1、静压预制混凝土小桩复合地基在郑州东区高层建筑中的应用探讨(王荣彦 郑州 450053)摘要：针对郑东新区某高层建筑特点并结合场地地质条件，经综合分析采用静压预制混凝土小桩复合地基进行地基处理，取得较好的经济和社会效益。这种地基处理方法对郑东新区类似高层建筑的基础处理有一定的借鉴和指导作用。关键词：静压预制混凝土小桩复合地基 郑东新区 高层建筑 应用1 工程概况及地质条件未来郑东新区A63、A64、A65 3幢高层商住楼位于郑东新区CBD内环中，由80m高的主楼和30m高的配楼组成，框架结构，设二层地下室，预基础埋深10.0m,预估基底压力420KPa。场地地貌单元属黄河冲积平原，地形平坦。在场
2、地80 m勘探深度范围内共有二十个工程地质单元层，分布有三套地层：（1）0-28m为全新统冲积（ Q4al）形成的地层，其中0-18m以稍密粉土为主夹两层可塑-软塑粉质粘土，其承载力特征值fak=90-110KPa,压缩模量为4.2-11.0Mpa,工程地质条件较差。18-28m有中密-密实粉细砂组成，为较好的短桩持力层。其承载力特征值fak一般在200-240 KPa，压缩模量18-25Mpa。（2）28-60m为上更新统冲洪积（Q3al+pl）形成的棕黄色可塑-硬塑粉质粘土夹薄层密实细砂组成，局部钙质胶结，该段工程地质条件较好，其承载力特征值fak=210-260KPa，压缩模量在12-2
3、0 Mpa，属中-低压缩性。（3）60-80m为中更新统冲洪积（Q2al+pl）形成的褐红色硬塑-坚硬粉质粘土，其承载力特征值fak=260-300 KPa，压缩模量在12-15 Mpa。局部钙质胶结，半成岩。场地地下水属第四系孔隙潜水，地下水水位埋深2.5m，水位年变幅1.0m左右，主要接受大气降雨补给。但本次勘察期间，受临近场地深大基坑长期抽水影响，地下水位埋深9.3-9.6m，但不代表本场地的正常水位。据水质分析结果地下水对砼结构无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。液化判别结果表明，场地12m以上有液化层，场地属于轻微液化场地，属抗震不利地段，场地属类建筑场地。针对该高层商住楼建筑特点及地质条
4、件，采用的地基基础形式应解决以下主要问题：（1）高层建筑基础变形问题（2）高层建筑地基承载力不足问题（3）场地液化问题。2 郑东新区类似高层建筑常采用的基础型式郑州东区近二十年的建筑经验表明，对于二十层以上的高层建筑常采用的基础型式有：钻孔灌注桩基础及其后压浆技术；CFG桩复合地基，高压旋喷桩复合地基等。（1）钻孔灌注桩基础在郑州东区应用非常广泛且历史较长，工艺成熟，但工期较长、成本较高，存在泥浆大量排放、外运、污染场地等不利因素；（2）CFG复合地基在郑州东区的应用也有6-7年的历史，比较经济。但CFG桩复合地基在郑东新区类似高层中施工时，由于施工措施不当再加上上部空桩较多，曾造成CBD内环
5、道路及临近建筑物拉裂，经有关专家论证后建议审用，原则上不优先采用。（3）高压旋喷桩复合地基在郑东新区类似高层中有一定应用，但主要应用在郑州东南部、西部，但地质条件要明显好于郑州东区地质条件，其处理后的复合地基承载力较高，如在花园路金元公寓（31层）达450KPa，在裕鸿花园（29层）达518KPa 。在郑东新区尚未应用，原因是： 在郑东新区约7-18m之间为灰色地层尤其在约12.5-16.5m分布有一层黑灰色有机质粉质粘土，其有机质含量在4.5%-7.5%,且含水量最大44%，孔隙比最大达1.40，含有腐植质。有关资料表明，该层土桩身强度不经过特殊处理一般在3.0-3.5Mpa左右，只有采取工
6、程措施进行针对性处理该层才能提高桩身水泥土强度。 采用高压旋喷桩复合地基能否消除或减轻郑东新区12m以上轻微液化问题，尚有争论。经过业主、设计、勘察单位及有关专家慎重论证，决定引入新工艺-静压预制砼小桩复合地基工艺。3 静压预制混凝土小桩复合地基方案所谓静压预制混凝土小桩复合地基指采用小断面（桩径一般200-300mm）静压预制小桩作为复合地基的竖向增强体，引用静压沉桩工艺将小断面静压桩压入基础持力层，通过桩土共同作用大幅度提高地基承载力，使基础变形在规范允许范围内。本文拟以A63#楼主楼为例对该基础形式进行讨论。A63#主楼采用桩径300300mm，桩长11m，桩间距1.5-1.8m，设计桩
7、数516根，正方形布桩，要求处理后复合地基承载力特征值不小于420KPa，单桩承载力特征值不小于900KN。按设计要求施工后，采用静载试验确定复合地基承载力特征值及单桩承载力特征值；采用低应变反射波法检测桩身结构完整性。检测结果表明，采用低应变法检测类桩占检测总桩数99.6%,类桩占检测总桩数0.4%；采用静载试验结果表明，其单桩极限承载力Quk1800KN，其单桩承载力特征值900KN，其复合地基承载力特征值422KPa，均满足设计要求。目前该工程已运行一年多，沉降量55mm左右。 A63主楼单桩复合地基静载荷试验曲线图4 结论与建议采用静压预制混凝土小桩复合地基方案在郑东新区高层建筑中应用
8、取得成功。该工程具有工期短（工期仅20天，比采用钻孔灌注桩基础缩短工期30天，施工质量易控，经济（比采用钻孔灌注桩基础费用减少一半以上）、施工方便的特点。当上部软土层不太厚（一般20m左右）其下有较好持力层（如中密-密实砂土或硬塑粘性土）时采用静压预制混凝土小桩复合地基可大幅度提高地基承载力（一般提高幅度可达2-4倍），其基础变形量与刚性桩相当，在规范允许范围内）。对今后高层建筑在类似地区类似地层中的应用有一定借鉴和指导作用。但应该看到：（1）在郑州东区局部地段为中等液化场地，静压小桩复合地基毕竟属于复合地基范畴，能否广泛应用有待进一步探讨。（2）目前尚没有类似的规范、经验，有关参数与计算只是探索性的，存在着理论明显滞后的因素，有待进一步总结。参考文献：1张永钧等. 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）北京 中国建筑工业出版社2002年12月2黄熙龄滕延京等.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) 北京 中国建筑工业出版社 2002年3月3刘金砺黄强等 建筑桩基规范（JGJ94-94） 北京 中国建筑工业出版社1995年9月4龚晓南 第七界地基处理学术讨论会论文集 北京 中国水利水电出版社 知识产权出版社
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