趙 斐，張龍生

（廣州市設計院集團有限公司 廣州 510620）

1 工程概況

某商業(yè)、辦公綜合體項目位于廣州市白云區(qū)，東望白云山風景，西抵機場高速，北觀白云公園，南眺廣州城區(qū)，地理位置、景觀條件優(yōu)異。

本項目規(guī)劃用地面積約為15 200 m2，總建筑面積約113 901.1 m2；±0.000標高為15.5 m，擬建3層地下室（功能為機動車庫及非機動車庫、廚房、設備房等），建筑面積約36 761.7 m2；地上擬建17 層，其中裙樓5 層，塔樓12層，結構高度度69.3 m，建筑面積77 139.4 m2。項目建筑效果、結構計算模型如圖1、圖2所示。

圖1 建筑效果Fig.1 Architectural Renderings

圖2 結構計算模型Fig.2 Structural Calculation Model

2 工程地質

本項目場地等級為二級場地（中等復雜場地），地基等級為一級地基（復雜地基），巖土工程勘察等級為甲級，場地由上到下覆蓋巖土層情況，如表1所示。場地有31 個鉆孔存在溶洞，1 個鉆孔存在土洞。場地基底巖石為可溶性灰?guī)r，在地下水流的滲流作用下，地下水沿裂隙及含有炭質薄膜相對軟弱的灰?guī)r巖層走向流動，使基巖緩慢溶蝕而形成，淺部基巖與上部孔隙水活動交替較強烈，土洞及溶洞之間存在密切的關系，存在土洞的地段，其附近必有溶洞或溶隙存在。場地鉆探揭露溶洞有3種類型：充填溶洞、半充填溶洞及空洞。溶洞對樁基潛在一定的危害性［1］，溶洞頂微風化巖頂面厚度分布為0.3～1.5 m。但鉆（沖）孔樁樁基穿過溶洞嵌入連續(xù)的微風化巖或連續(xù)厚度較大的微風化巖中，上覆的溶洞對樁基穩(wěn)定性影響甚微。

表1 土層物理力學參數(shù)Tab.1 Physical and Mechanical Parameters of Soil Layers

3 基礎設計

由于建設單位發(fā)生變更，原項目停止。現(xiàn)場已按原設計完成支護樁（尚未出土）、工程樁的施工，如圖3 所示。新的建筑方案調整豎向構件位置，如圖4所示，結構布置內筒和外筒之間梁板結構改為平板，樓層重量從原設計的12 kN/m2增加至17 kN/m2［2］，需重新進行基礎設計。

圖3 已經(jīng)施工的工程樁Fig.3 Engineering Piles that Have been Constructed

圖4 新舊方案豎向構件示意Fig.4 Drawings of Old and New Vertical Components

原基礎采用嵌巖灌注樁基礎，平均樁長7～15 m，直徑為1.0～1.8 m，承載力如表2所示。

表2 原灌注樁承載力Tab.2 Bearing Capacity of the Original Perfusion Pile

3.1 確定已施工樁的利用原則

⑴對已施工的199 條樁進行抽芯檢測［3］，以反饋樁身缺陷情況及深度、沉渣厚度、持力層厚度，樁底持力層連續(xù)厚度要求按《建筑地基基礎設計規(guī)范：GB 50007—2011》［4］規(guī)定的“3D及5 m 較大值”確定，D為樁徑，抽芯后的數(shù)據(jù)如下：①樁底持力層連續(xù)厚度≥5 m且無沉渣，62根；②樁底持力層連續(xù)厚度≥5 m但有沉渣大于50 mm，26根；③無法取樣，18根；④樁底持力層連續(xù)厚度＜5 m 且樁底溶洞已完成注漿，43 根；⑤樁底持力層連續(xù)厚度＜5 m但樁底溶洞未注漿，50根。

⑵根據(jù)抽芯數(shù)據(jù)，舊工程樁未經(jīng)處理不能按滿承載力進行取值。根據(jù)樁底持力層連續(xù)厚度情況分段計算，對樁底持力層厚度小于5 m 且尚未進行樁底溶洞注漿［6］的，按注漿體強度4 MPa進行假定計算，逐條計算這些已施工鋼筋混凝土灌注樁實際可取的單樁承載力，具體如下：

情況一：2 m≤樁底持力層連續(xù)厚度＜5 m，以注漿體強度4 MPa、微風化灰?guī)r強度30 MPa，計算承載力。

情況二：樁底持力層連續(xù)厚度＜2 m，樁底5 m 深度范圍之注漿體及微風化灰?guī)r的強度，均以4 MPa 進行計算承載力。

⑶根據(jù)實際可取的單樁承載力，建設單位從經(jīng)濟性考慮，對持力層的注漿處理，有如下建議：

①如通過對樁底溶洞注漿手段能產(chǎn)生較大經(jīng)濟效益的（如較大減小地基處理面積等），后續(xù)對樁底持力層厚度＜5 m 且尚未進行樁底溶洞注漿的樁底，進行注漿處理。

②如通過對樁底溶洞注漿手段能產(chǎn)生經(jīng)濟效益有限的（如實際提供的樁基承載力較小等），對該樁的樁底溶洞不進行注漿，該樁按作廢處理。

根據(jù)上述3 個方面情況，最終確定已經(jīng)施工樁的利用方案為：

①已經(jīng)施工且100%承載力的樁數(shù)量93條；②已經(jīng)施工且70%承載力的樁數(shù)量14條；③已經(jīng)施工考慮為廢樁的數(shù)量為92條。

基礎的新設計方案如圖5所示。

圖5 新基礎設計方案Fig.5 New Foundation Design Scheme

3.2 基礎承載力設計

根據(jù)舊樁利用原則，采用舊樁（樁基礎承載力折減使用）+新樁（補樁）+防水板的思路，進行基礎設計：

⑴東塔核心筒，采用已施工灌注樁基礎+新增灌注樁基礎［6］。

⑵東塔外圍框架，大部分采用已施工灌注樁基礎+新增灌注樁基礎，局部受場地基坑支護水平梁影響采用微型鋼管樁基礎。

⑶西塔核心筒，采用已施工灌注樁基礎+新增灌注樁基礎+微型鋼管樁基礎［7］（豎向構件貼著地下室側壁灌注樁基礎無施工作業(yè)面）。

⑷西塔外圍框架，大部分采用已施工灌注樁基礎+新增灌注樁基礎，局部采用微型鋼管樁基礎（豎向構件貼著地下室側壁灌注樁基礎無施工作業(yè)面）。

⑸裙樓部分，采用補充微型鋼管樁基礎或已施工灌注樁基礎可以滿足承載力要求不補樁。

補充的灌注樁基礎，直徑均為1 m，持力層為微風化灰?guī)r，入巖深度1 m，單樁豎向抗壓承載力7 000 kN，單樁豎向抗拔承載力1 000 kN。

微型鋼管樁基礎，鋼管直徑168 mm，壁厚10 mm，成孔直徑219 mm，持力層為微風化灰?guī)r，鋼管樁有效嵌微風化巖深度1m、要求樁端下微風化巖連續(xù)厚度≥2 m。單樁豎向抗壓承載力600 kN，單樁豎向抗拔承載力300 kN；微型鋼管樁基礎靜載試驗結果，如表3所示。

表3 微型鋼管樁基礎靜載試驗結果匯總Tab.3 Summary of Static Load Test Results for Micro Steel Pipe Pile Foundations

由于項目場地西側臨近地鐵2號線（正常運營，不可中斷），地鐵單位要求臨近地鐵范圍不可進行振動施工。微型鋼管樁基礎采用無振動施工［8］，灌注樁采用全套管全回轉施工。

3.3 抗浮設計

地下室底板面標高-13.4 m，地下室底板厚度0.7 m，建筑首層室內外高差0.2 m。根據(jù)地勘資料，抗浮設計水位取在室外地面［9］，即水頭高度為13.4-0.2+0.7=13.9 m。從控制成本的角度考慮，抗浮設計［10-13］采用抗拔樁的方式，已施工的灌注樁無法滿足抗拔要求時，局部設置抗拔錨桿，具體如下：

⑴承臺由已施工灌注樁基礎+后施工灌注樁基礎抗浮。

⑵承臺由已施工灌注樁基礎+后施工微型鋼管樁基礎抗浮。

⑶承臺由已施工灌注樁基礎（如裙樓范圍在不補充樁基礎的情況下，原有灌注樁基礎可以滿足豎向承載力要求），通過局部增加抗拔錨桿抗浮。

4 專家評審意見

該項目存在已施工灌注樁與新柱網(wǎng)不對應、新方案建筑較原方案建筑自重大、原已施工灌注樁的樁底持力層缺陷、土方已挖至基底、基坑水平撐已施工完畢等不利因素。

為對原已施工灌注樁的質量進行判定、采用合理可行的地基與基礎處理方案以承載擬建建筑。經(jīng)與專家論證，形成意見如下：

⑴基坑已開挖，受場地限制原因，原已施工的“2 m≤樁底持力層連續(xù)厚度＜5 m”的及后續(xù)的鋼筋混凝土灌注樁承載力檢測方法可為“高應變”。

⑵已施工灌注樁的抽芯資料可作為樁基礎設計依據(jù)。

⑶新增鋼管樁可采用1.25 m×1.25 m 的間距布樁，鋼管樁需采取切實有效措施保證持力層厚度。

⑷如施工前的試樁檢測成果可行，?168 鋼管樁的單樁承載力特征值可取600 kN。

5 結語

⑴本項目位于巖溶地區(qū)，且在原設計的工程樁完成施工的情況下，方案變化后的基礎設計核心問題為：實際可取的單樁承載力。

⑵綜合成本方面，同時考慮原已施工灌注樁的樁底持力層缺陷、土方已挖至基底、基坑水平撐已施工完畢等現(xiàn)不利因素，對原已施工灌注樁的質量判定后，得出已施工灌注樁（折減承載力）+新增灌注樁（高層塔樓）+新增鋼管樁基礎（裙樓）方案是可行的。

⑶該項目運用了大量的?168 鋼管樁，單樁承載力特征值取600 kN，可供同類工程參考。