【摘 要】本文介紹了南田家園的巖土工程要點，采取有針對性的地基基礎設計形式，確保了地基永久穩定。
【關鍵詞】基礎高差;軟硬相間地基;結構抗浮;托換式擋墻;長短組合樁
0 前言
近年小區高層住宅無地下室或設非機動車庫，住宅之間配建大面積純地下汽車庫的設計方案較常見，純地下車庫埋深往往大于相鄰住宅，存在相鄰基礎高差，由此產生的地庫結構抗浮及高層住宅地基穩定性、變形問題越來越受到重視。針對常州地區較為多見的軟硬相間地基，我院于2008年承擔南田家園勘察設計，采取了有效措施，做到了安全適用、技術先進、經濟合理。
1 工程概況
南田家園位于常州市武進區滆湖東路南側，由11~18層高層住宅及純地下汽車庫組成。高層住宅設非機動車庫，基底高程約1.1m;純地下汽車庫上部覆土厚約0.9m，板底高程-0.4m。該工程的特點是高層住宅與純地下汽車庫相鄰，基礎高差1.5m，但是距離較近，如圖1示意。
2 地基土工程特性
場地屬常州地區較多見軟硬相間地基，淺部填土層下為可硬塑粘性土及中密~密實粉土粉砂，厚度約15m，其中粉土粉砂層為承壓含水層，水頭高程1.2m;中部為軟塑粘性土，厚度達18m左右;下部為可硬塑粘性土，局部為中密~密實粉土粉砂，厚度大于20m，主要土性如表1，地基土層剖面示意如圖2。
表1 土層主要工程特性指標
|
層號 |
層厚 |
狀態 |
fak
(kPa) |
Es1-2
(MPa) |
預制樁
特征值 |
抗拔系數
λi |
含水層 |
qsa
(kPa) |
qpa
(kPa) |
|
① |
填土 |
松散 |
70 |
5.0 |
10 |
|
|
上層滯水 |
|
③2 |
粘土 |
硬塑 |
240 |
10.0 |
41 |
|
0.80 |
|
|
③3 |
粉質粘土 |
可塑 |
200 |
8.0 |
38 |
|
0.75 |
|
|
⑤1 |
粉砂夾粉土 |
中密 |
220 |
11.0 |
39 |
|
0.65 |
微承壓水
k=2.8m/d |
|
⑤2 |
粉砂 |
密實 |
350 |
15.5 |
46 |
4300 |
0.65 |
|
⑤3 |
粉砂夾粉土 |
中密 |
260 |
12.5 |
34 |
3000 |
0.65 |
|
⑥1 |
粉質粘土 |
軟塑 |
100 |
4.5 |
15 |
800 |
0.70 |
|
|
⑨2 |
粉質粘土 |
可塑 |
150 |
7.5 |
32 |
1200 |
0.75 |
|
|
⑨3 |
粘土 |
硬塑 |
350 |
16.5 |
55 |
2600 |
|
|
3 地基基礎評價設計
3.1地庫抗浮樁
結構抗浮是地庫巖土工程要點。參照本地區歷史最高洪水位，考慮地下水與河道洪水在填土層的相通性，直接源于地下的抗浮設計水位一般取黃海高程3.7m，另外結合場地地形及建成后的微地貌特征，抗浮設計的地下水位高程一般取設計室外地面下0.5m，二者取較高值。地庫上部荷重小于地下水浮托力，應采取抗浮措施，本工程采用了單節預制樁，考慮在⑤2層密實粉砂中的沉樁難度，樁型選擇PHC-φ500管樁，樁長8m，一柱一樁(注：江蘇省2010年3月9日以后，管樁不再用作抗拔樁設計)。
3.2小高層住宅天然地基
對于11層的住宅，常規筏基尺寸條件下主要受力層及下臥層地基承載力已滿足上部荷載要求，且地基均勻，按地基規范[1]變形比法確定壓縮層厚度時，估算最終沉降量約4~5cm，天然地基是可行的。其巖土工程要點是解決住宅與地庫間距較小處地基穩定性問題，一般認為相鄰基礎凈距與高差比L/H≥2時，地基是穩定的，住宅超載也不會對地庫側墻產生過大的附加側壓力，而當局部L/H<2時，應進行必要處理。本工程設計時根據實際間距在住宅筏基邊緣放坡換填或設置毛石混凝土托換式擋墻[2]，如圖3所示，擋墻強度及墻底抗滑穩定性應滿足要求。
3.3高層住宅長短組合管樁
地面18層的住宅基底壓力較大，其巖土工程要點除采取措施解決基礎高差可能帶來不利影響外，還應注意減少地基變形量。一般采用加深的天然地基，通過設置結構空腔等措施將筏基整體作加深至地庫底板以下，或采用樁基，樁型通常選擇費用經濟、施工快速的PHC-φ500管樁。設計時根據地基條件對加深的天然地基和樁基進行方案優選。
如果采用天然地基加深筏基，由于較深的相鄰地庫對住宅產生地基側限的永久性削弱，地基承載力深度修正時，地庫板底標高以上側限壓力取地庫板底壓力，明顯小于起算至地面的自重壓力，為了使地基土承載力滿足上部荷載要求，筏基尺寸較大，另外設置結構空腔所增加的費用地較大，而且由于下臥厚層軟塑⑥1層，估算地基沉降量明顯偏大，特別是使用期沉降仍較大，因此天然地基不是最佳選擇。
采用樁基時，為減少地基變形量，通常全部采用長樁，將樁端穿越⑥1層軟塑粉質粘土，置于下部較好土層，但樁較長，而且由于擠土效應，全部采用長樁時，樁穿越⑤2層密砂的難度很大。我院在常州地區勘察設計過程中對此類地基已進行過有益的探索和實踐，認為⑤2層密砂是沉樁困難土層，但其高承載性應得到更好利用。
本工程采用了長短組合樁[3][4]方案，長樁與短樁約1：1間隔布置，長樁均布置在剪力墻等荷載較大處，如圖4示意，長樁以⑨2層可塑粉質粘土為樁端持力層，樁長35m，單樁Ra=1550KN;短樁以⑤2層粉砂為樁端持力層，樁長9m，單樁Ra=1200KN，根據樁基規范[5]結合已有長短組合樁工程的實踐總結[4]，估算最終沉降量約5.5cm。長短組合樁設計方案要求單幢高層全部打完長樁后再打短樁，由于長樁樁距拉大，擠土效應不明顯，降低了沉樁難度，同時一定程度上減少了樁基費用。
3.4施工問題
地基基礎施工時中重點注意以下幾點：
3.4.1基樁施工除采取常規措施外，應特別注意高層長短組合管樁應堅持單幢住宅全部打完長樁，再打短樁;
3.4.2施工開挖遵行先深后淺原則，注意基坑穩定，根據實際挖深，承壓水水頭，考慮是否采取降低承壓水頭措施。
4 工程效果的驗證
4.1基樁施工及承載力檢測
樁基施工堅持了單幢住宅全部打完長樁后再打短樁，施工順利。長樁和短樁的基樁靜載荷試驗的單樁承載力與勘察估算較吻合。
4.2基坑開挖驗槽
基坑開挖后進行了驗槽工作，坑底及坑周土層與勘察報告相符，對局部遇到的枯井進行了換填加固處理。坑壁填土層下可硬塑粘土土性較好，采用放坡或土釘墻支護，對局部開挖較深集水井采用了降水措施。
4.3變形觀測
小高層天然地基、高層長短組合樁主體竣工時沉降量均約15mm，推算最終沉降量略小于估算值。
參考文獻
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑地基基礎設計規范[S].北京：中國建設工業出版社,2002.
[2]程震,梁勇然,徐凱.托換式擋土墻在處理相鄰基底高差中的探討[J].建筑結構,2009(39):451-452.
[3]徐凱,梁勇然.長短組合樁在多層住宅中的應用[J].常州工學院學報,2008,21(5):152-154.
[4]梁勇然,徐凱.長短組合管樁在百米高樓中的應用[J].巖土力學與工程技術進展,2009:114-117.
[5]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑樁基技術規范[S].北京：中國建設工業出版社,2008.
