广州海怡半岛某项目地下空间抗拔桩设计

广州海怡半岛某项目地下空间抗拔桩设计

王叶绵

王叶绵

广州宏富房地产有限公司511430

摘要：文章介绍了住宅项目地下空间车库浮力计算与抗拔桩设计，结合工程实例对抗拔桩设计的若干问题进行了探讨。

关键词：抗拔桩；抗浮设计水位；抗拔桩承载力；抗裂验算；桩头措施

1工程概况

海怡半岛位于洛溪岛东端，三面环江，东面与大学城、广东科学中心遥相呼应，毗邻琶洲会展中心，地理位置优越，交通便利。该项目为纯住宅项目：11栋29层商住房，钢筋砼剪力墙结构，设一层地下层，东西向长度约为323米，南北向长度为约138米，地下空间面积约3.6万平方米，总建筑面积22.2万平方米，南面5栋住宅，北面6栋住宅，最大楼距约80米，住宅首层标高比园区车库顶板面标高高出2.1米，住宅基本靠园区周边布置，园区中间布置一80X40米游泳池，除消防车道（最终含路面层“覆土”1.4米）及泳池外，其他区域均考虑2米覆土附加恒载36kN/m2＋5kN/m2种植活荷载；地下空间柱网尺寸8.1X8.5米，底板板面标高为5.3米（广州城建高程系统，以标高下均为此高程系统），顶板为无梁楼盖，基础采用高强预应力管桩(PHC)基础。

2地质情况及地下空间抗浮设计水位

根据岩土工程勘探详细报告，场地土层自上而下分布详见表1。场地土层分布表1

场区存类型包括第四系孔隙水和基岩裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于填土层、淤泥质砂土②2层中，具中等透水性，补给来源以大气降水的渗入补给和珠江河水侧向补给为主。场地基岩裂隙水主要沿基岩风化裂隙带分布，一般分布在岩面附近和浅部裂隙发育带，由孔隙水渗入补给和迳流的侧向补给为主，富水性较强。上述二种类型的地下水相互不联通，水力联系不密切。场地淤泥质砂土层虽然呈层状连续分布，但含多量泥质成份，故场地地下储水量一般。因一层地下空间基坑开挖深度约5m，而场地地下水位埋藏较浅，实测地下静止水位埋深0.30m～2.30m，标高为6.77m～8.96m，综合水位观测及变化特征分析，场地内水文地质条件较复杂，地下水位受降雨和珠江河的影响较大，故应考虑地下水对基础和地下室底板的浮托作用，进行地下室抗浮稳定性验算，保证地下室底板构件在地下水作用下具有足够的强度和刚度，并满足构件的抗裂或裂缝宽度控制要求。综合考虑，建议地下室抗浮设防水位标高取8.0m。

3地下空间结构抗浮设计

地下空间抗浮设计是结构设计的重要部分。依据拟建场区的地质勘探资料，本工程建筑地下空间底板标高处为淤泥质粉质粘土，饱和，流塑，为尽量减小淤泥质土层的开挖量，底板采用无梁平板加桩承台结构型式，底板板厚450mm；由于底板板跨较大，在板跨中间设置一根PHC桩以减低底板的计算跨度及配筋量；底板计算模型采用MIDAS有限元软件进行分析计算。地下抗浮设计水位的水头高度为3.15m，该水头压力大于结构底板有效自重20kN/m2，需要设置抗浮措施；抗浮措施一般为压重，即增加结构自重及顶板和基础覆土、采用抗浮桩或抗浮锚杆等。对于抗浮承载要求不高的情况，可采用压重措施，本工程虽然抗浮承载力相差不大，但由于底板处淤泥质粉质粘土层较厚（层厚3～9.1米），如果采用压重措施，底板需增加1.35m厚的混凝土，基坑相应加深1.35m，考虑基坑支护方案，显然压重方案不经济；而抗浮锚杆一般适用于坚硬土层或岩层，且防水存在一定隐患，不适合本工程；综合考虑，故本工程抗浮设计采用抗拔桩。抗拔桩最大特点是以受拉为主，由于本工程单桩抗拔力设计值要求不高，考虑裂缝及变形控制，采用PHC-500-100－A型静压高强预应力管桩，单桩抗拔承载力特征值取250KN，桩长约10～25米。其抗拔力及桩顶抗拔措施相关计算如下：

1)PHC管桩单桩承载力：直径500mm，周长1.57m，截面面积0.196m2抗拔桩承载力特征值：

PHC管桩桩身轴心受拉承载力及桩身抗裂拉力均满足图集《预应力管桩10SG409》第16页相应要求。

4桩身质量检测

为确保抗拔桩的质量，低应变检测220根，检测结果桩身质量基本完好，一类桩200根，二类桩20根。静载试验6根，按要求最大加载500KN，1～6号桩检测结果详见下表2。

1～6号桩检测结果汇总表表2

试验加载到500KN时，上拔量最大值为8.88mm，上拔量不大，而且U～δ曲线平缓，无明显陡升段，δ～lgt曲线呈平缓规则排列。综合分析，抗拔桩抗拔极限承载力大于等于500KN，满足设计要求。

5结语

1）PHC抗拔桩的设计关键是抗浮水位和赋存状态的确定，设计人员应根据地下建筑的埋藏深度及所在土层正确选择抗浮设计水位及计算模型并做好桩与承台或底板交接处的处理。

2）PHC抗拔桩的轴向受力应满足桩身承载力及裂缝控制指标。

参考文献

[1]GB50007－2011建筑地基基础设计规范.

[2]JGJ94－2008建筑桩基础技术规范.

[3]JGJ106－2003建筑桩基检测技术规范

[4]国家建筑标准设计图集预应力混凝土管桩10G409