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      高層鋼框架科研樓地基基礎(chǔ)方案比選研究

      2021-07-16 20:12:18丁猛翟文舉
      錦繡·上旬刊 2021年8期
      關(guān)鍵詞:單方管樁經(jīng)濟性

      丁猛 翟文舉

      摘要:本文介紹了某高層鋼框架科研樓地基基礎(chǔ)方案設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)條件并結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗,從結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性等方面出發(fā),對本工程的地基基礎(chǔ)形式進行了不同方案比選,并最終得到了最優(yōu)地基基礎(chǔ)方案。

      關(guān)鍵詞:地基基礎(chǔ);方案比選

      1工程概況

      某科研樓工程于海南省??谑???偨ㄖ娣e約為1.3萬m2,其中地上2~8層,共計1萬m2,地下一層,面積約3000m2。主要功能為報告廳、會議室、辦公室、培訓(xùn)教室等,主要屋面高度9.8m(1層),35.3m(8層),結(jié)構(gòu)形式為鋼框架-消能支撐結(jié)構(gòu),鋼框架抗震等級為三級。

      結(jié)構(gòu)設(shè)計基本參數(shù):本工程設(shè)計使用年限為50年;基本風(fēng)壓為0.75kN/m2;地面粗糙度為B類;抗震設(shè)防烈度為8度(0.30g),設(shè)計地震分組為第二組,Ⅱ類場地,屬建筑抗震一般地段。

      2 基礎(chǔ)設(shè)計條件

      本工程正負(fù)零標(biāo)高相當(dāng)于絕對標(biāo)高14.600m。

      2.1 場地工程地質(zhì)條件

      根據(jù)勘察資料,本項目勘探深度為30.00m,各土層性狀及設(shè)計參數(shù)詳表1:

      本工程地下1層,基礎(chǔ)底標(biāo)高為-6.5m。基礎(chǔ)底面標(biāo)高位置除東側(cè)少部分區(qū)域需將填土換填外,其余區(qū)域基本處于第2層粉質(zhì)黏土,其天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為150kPa。

      3 地基基礎(chǔ)設(shè)計

      本工程地上結(jié)構(gòu)通過結(jié)構(gòu)縫分為兩個單體,分別為科研樓及報告廳,共一層地下室,兩單體地下室彼此相通。

      3.1 基礎(chǔ)選型

      本工程根據(jù)地上結(jié)構(gòu)形式和荷載分布進行了三種地基基礎(chǔ)方案比選。

      方案一:復(fù)合地基方案【1】 ,因天然地基承載力比較小,故對其采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG)進行處理,處理深度到達(dá)第四層土即中砂層,處理范圍為科研樓地上投影范圍。CFG樁徑為400,樁數(shù)為440根,樁長為10m?;A(chǔ)采用筏板+下柱墩的基礎(chǔ)形式,其中科研樓筏板厚度為700,其余區(qū)域筏板厚度為500。為控制沉降差【2】,處理后的場地壓縮模量為原來場地的3倍,即時,可以滿足規(guī)范規(guī)范有關(guān)傾斜值以及最大沉降量的要求。

      方案二:預(yù)應(yīng)力管樁方案,基礎(chǔ)采PHC預(yù)應(yīng)力管樁+防水板式基礎(chǔ), 600樁徑,為摩擦型樁,根據(jù)地勘建議,樁端持力層選在第六層土,預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計參數(shù)詳,單樁承載力特征值為1500kN。

      方案三:混凝土灌注樁承臺+防水板方案,該方案采用800樁徑混凝土灌注樁,樁長21m,單樁承載力特征值1700kN。

      三種基礎(chǔ)形式均能滿足規(guī)范要求,三種基礎(chǔ)形式的最大傾斜值以及最大沉降量詳表2。

      通過對三種基礎(chǔ)形式傾斜值及最大沉降量指標(biāo)的對比,方案二即管樁方案各項指標(biāo)均為最優(yōu),方案三次之。

      4 經(jīng)濟性對比

      4.1 混凝土用量及單方造價

      因混凝土用量與工程造價正相關(guān),故對三種基礎(chǔ)方案的混凝土用量進行統(tǒng)計,具體詳表3。

      由表3可以發(fā)現(xiàn),方案一到方案三的混凝土用量依次增加,方案一經(jīng)濟性明顯。

      本節(jié)單方造價僅包含基礎(chǔ)部分,以實際建筑面積為計算依據(jù),三種方案的單方造價詳表3。

      由上圖可以看出,三種方案的單方造價與混凝土用量的趨勢一致,方案一同樣具有最佳的經(jīng)濟性。

      5 結(jié)論

      基于以上三種基礎(chǔ)方案各種指標(biāo)對比分析,得出以下結(jié)論:

      (1)通過對規(guī)范要求的傾斜值以及最大沉降量的對比,地基處理的傾斜值以及最大沉降量均超過其余兩種方案,方案二的結(jié)構(gòu)指標(biāo)最好。

      (2)通過對三種方案經(jīng)濟性的對比,方案一無論是在混凝土用量還是單方造價方面都有遠(yuǎn)超過其他兩種方案的優(yōu)勢。

      綜合以上分析,方案二即預(yù)應(yīng)力管樁方案可以在保證一定經(jīng)濟性的條件下,可以得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)指標(biāo),故本工程采用預(yù)應(yīng)力管樁方案為最終的基礎(chǔ)方案。

      參考文獻

      [1]毛宗原,崔小連,張路,張強. 長白山某萬豪萬怡酒店地基基礎(chǔ)方案設(shè)計與分析[J]. 建筑結(jié)構(gòu),2020,50(S1) :910-914.

      [2]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范: GB 50007—2011[S].北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2012.

      [3]郭天焓,徐宏艷,張猛,馬玉虎,隋海燕. 北京某辦公樓地基基礎(chǔ)設(shè)計[J]. 建筑結(jié)構(gòu),2018,48(S1):688-690.

      作者簡介:丁猛,碩士,工程師

      (中國中元國際工程有限公司 北京 100089)

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