海坦廣場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

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　　一、概述

　　海坦山城市廣場是溫州市市政府為提高城市品位，為民創(chuàng)建休憩場所的又一舉措。廣場方案由澳大利亞環(huán)境設(shè)計方面的專家設(shè)計，我院承接了擴(kuò)初和施工圖階段的設(shè)計任務(wù)。廣場總建筑面積1.6萬m²，中心是一個直徑為68米的下沉式廣場，設(shè)有中心噴泉，周圍是地下室車庫，設(shè)計意圖是以下沉突出海拔不高的海坦山風(fēng)貌，以大臺階引入中心廣場，廣場中心布置一船型甲板狀切入體，體現(xiàn)海邊港口城市的地理特點，沿船頭甲板中線上布置一方形塔式構(gòu)筑物，可登高觀看下沉廣場景致。結(jié)構(gòu)上來講，本工程采用全現(xiàn)澆、全框架，地下室車庫頂板180厚，考慮停車和上部植被荷載地下部份結(jié)構(gòu)抗?jié)B等級S6，C30混凝土。中心下沉區(qū)域雨水匯集后已低于市政管網(wǎng)的標(biāo)高，因此我們要在地下負(fù)二層處設(shè)二處提升泵站，雨水經(jīng)提升后接入市政管網(wǎng)。

　　二、基礎(chǔ)設(shè)計

　　本工程座落于海坦山腳，甌江之畔，地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜，整個構(gòu)筑物平面攤得很大，相應(yīng)位置情況相差很大。西北方向一層基礎(chǔ)已座落于中等風(fēng)化基巖，東南方南50米左右才見中等風(fēng)化基巖，在這兩者之間的地帶地質(zhì)情況從風(fēng)化基巖，坡積土、粘土，淤泥漸變，其中±0.000下去9~10米有一透水的貝殼砂礫層，同甌江潮水相通，這也給中心下沉式底板抗浮設(shè)計帶來困難，鑒于上述情況，結(jié)合整個結(jié)構(gòu)的荷載分布，我們采用多種樁基和特殊地基處理手段相結(jié)合的方法來進(jìn)行解決，按地質(zhì)情況來分類：一類，基礎(chǔ)正位于中等風(fēng)化基巖的，則柱縱筋直接錨入完整基巖?？v筋錨入基巖時要有一定角度，成放射狀，避免直錨在柱截面小范圍內(nèi)造成巖層的破碎。同時，位于坡度比較陡的位置上，要設(shè)水平錨桿，防止滑坡。第二類，中等風(fēng)化基巖埋深在2米~20米以內(nèi)的采用Φ800以人工挖孔樁，進(jìn)入中等風(fēng)化巖，一柱一樁，施工干作業(yè)，施工中注意排水，采用中間一個樁位在挖，四個角上樁位在井點降水。第三類，中等風(fēng)化基巖埋深在20米-50米之間的，采用Φ800徑的沖擊成孔灌注樁。入中等風(fēng)化基巖1米，一柱一樁，施工中同簡易鉆機(jī)相配合，由簡易鉆機(jī)取走淤泥和粘土部分；沖擊鉆孔再接力施工基巖部份，高壓水泵吸走樁尖沉渣。從現(xiàn)場情況和樁基動測報告上來看，上述基礎(chǔ)處理相當(dāng)成功，一類基礎(chǔ)抗拔實驗滿足規(guī)范要求，第二類人工挖孔樁由于是用振搗器振搗，樁身質(zhì)量也沒有問題，第三類，樁基在有一根在樁頂以下6類處小應(yīng)變動測發(fā)現(xiàn)，樁徑有變，后來開挖以后發(fā)現(xiàn)是擴(kuò)頸。全部端承樁，一柱一樁的采用也加快了施工時度，沖擊成孔的工藝也解決了山邊坡積土中含有孤石，滾石等地質(zhì)不利條件帶來樁基施工困難的問題。

　　三、中心下沉底板抗浮巖層錨桿的設(shè)計

　　由于貝殼砂礫層的透水性使得下沉式底板抗浮的問題顯得更加突出。需抗浮的底板范圍直徑約68米。經(jīng)過多種方案以比較，結(jié)合底板以上地面鋪裝和綠化植被的要求，和中等風(fēng)化基巖的埋深情況，決定采用上壓下拉的方案來解決抗浮問題。上壓即把結(jié)構(gòu)底板下降0.6米上面覆土，這樣做有兩個好處，一、0.6米正好是中心噴泉的深度，將來底板不用再局部下降，破壞結(jié)構(gòu)的完整性。0.6米的厚度，其它部份覆土回填，也利于上部綠化植坡的種植成活，同時也避免了大面積結(jié)構(gòu)層在夏日上暴曬，覆土起了保溫隔熱作用。第二覆土也抵消了部份地下水浮力。下拉是指用巖層錨桿抵抗剩下部份的浮力，據(jù)由鐵道科學(xué)院在巖層拉拔實驗中表明，當(dāng)采用熱扎螺紋鋼筋作為拉桿時，在完整硬質(zhì)巖層的錨孔中其應(yīng)力傳遞深度不超過2m，影響巖層錨桿抗拔力的主要因素是砂漿的握固能力。當(dāng)巖層錨固深度為0.5m時，鋼筋能從砂漿中拔出，但當(dāng)錨固長度為1-4m時，試驗證明各根拉桿均達(dá)到鋼筋屈服強(qiáng)度。而錨固段未發(fā)生破壞，從巖層傳遞深度2m以及上述結(jié)果，說明一般鋼拉桿在完整硬質(zhì)巖層中的錨固深度只要超過2m就已足夠。但在使用中，為了保證巖層錨桿的可靠性，還必須事先判明錨固區(qū)的巖體有無塌方滑坡的可能。并需防止個別坡節(jié)理分割的巖塊承受拉力后發(fā)生松動?？紤]上述諸多因素和計算之后，巖層錨桿設(shè)計如下：材料：砂漿采用M40，525普通硅酸鹽水泥，中砂，另加三乙醇胺（水泥重量0.03%）提高早期強(qiáng)度，加膨脹劑增加砂漿握固力。錨拉桿件采用熱軋三級變形鋼筋。25Mnsi，屈服點抗拉強(qiáng)度（0.38/0.58（KN/mm²）），鋼筋直徑32，幫焊條采用T-55電焊條，幫焊長度按《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范GBJ10-65》鋼筋焊接技術(shù)要求。設(shè)計要求：采用潛孔鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁，在貝殼砂礫層加跟套管護(hù)壁，孔徑Φ130，錨桿進(jìn)入中等風(fēng)化基巖3~4米，兩種桿長間隔布置，防止群錨效應(yīng)，按冶金部《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB9258-97中的永久性錨桿考慮，安全系數(shù)取2，錨桿設(shè)計承載力150KN，極限承載力300KN，以鋼筋屈服為錨桿破壞狀態(tài)。施工要求：錨桿每隔1米設(shè)一支架以保證其有足夠砂漿保護(hù)層厚度；攪拌過的漿液需按其配合比；直接均勻地填充到錨固段，必須保證錨固體連續(xù)密實；在漿液硬化前為，不能承受外力或由外力引起的錨體移動；錨桿在底板下0.5米范圍內(nèi)涂防銹底漆。錨桿施工完成后，由溫州市建筑學(xué)會地基處理研究所和中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土工程檢測中心聯(lián)合對其進(jìn)行單樁豎向抗拔靜力載荷試驗．

　　2、樁長約為21-22m的69#、71#、102#、433#抗拔樁，當(dāng)上拔荷載加至300KN時，累計上拔量約為7.0—9.5mm.上拔量沒有明顯的拐點，回彈量約為累計上拔量的38—43％，上拔極限承載力大于試驗的最大荷載，滿足設(shè)計要求。

　　3、樁長約為18—19m的496#和546#抗拔樁，當(dāng)上拔荷載加至300kN時，累計上拔量最小，約為4.2—4.8mm.上拔量沒有明顯的拐點，回彈量約為累計上拔量的52—55％，上拔極限承載力大于試驗的最大荷載，滿足設(shè)計要求。

　　4、擬建場地位于海坦山殘丘東南側(cè)，華蓋山殘丘北側(cè)，持力層為一弧形坡面，靠近山丘處持力層較淺。由于基巖層以上為淤泥或粘土抗拔力較小，上拔摩擦力主要由埋入基巖的深度控制。在持力層較淺處，抗拔樁進(jìn)入持力層的深度可能稍大，所以產(chǎn)生較短的樁在上拔荷載相同時，上拔變形量越小的現(xiàn)象。

　　當(dāng)然，上拔變形量與材料的拉伸率有關(guān)，同等荷載下上拔變形量與上拔樁長成正比。顯然上拔變形量與樁長不是成正比例增長，因而進(jìn)入持力層的深度對上撥變形量影響較大，樁長鋼筋的拉伸對上拔變形量影響較小。

　　四、結(jié)論

　　9組工程抗拔樁加至極限荷載時，Q-S曲線都沒有明顯的拐點，抗拔極限荷載大于最大試驗荷載300KN值，滿足設(shè)計要求。卸荷后回彈量約占上拔量的40-50%，經(jīng)過一段時間恢復(fù)，此9組抗拔樁仍可作工程樁使用。

　　上述試驗說明巖層錨桿設(shè)計是成功的。

　　海坦廣場于2000年7月完工，使用至今情況良好。

　　參 考 文 獻(xiàn)

　　建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 YB9258-97　 中華人民共和國冶金工業(yè)部陳仲頤等，基礎(chǔ)工程學(xué) 中國建筑工業(yè)出版社1990