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第十节 工程实例及实例分析 【要点】 本节通过工程实例进一步说明桩基础设计的技术要点，分析桩型选择、桩基施工图设计中的主要技术难点及应采取的技术措施，重点介绍后注浆灌注桩基础设计及人工挖孔扩底墩基础的设计过程，指出其设计说明中应交代的设计、施工及检测的主要问题。比较后注浆灌注桩与普通灌注桩的技术经济性指标。 实例7.1：北京名人广场写字楼钻孔灌注桩（后压浆）基础设计 1．工程实例 1）工程概况 北京名人广场位于北京亚运村，它是由写字楼和若干公寓楼组成的建筑群。其中写字楼是其标志性建筑。内筒外框架全钢筋混凝土结构，地下二层 (局部三层) 与服务式公寓楼相连，地上三十八层，顶部逐层收进，平面由方变圆，檐口高度129.0 米，其高度位居北京同类结构之首。写字楼剖面见图7.10.1，总平面关系如图7.10.2。1995年1月开始施工图设计，同年8月底完成，1997年底结构完工。 图7.10.1 北京名人广场写字楼剖面 2）基础设计 采用桩底后压浆钻孔灌注桩基础，中筒和周边不均匀布桩，变厚度承台板设计。 2．实例分析 1）地质情况 根据勘察报告，本工程地质情况见图7.10.3。 基础底面位于粉质粘土层⑤，其地基承载力特征值fak＝230ka。 图7.10.2 北京名人广场总平面 图7.10.3 场地地质情况典型剖面 2）基础方案的优化 （1）写字楼优先考虑采用天然地基，地基承载力能基本满足规范要求。在沉降计算深度范围内，土层⑤、⑥为主压缩层，主压缩层总厚度约为21米，地基主压缩层较厚，在地基变形及差异沉降等方面存在以下几方面的问题： ① 写字楼的总沉降量过大，最终沉降计算值达250mm； ② 主楼与裙房地下室之间的沉降差过大，虽然在主楼与裙房间可设置后浇带, 以消除施工阶段的地基变形差 （约为总沉降量的50%），但建筑物的后期沉降仍将产生相当大的沉降差，最大沉降差估算值约100mm，结构处理难以消除如此大的沉降差； ③ 由于结构总重量大，基础悬挑达12米，造成其内力过大，也很难进行施工图设计； ④ 基础各边出挑尺寸不相同及其过大的沉降，造成建筑物较大的倾斜。 （2）由于天然地基方案存在着如上诸多问题，同时考虑到本工程荷重分布存在着较大的不均匀性，即占层平面面积约为 20%的中筒，传给基础的荷重占整个结构总重量的一半，荷重分布的不均匀性，决定了基础的形式及布置也应适合这一特殊的要求。经多方案比较，采用厚筏板和经桩底压力灌浆的钻孔灌注桩基础，即在写字楼范围采用厚筏板和经桩底压力灌浆的钻孔灌注桩基础，调整桩的布置（中筒下及周边框架柱下不均匀布桩）及筏板的厚度，以满足上部结构重量对基础的要求。其他各处采用天然地基，地下车库用独立柱基加防水板。 ① 采用经桩底压浆的钻孔灌注桩基础，较好地解决了写字楼与楼群内其他相邻建筑，在层数上相差较大所造成的建筑物差异沉降问题，同时也较好地适应了上部建筑的荷载分布特点及地基反力不均匀的特性。还较好地满足了建筑使用功能对结构不留抗震缝的要求。 ② 采用经桩底压浆的钻孔灌注桩基础，解决了在城市中心地区，打入式预制桩施工所带来的噪声扰民问题，也解决了钻孔灌注桩桩底沉渣难以检测和处理的问题，提高了单桩的承载力，产生了明显的技术经济效益。 ③ 采用“中点沉降调整法”，较好地处理了现行基础计算程序在筏板基础设计中的应用问题。 ④ 采用合理的上部结构方案，使结构的传力直接，结构计算与实际受力情况能较好的吻合，同时增大了建筑布局的灵活性，节省了建筑面积。 （3）基础设计计算 桩基沉降按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的要求，采用等效作用分层总和法计算并结合试桩结果，参考已建成的同类工程实测沉降值，确定筏板中点的最终沉降量为 50mm，基础梁板计算用北京土建学会的《弹性地基上梁板计算》（Base）程序，考虑桩土共同工作，采用分层地基模型计算，并根据桩的最终沉降量对地基土压缩模量作适当调整，求得设计所需的筏板内力与配筋。相关比较结果见图7.10.4～图7.10.7。 图7.10.4 天然地基方案施工阶段沉降(mm) 图7.10.5 天然地基方案使用阶段沉降(mm) 图7.10.6 天然地基方案总沉降(mm) 图7.10.7 桩基础方案总沉降(mm) (a) (b) (c) (d) 图7.10.8 钻孔灌注桩的后注浆过程 （a）桩周泥皮及桩底沉渣形成图 （b）注浆前桩周泥皮及桩底沉渣现状图 （c）注浆前洗井的理想水流通道 （d）桩底后注浆时的浆液通道 （a