專精 ▎珠海某項目的基礎選型分析
欄目:國騰動態 發布時間:2019-11-19


基礎是建筑的重要組成部分,基礎的選型和設計既關乎結構安全又直接影響到工程造價和工期?;A的造價通長占整個工程總造價的10%~30%,做好基礎的選型分析是控制工程總造價的關鍵一環,也是結構專業負責人的必修課。

 

本文以珠海某項為案例探討基礎選型分析的內容及關鍵點,重點描述了地下室如何做抗拔驗算、抗拔和抗壓的單樁承載力特征值如何確定、抗拔樁的裂縫寬度如何驗算等細節,希望對結構工程師能起到拋轉引玉的作用。


一、分析依據

地勘報告,方案文本,建筑方案圖紙,相關的國家和地方設計規范。

  

二、純地庫8.4m×8.4m典型標準跨基礎選型分析

結合建筑總圖、地下室平面圖、地勘剖面及地勘報告,本工程±0.000相當于絕對高程4.100,地下室底板底面相對標高為-11.700(底板厚度暫按600mm,覆土厚度1.8m,抗浮水位按初堪取至室外地坪-0.200)。

 

①典型地勘孔位剖面

②地勘天然地基參數

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1 純地庫典型地質剖面                                                               圖2 天然地基承載力參數

由圖1和圖2可知2-2淤泥壓縮性高,承載力低,不適合采用天然基礎,不適合采用底板自承重,地下室底板及上部荷載宜由樁基承擔。

 

③標準柱跨的荷載分析

標準組合上部軸力N=4530.7kN,底板按600厚,底板面層按100厚,活荷載按4.0kN/m2。標準組合標準柱跨單柱傳到樁基上的軸力N=4530.7+(0.6×25+0.1×20+4)×8.4×8.4=6012.5kN。

 

恒載工況下柱軸力N恒上=3900.9kN,標準柱跨單柱用來抗浮的軸力N=3900.9+(0.6×25+0.1×20)×8.4×8.4=5100kN;標準柱跨單柱水浮力N=1.05×(-0.2+11.7)×9.8×8.4×8.4=8350kN;標準柱跨單柱抗拔樁需要提供的抗拔力N=8350-5100=3250kN。

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          圖3   1.0DL+1.0LL標準組合下的軸力                                                圖4   1.0DL工況下軸力

 

④采用PHC管樁的可行性論證

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                 圖5  地勘報告顯示強腐蝕                                                6  地勘揭示塊石不利于PHC施工

 

結論:由圖5~圖7可知,本項目地質條件不適合采用PHC管樁。

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7 錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程DBJT15-22-2008 相關規定

 

⑤鉆孔灌注樁分析

地庫標準跨計劃采用單柱單樁即可,由前面第③分析可知單樁的抗壓承載力特征值為6012.5kN,取Ra=6500kN;單樁抗拔承載特征值為3250kN,取Ra拉=3300kN。選擇樁徑1000mm、1200mm、1400mm三種樁徑進行試算和比較。

 

A、抗拔樁的裂縫寬度驗算

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8   工業建筑防腐蝕設計規范GB50046-2008

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  9   三種樁徑裂縫寬度驗算

 

結論:1000直徑的抗拔樁,縱筋須配44根C28,相鄰鋼筋中心間距為47mm,會影響混凝土的澆筑,樁徑太小,不適用;1200直徑的抗拔樁,縱筋須配43根C28,相鄰鋼筋中心間距為63mm,不影響混凝土的澆筑,適用;1400直徑的抗拔樁,縱筋須配38根C28,相鄰鋼筋中心間距為88mm,不影響混凝土的澆筑,適用??拱螛稑稄讲捎?200還是1400,由經濟性比較決定。

 

B、典型孔位抗拔承載力特征值及樁長驗算

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      10   典型孔位抗拔承載力特征值及樁長驗算

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C、典型孔位抗壓承載力特征值驗算

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11   典型孔位抗壓承載力特征值驗算

 

D、相應的樁身抗壓強度驗算

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12   樁身強度驗算

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E、地庫標準柱跨樁基的經濟性分析

13   地庫標準跨鉆孔灌注經濟性分析

 

F、模型復核樁基承載力

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14   地庫標準跨鉆孔灌注樁承載力驗算結果

 

G、純地庫標準跨結論及建議

以典型孔位ZK18為例,1200抗拔樁長為22.1米,入中風化巖4.7米,縱筋43根C28,單樁抗壓承載力特征值=Min(6500,12849.07,11201)=6500kN;1400抗拔樁樁長為21.4米,入中風化巖4米,縱筋38根C28,單樁抗壓承載力特征值=Min(6500,15781.03,15246)=6500kN;箍筋統一采用[email protected]/200;地庫標準跨樁基是抗拔控制,抗壓不控制。

 

由圖13可知,地庫標準跨采用1200樁徑更經濟,建議地跨標準跨樁徑采用1200,柱下設單柱單樁,單樁抗拔承載力特征值Ra拉=3300kN,單樁抗壓承載力特征值Ra=6500kN,樁縱筋采用43根C28,箍筋采用[email protected]/200。

 

由圖14可知,樁基的抗壓和抗拔承載力均滿足規范要求,地跨標準跨單樁抗壓承載力特征值取Ra=6500kN,最大樁反力為6217kN;單樁抗拔承載力特征值取Ra拉=3300kN,最大拉力為3168kN;設計取值既安全又經濟。

通過基礎選型分析可以提前鎖定合理的基礎形式,確定合理的樁徑、樁長及樁端入巖深度,確定合理的單樁抗壓和抗拔的承載力特征值,確定合理的樁身混凝土強度等級及配筋,最大限度的提高基礎的利用率,從而節約大量的成本。


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