某沿海地区航站楼桩基设计实例

董 彬

(中国民航机场建设集团公司，北京 100101)

1 工程概况和地质条件

本项目拟建航站楼为大跨度、大荷载建筑，结构类型底部为框架结构，上部屋盖为大跨度钢结构，最大单柱荷载约为8000 kN。

本工程设计单柱荷载情况分为两种，上部有支撑钢柱的单柱荷载约5000～8000 kN，不支撑钢柱的单柱荷载约为2000 kN。

根据勘察资料，建设场地埋深60.00 m 范围内，地基土按成因年代可分为10 层，按力学性质可进一步划分为17个亚层，根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007－2002)第5.2.3条及《岩土工程技术规范》(DB 29－20－2000)，按层位提供地基土承载力特征值fak如表1。

表1 地基土承载力特征值一览表

2 桩基持力层的分析与选择

第6 层及以上地层，均为强度低、含水量高、孔隙比大、压缩性高的软弱土层，且埋深较浅，均不宜作为桩基持力层。7～8 层土质稍好，但层厚较薄、部分位置仍有缺失，埋藏偏浅，当对单桩竖向承载力要求不高时，可作为桩基持力层。而本工程桩下荷载较大，如选择该层为桩基持力层，桩数易偏多且不利于布桩，经济性较差。故此，7～8 层也不宜选作本工程的桩基持力层。经综合比较，9～11 层土质较好(表2)，强度较高，水平方向分布较稳定，可以作为桩基础桩端持力层。

表2 地基土⑨～层土质

表2 地基土⑨～层土质

3 桩型的分析与选择

3.1 预制桩可行性分析

预制桩须考虑沉桩挤土效应对周围土的严重影响，桩端沉桩不到位，极可能达不到设计承载力，造成补桩、沉降不均等后果。而且由于单桩承载力较小，布桩平面系数较大，将会加大沉桩挤土效应，而且也会增加基础费用。

3.2 钻孔灌注桩可行性分析

钻孔灌注桩可不考虑其挤土效应，对周围环境的影响可减小到可控制的程度;桩身质量也可以得到较好的保证。另外，通过选择适当的桩长，其单桩承载力也完全可以满足本工程的要求。

经过对技术、质量、施工以及对周边环境的保护等各方面因素的综合分析比较，在工期允许的情况下，拟选择钻孔灌注桩。

4 单桩承载力的确定

根据《建筑桩基技术规范》(JG J94－2008)第5.3节有关规定，按层位提供钻孔灌注桩极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk如表3。

表3 桩极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk

因单柱下荷载相差较大，拟选两种桩型，根据考虑的桩端土层及桩型测算单桩竖向极限承载力标准值如表4。

经综合评价，拟选用两种桩型为

ZH－29－600:桩长29 m，桩径600 mm，单桩极限承载力2200 kN;

ZH－35－800:桩长35 m，桩径800 mm，单桩极限承载力4400 kN。

表4 单桩竖向极限承载力标准值Quk

为确保桩基础设计的科学准确，设计提出进行单桩竖向抗压静载试验，试验结果:

ZH－29－600:2900 kN，

ZH－35－800:4900 kN，

满足设计采用的单桩极限承载力取值，故桩基础的选型和设计得到了确定。

5 结论

(1)根据工程地质条件及场地周围环境，选择技术可行、经济合理的桩型和桩基持力层，是桩基设计的关键。

(2)对于重要工程项目，试桩是检验桩基设计的有效手段，可以验证施工可行性、桩基承载力及桩身质量，同时对工程桩大面积标准化施工提供基础资料，为工程桩的设计与施工打下了坚实的基础。