港悦馨苑微型桩复合地基处理和基础设计

港悦馨苑微型桩复合地基处理和基础设
计
摘要：本文介绍了在深圳港悦馨苑项目使用微型灌注桩（钢管桩）的一般设
计过程和计算方法。

利用微型钢管桩提高地基承载力后改采用筏板基础，既节约
了工程造价又节省了施工周期，微型钢管桩的使用取得了较好的经济效果。

关键词：复合地基；微型钢管桩；面积置换率；基础设计
1 引言：微型桩因其对打桩设备及施工场地要求低，而承载力较高，安全可
靠等性质，在建筑地基及基础处理方面得到广泛应用。

2 工程概况及场地条件
港悦馨苑项目位于深圳市盐田区中青一路北侧。

本工程共1栋建筑设三层地
下室，其中：地下二层、地下一层为车库、设备房及人防，半地下一层为设备房、商业和公共配套，一层为商业及公共配套，二层为架空层及公共配套，三层及以
上为3座18F住宅塔楼，平面位置如图一。

建筑高度:59.85m，基坑采用悬臂桩、桩锚支护结构。

3 地质资料和抗浮水位参数选取
3.1根据《盐田港集团人才住房用地岩土工程勘察报告》进行基础设计。

本
项目属于复杂的山地项目，考虑到场地高差和地形的复杂性，通过实地调查取证
并参考邻近建筑的抗浮水位综合考量，最终确定抗浮水位取至室外地面，并根据
结构平面位置详细分区计算抗浮水位。

塔楼依自重进行抗浮，裙楼采用锚杆抗浮。

4 结构计算模型及相关设计参数选取
本工程场地抗震设防烈度7度，基本风压0.75KPa，地面粗糙度B类，特征周期0.35s。

部分框支剪力墙结构，塔楼外地下室、裙房采用框架结构。

5 结构基础选型
地勘报告建议拟建建筑物采用旋挖桩基础以中（微）风化岩作为持力层，仔细阅读分析地勘报告，三单元塔楼持力层为粉质粘土（220kpa），其它两个单元塔楼持力层为全风化角砾熔岩（350kpa），裙楼部分全为粉质粘土（220kpa），有做天然基础的条件，三单元塔楼承载力需要提高到350 kpa，采用微型钢管桩提高地基承载力，要求特征值不小于350KPa。

为了节省造价，采用了旋挖桩基础和微型钢管桩复合地基处理后的筏板基础造价对比，筏板基础节省造价二百多万元。

6 微型灌注桩单桩承载力特征值计算
根据建筑地基处理技术规范方法计算。

以全风化作持力层，桩长取11米。

地基土层：粉质粘土220Kpa，桩侧摩阻力特征值30Kpa，基底距全风化面深4.6M；全风化角砾熔岩350Kpa，桩侧摩阻力特征值60Kpa，桩端阻力特征值
600Kpa。

6.1 增强体单桩竖向承载力特征值：
ap=1.0 ，Up=3.14x0.25=0.785m，Ap=3.14x0.25x0.25/4=0.049m2
Ra=UpxqsixLpi+apxQpxAp=0.785x[30x4.6+60x6.4]+1.0x600x0.049=439KN
考虑场地条件及施工影响取Ra=380KN。

6.2 求面积置换率：
桩径d=0.25m ，正方形的布桩S=1.5m（桩间距）， de=1.13x1.5=1.695，面积置换率m=0.25x0.25/1.695x1.695=0.021；正方形的布桩S=1.061m（桩间距）， de=1.13s=1.13x1.061=1.19893，置换率m=0.25x0.25/
1.19893x1.19893=0.043。

6.3 有粘结强度增强体复合地基承载力特征值：
E=0.85，m=0.021；Ap=0.049m2，fsk=220Kpa，B=0.95，正方形布桩S=1.5m
fspk=ExmxRa/Ap+B(1-M)xfsk=0.85x0.021x380/0.049+0.95(1-
0.021)x220=343KPa，fspk取330KPa。

正方形布桩S=1.061m， fspk=483KPa，fspk取400KPa。

7 考虑埋深复合地基承载力特征值计算
7.1 根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012 3.0.4条第2小条：处理地基考虑埋深，地基承载力修正系数应取1.0。

根据《地基规》GB50007-2011
5.2.4条条文说明考虑裙楼荷载对地基土产生的超载作用。

7.2 三单元超载计算，当b1、b2一边大于2B，而另一边小于2B时，或均小于2B时，裙楼荷载作为超载折算为土体厚度d2；当d=d1+d2≥d3时取d=d3；当d=d1+d2小于d3时，取d=d1+d2；（d1为主楼基础厚度,d1=1.2m;d3为室外地坪到主楼基础底面的高度，d3=5.25m）。

7.3 三单元塔楼标准组合1.0恒+1.0活组合下的最大基底压力401KPa。

考虑裙楼超载对塔楼地基承载力的修正如下：按恒载下裙楼最小基底压力32Kpa作为超载折算成土层厚度为26/18=1.44m，d=d1+d2=1.44+1.2=2.64m。

地基承载力修正:fspa=fspk+1.0xrm(d-0.5)=330+1.0x10x(2.64-0.5)=351.4Kpa,取350KPa。

fspa=400+1.0x10x(2.64-0.5)=421Kpa,取420KPa。

fspa=420Kpa大于标准组合1.0恒+1.0活组合下的最大基底压力401KPa,所以塔楼承载力满足要求。

7.4 桩身强度计算：
Ap=0.049m2 ；Ra=380KN；
fcu≥4xExRa/Ap≥4x0.85x380/0.049≥26367Kpa≥26.36Mpa；修正后桩身强度：fcu≥4xExRa/Apx[1+rm(d-0.5)/fspa]≥26.36x[1+10(2.64-
0.5)/421]≥26.36×1.05=27.7Mpa，因此桩身砼采用C35满足桩身强度。

8 微型灌注桩地基处理技术要求
8.1 复合地基按桩距1.5M、1.06M布桩，对应复合地基地基承载力特征值为330、400kPa。

灌注材料选用M35水泥浆，水泥采用P42.5级以上普通硅酸盐水泥，水灰比不宜大于0.55。

灌注桩直径250，有效桩长11米，桩端持力层为全
风化含砾砂岩层。

桩顶和基础之间设置褥150mm厚垫层，采用中、粗砂。

8.2 微型灌注桩复合地基和微型灌注桩桩身构造如图二所示（总桩数约为
412根）。

9 三单元塔楼微型桩复合地基处理后检测要求
复合地基承载力特征值应满足设计要求。

桩身完整性采用低应变动力试验进
行检测，不少于总桩数10%，不少于10根。

单桩竖向承载力检验采用静载荷试验，检测桩数不少于总桩数1%，且不得少于3根。

桩身强度28d应达到35MPa。

所有
检测、检验项目应满足相应验收规范要求，并应满足项目质检站的具体要求。

10 三单元塔楼复合地基检测结果和筏板基础设计
经检测三单元塔楼微型桩复合地基平板载荷试验及相关检测试验均满足设计
要求。

筏板基础持力层按350Kpa、420Kpa进行模型计算，基底压力最大值为
401KPa ,基础沉降值最大值84mm，基础各项计算结果均满足设计要求。

11 结束语
微型钢管桩有着承载力高，沉降小，直径小，施工容易，速度快的特点，在
港悦馨苑项目中运用微型钢管桩节约了工程造价和施工周期。

参考文献：
[1]代庆礼.复合地基面积置换率的计算方法
[2]建筑地基处理技术规范 JGJ79-2012
[3]建筑地基基础设计规范GB50007-2011。