自上而下可分為：人工填土層（Q4ml）；第四系沖積層（Q4al），該層由淤泥質土、粉質黏土（可塑）、粗砂、粉質黏土（硬塑）組成；風化殘積層（Q4el），該層由灰巖風化而成的黏土、粉質黏土，灰褐色、褐紅色，稍濕，硬塑狀，局部可塑狀，黏性一般，遇水易軟化，含少量灰巖碎屑；石炭系基巖（C）。

場地有30個鉆孔存在溶洞，未鉆孔揭露土洞，見洞率48.4%，巖溶為強發育。場地基底巖石為可溶性灰巖，在地下水的滲流作用下，地下水沿裂隙及含有炭質薄膜相對軟弱的灰巖巖層走向流動，使基巖緩慢溶蝕而形成，淺部基巖與上部孔隙水活動交替較強烈，因此，溶洞多分布于淺部基巖中，隨著溶洞擴展及地下水的交替作用，上覆土層不斷崩落形成土洞且多為串珠狀，因此，土洞及溶洞之間存在密切關系，存在土洞的地段附近必有溶洞或溶隙存在。

基于以上所列原因，擬出具灌注樁+微型鋼管樁基礎（以下簡稱方案2），以滿足上述要求。

場地中有30個鉆孔存在溶洞，半充填、無充填溶洞巖溶水在其中流動強烈，連通性強。在本場地中，在揭露的溶洞體洞頂到基礎底面最小厚度僅為0.10m。由于頂板厚度小，巖溶洞體高度大，洞內充填狀態的充填物工程性質軟弱，易被水流沖蝕，多屬于不穩定洞體，對結構穩定很不利，對樁基施工影響很大，可能造成地面沉陷、突水等工程事故。

2.3 水文地質條件

場地淤泥質土層、粉質黏土層、殘積土層、基巖微風化巖層為不透水～弱透水層，可視為相對隔水層（縱橫方向上的相變尖滅除外），只有粗砂層為相對含水層，地下水直接補給巖溶水，地下水豐富。地下水受大氣降水和地表水補給，以蒸發方式排泄，鉆探期間測得各孔地下水初見水位埋深0.30～1.50m，穩定位埋深0.60～2.00m，水位變幅在1.00～3.00m，場地內地下水具有微承壓～承壓性質，抗浮設防水位建議值為設計地面標高。

3 基礎設計

鉆探揭露溶洞有3種類型：充填溶洞、半充填溶洞及空洞。充填溶洞及半充填溶洞充填物以流塑～軟塑狀粉質黏土及灰巖碎塊為主，部分溶洞充填物鉆探時鉆具自沉或人工加壓下，其承載力極低。隨著垂向深度增加，地下水交替活動減弱，巖石裂隙亦極為少見，溶洞分布也隨之減少。溶洞對樁基潛在一定的危害性，但鉆（沖）孔樁樁基穿過溶洞嵌入連續的微風化巖或連續厚度較大的微風化巖中，上覆溶洞對樁基穩定性影響甚微。

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由于建筑方案修改，豎向構件位置移動；現場樁基礎已施工完畢，樁基礎施工機械已經撤離場地；業主對已施工樁基礎進行的樁基檢測發現部分樁基礎無法滿足檢測要求；場地東側為云城東路，南側為云城南四路，西側為廣州地鐵2號線，若補充灌注樁基礎地鐵單位要求無振動施工。

3.1 方案1

本方案采用灌注樁基礎，樁徑1.0～1.8m，混凝土強度等級C35，樁長6～16m。根據地質資料，樁端持力巖層為微風化巖，樁端巖層的巖樣天然濕度單軸抗壓強度不小于30MPa。單樁豎向抗壓承載力特征值7 000～22 000kN，單樁豎向抗拔承載力特征值1 000～1 300kN，樁間距不小于2.5d。樁基礎布置如圖2所示。

圖2 樁基礎布置

3.2 方案2

魚類的繁殖力是物種生育后代的能力和生殖機能強弱的一種體現。為方便統一起見，國內外大都用雌魚的懷卵量表示魚類的繁殖力［17］。繁殖力的變動及其調節規律受多方面影響，如種群密度，季節性、排卵數、卵子受精率等。本研究對21尾性腺處于Ⅱ期或Ⅲ期云南鰍的卵巢進行稱重計數，對體長、體重、空殼重、性腺重進行實際測量記錄，先稱重0.1 g的卵巢，統計出卵粒數，根據公式F＝1 g卵的卵粒數×整個卵巢重（g），FW＝F／體重（g），計算出云南鰍的繁殖力［18］，結果見表2。統計分析得出草海云南鰍的絕對繁殖力范圍為92～197粒；相對繁殖力為94～102 粒／g。

4）鋼管樁的焊接要求（焊縫質量等級為二級） 上下節鋼管樁焊接時應校正垂直度，對口間隙宜為2～3mm；焊絲（自動焊）或焊條應烘干；焊接應對稱進行；應采用多層焊，鋼管樁各層焊縫的接頭應錯開，并清除焊渣；每個接頭焊接完畢后應冷卻1min后方可沉管；焊接質量應符合GB 50205—2020《鋼結構工程施工質量驗收規范》和JGJ 18—2012《建筑鋼結構焊接技術規程》的規定，每個接頭除應進行外觀檢查外，還應按接頭總數的5%進行超聲或2%進行X射線檢查，對于同一工程，探傷抽樣檢驗不得少于3個接頭。

1）成孔及嵌巖深度 采用地質鉆成孔，孔徑219mm，入巖部分應取出巖芯，樁全斷面入微風化巖層連續長度≥1m且樁底持力層需連續≥2m，成孔后應準確記錄樁孔深度，用以鋼管備料。

其實，巨大的霸王龍對腫頭龍的威脅并不大，一些中小型的食肉恐龍才是腫頭龍真正的敵人，比如冥河盜龍、達科他盜龍、矮暴龍等。體長超過5米的達科他盜龍和矮暴龍是腫頭龍的噩夢，一個像是放大版的恐爪龍，另一個則像縮小版的霸王龍，都是兇殘、聰明且行動敏捷的“恐龍殺手”。為了能在危險的世界中生存，腫頭龍必須成群結隊地生活在一起，并在危險來臨時，使出它們的絕招——鐵頭功。

3.2.2 微型鋼管樁基礎。

2）除銹及防腐 沉管前需對鋼管作除銹處理，水泥漿保護層厚度不小于25mm。

3）沉管及垂直度要求 鋼管樁垂直度容許偏差為1/100；樁中心位置容許偏差為d/20；樁身直徑容許偏差為（+50，-10）mm。

樁身大樣及場地鉆探孔布置與方案1相同。

6）試樁 鋼管樁施工應先做試驗樁，待取得成熟施工方法后再全面開工。

7）單樁承載力檢測 采用靜載試樁的方法檢查樁的承載力，加載量為樁豎向承載力特征值的2.2倍，試樁樁數及樁位與設計、質監、監理及業主協商后確定。

4 結語

本工程地質復雜，屬于巖溶強發育地區，由于建筑方案修改、灌注樁基礎已施工，導致基礎結構復雜，采用補充微型鋼管樁基礎構成方案2（灌注樁+微型鋼管樁基礎）可解決以上問題。

1）微型鋼管樁屬于樁基礎，可穿透溶洞直接以穩定巖層為持力層，屬于GB/T 51238—2018《巖溶地區建筑地基基礎技術標準》中“樁基法”。

2）微型鋼管樁基礎后注漿處理可在有溶洞位置對溶洞進行充填，屬于《巖溶地區建筑地基基礎技術標準》中“充填法”，且注漿后在溶洞位置形成“糖葫蘆串”形，大大提高微型鋼管樁的承載力。

3）微型鋼管樁屬于樁基礎，施工流程為鉆孔、下管、注漿，均為無振動施工，可避免對場地西側廣州地鐵2號線的影響。