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某高层建筑桩基承载力不足问题处理

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2021-02-22 09:19 热度:

   工程建设过程中,经常遇到地基基础承载力不满足上部结构荷载要求的情况。遇到这种问题,必须想办法处理,以保证工程的质量安全,避免出现质量安全事故[1-3]。工程中应根据每个工程的实际情况有针对性地采取有效措施,以达到经济、合理、可行的目的。本文结合某实际工程,介绍一种桩基础承载力不足的处理方法,以供大家在出现类似问题时进行参考。

某高层建筑桩基承载力不足问题处理

  1工程概况

  某拟建工程为住宅项目,主体结构地下3层,地上34层,上部结构采用剪力墙结构,基础类型为桩筏基础,工程抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,设计地震分组为第三组,建筑场地类别为Ⅱ类。原设计采用基桩为长螺旋钻孔灌注桩,桩径为500mm,桩长为30m,工程桩施工前选取了三根桩进行堆载静压试验,得出单桩承载力满足设计要求,略有富余。在施工图设计过程中考虑到节省工程造价,将原设计桩长调整为25m,其余参数均不改变。工程桩全部施工完成后,再一次进行单桩静压试验,结果显示单桩承载力特征值与预计值相差较大,为了查明承载力不足的原因,进行了补充勘察,根据勘察资料发现在本栋建筑左侧区域基底以下25m位置有一层软弱土,具体分界位置见图1。

  2工程地质条件

  工程场地属于冲洪积平原,位于昆明蛇山尾部山前平原区,缓坡坡脚,人工杂填土、冲洪积相、湖沼积相、坡残积相土层及基岩均有揭露。现将各岩土层特征自上而下分述如下:①层杂填土:分布于浅部,成份复杂,未经严密压实,结构疏松,未经处理不能利用。②层黏土:可硬塑状态,物理力学性质较好、强度较高,厚度较大(0.40~9.00m,平均3.17m)。②1层淤泥质土,属软弱土,力学强度低,不宜利用,少数地段分布,场地南部边缘的基坑底位于此层中。②层、②1层及②2层统称②层系土,因埋藏较浅,基坑开挖时多被挖除,作为持力层的可利用性较差。③层含粉质黏土圆砾,褐黄与灰黄色,2%~30mm次圆状,砾石含量约30.0~50.0%,稍中密状态为主。砾石以泥岩为主,夹少许石英砂岩等,含黏性土30%~40%,整体属粗粒混合土,所含黏性土为可硬塑状态;④层粉质黏土:褐黄与灰黄色,含3%~5%、Φ2~10mm的棱角状砾石,饱和,可硬塑状态,中压缩性,无摇震反应,切面较光滑,韧性中等,干强度中等。④1层粉砂,力学强度较高,极少数地段分布。④2灰色与深灰色,夹有机质土及软黏土,可塑状态,饱和。无摇震反应,切面略光滑,韧性中等,干强度中等。④3层砾砂,力学强度较高,少数地段分布。④层、④1层、④2层及④3层统称④层系土。⑤层粉质黏土:兰灰与灰黄色,含3%~5%、2~10mm的棱角状砾石,饱和,可硬塑状态,中压缩性,无摇震反应,切面较光滑,韧性中等,干强度中等。⑤1层粉土,兰灰与浅灰色,夹粉土及黏土薄层,含次圆状砾石、粒径2~10mm,含量3%~5%,饱和,可硬塑状态,中压缩性。土体无摇震反应,切面较光滑,韧性中等,干强度中等。⑤2层砾砂,褐黄色,部分为圆砾,含可塑状黏性土。砾砂粒径2~20mm、次圆状为主、含量约10%,成份以泥岩为主、夹少许石英砂岩,中密状态,中压缩性。⑤3层泥炭质土,属软弱土,力学强度低,不宜利用。⑤层、⑤1层、⑤2层及⑤3层统称⑤层系土。⑥层黏土:褐黄色,褐红色,夹粉土及粉质黏土薄层。含次圆状砾石,粒径2~10mm,含量3%~5%,可硬塑状,切面较光滑,韧性好,干强度高。⑥1层粉土,力学强度较高,部分地段分布,厚度不均。⑥2层含粉质黏土砾砂,力学强度较高,部分地段分布。⑥3层泥炭质土,属软弱土,力学强度低,不宜利用。⑥层、⑥1层、⑥2层及⑥3层统称⑥层系土。

  3桩基承载力不足问题处理

  原设计采用基桩为长螺旋钻孔灌注桩,桩径为500mm,桩长为30m,工程桩施工前静压堆载试验,得出单桩承载力特征值均不小于2200kN;桩长调整为25m后,静压试验得出单桩承载力特征值右侧区域均不小于1900kN,满足预计承载力要求,但左侧区域仅能达到1080kN,进一步扩大检测范围后结果与上述情况一致。为了查明承载力不足的原因,进行了补充勘察,根据补勘资料发现在此建筑左侧区域基底以下25m位置有一层软弱土层(图2),此软弱土层严重影响单桩承载力,直接导致左侧基桩承载力不足。由于该工程所有工程桩已经施工完毕,因此只有在现有的基础上进行基础处理,以满足上部结构承载力及变形要求。经综合分析后采取了以下处理措施:(1)如果按最不利试桩结果进行补桩,不但工程造价过高,而且基桩过密,桩间距难于满足《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)[4]最小中心距的要求,因此结合补勘资料和试桩情况,在建筑左侧区域进行承载性补桩,在右侧区域为了控制整体不均匀沉降进行适当减沉性补桩,原设计桩基布置及补桩后的桩基布置如图3和图4;(2)在保证工程质量安全的前提下,以复合地基的思想为主导,将筏板底地基土分担的荷载比例从原设计的10%调整为20%,充分利用筏板底地基土承载力,尽量减少补桩量;(3)为了减小基底以下25m位置软弱土对该工程的影响,防止后期沉降过大,此次补桩桩径不变,桩长调整为30m,以确保基桩穿越软弱土层,达到减沉的目的。

  4处理结果

  以复合地基的思想为主导,长短桩相结合,最大限度利用筏板底地基土承载力,减少补桩量,最终补了88根30m的长螺旋桩,比不考虑地基土承载力少了40多根桩,在目前情况下,最大化减少了经济损失。经计算补桩后地基变形计算值为96.4mm,满足《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)[5]第5.3.4条要求,工程竣工后,最终实测沉降值仅为36mm。

  5结语

  实践工程中常常会遇到基础承载力不满足上部结构荷载要求的问题,处理方法多种多样,具体要根据实际情况认真分析,找出问题的主要原因,才能给出有针对性的处理措施。本文处理的主要方法是以复合地基的思想为主导,长短桩相结合,最大限度地利用筏板底地基土承载力,以达到安全、经济及可行的效果,可作为类似问题处理的一种思路和方法。

  参考文献:

  [1]李坤伟,胡军.某钢结构厂房桩基础加固设计与施工控制[J].重庆建筑,2020(2):52-55.

  [2]赵云辉.南京市江宁区某别墅CFG桩地基处理与优化设计[J].安徽建筑,2020(11):81-83.

  [3]孙云.人工挖孔灌注桩托换法在非自重湿陷性黄土地基基础加固中的应用[J].地基处理,2020(5):380-382.

  [4]建筑桩基技术规范:JGJ94—2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

  [5]建筑地基基础设计规范:GB50007—2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

  《某高层建筑桩基承载力不足问题处理》来源:《重庆建筑》,作者:汤伟 董鹏程

文章标题:某高层建筑桩基承载力不足问题处理

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