王 国 强

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

某超高层结构基础桩基设计

王 国 强

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

以某超高层建筑项目为例，通过对该项目所在场地地质条件的分析研究，指出该项目地基基础采用钢筋混凝土灌注桩较为适合，以充分利用桩基承载力，控制沉降变形。

超高层建筑，钢筋混凝土灌注桩，变刚度调节，承载力

1 工程概况

本项目位于山西省太原市，主要功能为5A级写字楼，地上43层，结构高度181.1 m(室外地坪至主楼主要屋面板顶)，标准层建筑面积约为2 014 m2；地下3层。

本工程设计使用年限为50年；建筑抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组；建筑场地类别为Ⅲ类，场地土特征周期为0.45 s；基本风压为0.40 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；基础设计等级为甲级。

2 工程地质条件

1)根据建设单位提供的《岩土工程勘察报告(详细勘察)》土层自上而下划分如表1所示。

2)地形地貌。拟建场地地形较为平坦,绝对标高介于777.34 m～780.27 m之间。为汾河东岸一级阶地地貌单元。

3)地下水。本次勘察期间实测地下水位埋深为3.90 m～7.20 m，相应地下水位标高为771.31 m～773.99 m，地下水类型属潜水—承压水型，水位变化幅度0.50 m～1.00 m。

4)场地。按环境类型地下水对混凝土结构具弱～中腐蚀性；按地层渗透性，地下水对混凝土结构具微腐蚀性；地下水对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性。按环境类型地基土对混凝土结构具微～弱腐蚀性；按地层渗透性，地基土对混凝土结构具有微腐蚀性；地基土对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。

5)液化。拟建场地为液化场地，液化等级为中等～严重液化，主要液化土层为第②层及第③层。

3 地基基础方案

1)由于本工程为超高层建筑，基础采用钢筋混凝土平板式筏形基础，基础底位于第⑤层粉土层。筏形基础底面积约为2 340 m2，结构总重约为1 604 932 kN，平均基底反力为685.86 kN/m2；由于主楼周围为地下车库，地下车库基础拟采用桩基承台+抗水板的基础形式，故地基承载力修正从室内地坪算起，第⑤层土承载力特征值为160 kPa，修正后承载力为200 kPa，该土层承载力不能满足设计要求需进行地基处理。

2)本工程结构体系为框架—核心筒结构，结构高度为181.1 m,属超高层建筑，该建筑对基础的承载力和变形要求较高，故基础采用钢筋混凝土灌注桩+筏板基础。根据建设单位提供的《岩土工程勘察报告(详细勘察)》，第层中砂层土质密实，土层平均厚度约为7.30 m，端阻力标准值为2 100 kPa，桩端持力层为第层中砂层较为合适。

3)本工程核心筒尺寸为23 m×23 m，核心筒面积为529 m2，核心筒承担面积为1 150 m2，核心筒承担的面积比约为0.57，核心筒承担的荷载约为914 811.24 kN。因为核心筒承担的荷载超过50%，故按核心筒尺寸及荷载来确定桩径及桩数。核心筒部分预估基础板厚为2.0 m，基底尺寸为27 m×27 m，假定桩间距为3.0 m则预估桩数为100根，单桩承载力为9 148.11 kN。桩径按0.8 m，0.9 m，1.0 m估算，桩长按49 m进入第层约为2.1 m。计算结果见表2。

表2 计算结果表

根据表2的结果可知，灌注桩采用封闭式后压浆技术后，桩径0.8 m，0.9 m，1.0 m的单桩承载力特征值均大于9 148.11 kN。

表3 桩基计算结果表

4)基础分析计算采用中国建筑科学研究院编制的《独基、条基、钢筋混凝土地基梁、桩基础和筏板基础设计软件》(JCCAD)。经过计算分析，核心筒部分桩基承载力分布为中间较小四周较大，而变形则为中部较大四周较小；桩基按初步假定桩数为100根，桩间距为3.0m布置时，中间部分的桩基承载力不能充分利用。为提高桩基承载力的利用，将核心筒中部的桩间隔抽取，经计算桩基结果见表3。桩基布置见图1。

4 结语

1)由于超高层建筑对基础的承载力及变形要求较高，地基基础采用钢筋混凝土灌注桩较为适合。2)对于采用框架—核心筒结构形式的建筑，核心筒所承担的荷载较多，估算单桩承载力时可根据核心筒尺寸来初步确定。3)对于采用荷载与刚度内大外小的框架—核心筒结构，沉降变形出现内大外小的碟形分布，基底反力出现内小外大的马鞍形分布。本工程采用抽取核心筒中间的桩，减少桩数增大桩间距的办法来调节，以充分利用桩基承载力、控制沉降变形。

[1]JGJ3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]GB50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[3]GB50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

[4]JGJ94—2008，建筑桩基技术规范[S].

A super high-rise structure foundation pile foundation design

Wang Guoqiang

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

Taking a high-rise building project as an example, through analysis and research on project location geological conditions, pointed out that the project foundation basis with reinforced concrete bored pile was more appropriate, in order to make full use of the pile foundation bearing capacity, control of settlement.

super high-rise building, reinforced concrete bored pile, variable stiffness adjustment, bearing capacity

2014-12-17

王国强(1980- )，男，工程师

1009-6825(2015)06-0063-02

TU473

A