關(guān)鍵詞：地基土；壓縮性；壓縮模量；沉降

1工程實例

工程項目為浙江廣播電視集團建造的影視后期制作中心，位于杭州市蕭山區(qū)寧圍鎮(zhèn)，錢塘江南岸。建筑物概況如下表1。

2場地地層結(jié)構(gòu)

勘察區(qū)位于杭州市蕭山區(qū)寧圍鎮(zhèn)高教園區(qū)，擬建場地地貌屬于錢塘江沖海積平原區(qū)。地形開闊平坦，地勢相對較低，場地為荒地，現(xiàn)狀黃海高程為5.80～7.36m。①-1雜填土(meQ4)雜色，濕，松散-稍密狀態(tài)。主要為碎石、磚塊及砼等建筑垃圾，局部為素填土。局部分布，主要分布在場地的南側(cè)，層厚0.40～2.30m。①-2素填土(meQ4)褐灰色，濕，松散狀態(tài)。含較多植物根系、少量小碎石。局部分布，層厚0.20～1.00m。②-1粘質(zhì)粉土（al-mQ42）灰黃～黃灰色，濕～很濕，稍密。切面粗糙，含云母碎屑，搖震反應(yīng)較快，韌性和干強度較差。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.924，qc=2.18MPa，fs=21.7kPa，N=7.7。全場分布，層頂標高4.59～6.81m，層厚0.90～3.30m。②-2砂質(zhì)粉土（al-mQ42）黃灰色，濕～很濕，稍密。切面粗糙，含云母及貝殼碎屑，搖震反應(yīng)較快，韌性和干強度較差。局部為粘質(zhì)粉土。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.884，qc=3.67MPa，fs=39.9kPa，N=8.3。全場分布，層頂標高1.92～4.99m，層厚2.30～8.90m。②-3砂質(zhì)粉土（al-mQ42）黃灰～灰色，濕～很濕，稍密。切面粗糙，含云母碎屑，搖震反應(yīng)迅速，韌性和干強度較差。局部為粘質(zhì)粉土或粉砂。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.852，qc=2.88MPa，fs=44.8kPa，N=10.1。全場分布，層頂標高1.28～3.90m，層厚1.10～3.90m。②-4粉砂（al-mQ42）青灰色，濕～很濕，稍密-中密。切面粗糙，含少量貝殼碎屑，搖震反應(yīng)迅速，韌性和干強度較差。局部夾有粉土。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.780，qc=7.68MPa，fs=91kPa，N=19.1。全場分布，層頂標高-4.50～0.69m，層厚1.90～7.00m。③-1粘質(zhì)粉土（mQ41）灰色，很濕，稍密。切面粗糙，夾薄層狀粉砂，含云母碎屑，搖震反應(yīng)較快，韌性和干強度較差。局部為粉質(zhì)粘土。屬中壓縮性土。本層為過度層�？紫侗�=0.964，液性指數(shù)=1.06，塑性指數(shù)=10，qc=1.77MPa，fs=32.7kPa，N=5.8。全場分布，層頂標高-13.48～-10.04m，層厚0.40～3.80m。③-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（mQ41）灰色，流塑～軟塑。切面較光滑，夾薄層狀粉砂，含少量有機腐殖質(zhì)及貝殼碎屑，有臭味，無搖振反應(yīng)，韌性及干強度中等。局部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或粉土。屬高壓縮性土。孔隙比=1.193，液性指數(shù)=1.073，塑性指數(shù)=17.1，qc=0.96MPa，fs=14kPa，N=1.3。全場分布，層頂標高-16.48～-11.70m，層厚8.00～20.20m。⑤-1含粉砂粉質(zhì)粘土（mQ32-1）青灰色，軟塑，切面較光滑，局部夾有粉土或粉砂，見云母及貝殼碎屑，含有機質(zhì)，韌性中等，干強度中等。局部為粉土。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.872，液性指數(shù)=0.854，qc=3.9MPa，fs=46.8kPa，N=8.1。局部分布。層頂標高-33.33～-21.55m，層厚0～13.40m。⑤-2粉砂（mQ32-1）灰－灰黃色，濕～很濕，中密。切面粗糙，含云母碎屑及少量腐殖質(zhì)，局部夾有層狀粉質(zhì)粘土，搖震反應(yīng)迅速，韌性和干強度較差。局部為粉土。屬中壓縮性土�？紫侗�=0.811，qc=7.29MPa，fs=70.4kPa，N=17.3。局部分布，層頂標高-34.43～-21.79m，層厚0～11.80m。⑤-3粉質(zhì)粘土（alQ31）褐灰色，軟塑，切面較光滑，局部夾有粉土或粉砂，見貝殼碎片及腐木，韌性中等，干強度中等。局部為粉土。屬中壓縮性土。孔隙比=0.921，液性指數(shù)=0.791，qc=2.96MPa，fs=37.6kPa，N=8.6。局部分布。層頂標高-34.68～-24.99m，層厚0～9.70m。⑥-1圓礫（alQ31）灰色，中密-密實。粒徑在20～40mm,約占27.5%，成分為中風(fēng)化石英砂巖、石英巖、凝灰?guī)r等；粒徑在2～20mm,約占32.8%；粒徑在0.5～2mm,約占5.5%；粒徑在0.075～0.5mm,約占5.3%；粒徑小于0.075mm,約占24.5%；粒間充填中粗砂和少量粘性土，膠結(jié)較差～一般，磨圓度中等。本層土土質(zhì)不均，上部局部為礫砂。屬中低壓縮性土。qc=19.84MPa，fs=88.3kPa，N63.5=22.3。全場分布，層頂標高-44.13～-29.54m，層厚6.10～19.30m。⑥-2圓礫（alQ31）灰色，密實。粒徑在20～40mm,約占28.1%，成分為中風(fēng)化石英砂巖、石英巖、凝灰?guī)r等；粒徑在2～20mm,約占34.3%；粒徑在0.5～2mm,約占6.8%；粒徑0.25～0.5mm，約占5.2%；粒徑小于0.075mm,約占26.3%；粒徑在0.075～0.25mm,約占6.2%；其余為砂粒和粘粒，膠結(jié)一般～較好，磨圓度較好。屬低壓縮性土，N63.5=42.1。全場分布，層頂標高-52.35～-31.34m。⑧-1全風(fēng)化含礫粉砂巖（K1）灰綠色-灰紫色，軟可塑～硬可塑，原巖已完全風(fēng)化成砂土狀，見鐵錳質(zhì)結(jié)核。具中等壓縮性，N63.5=32.3。層頂標高-64.75～-59.74m，層厚1.10～6.80m。⑧-2強風(fēng)化含礫粉砂巖（K1）灰綠色-灰紫色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。含礫石約20%～45%，粒徑以0.5～3cm為主，泥質(zhì)膠結(jié)，風(fēng)化強烈。原巖風(fēng)化強烈，裂隙極發(fā)育，裂隙面見氧化鐵斑點，巖芯呈碎塊狀，N63.5=62.5。層頂標高-68.87～-60.84m，層厚1.70～4.60m。⑧-3中風(fēng)化含礫粉砂巖（K1）灰紫色，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，原巖風(fēng)化強烈，裂隙較發(fā)育，裂隙面見氧化鐵斑點，巖芯呈碎塊狀或短柱狀。巖芯錘擊易碎，遇水易軟化。天然單軸抗壓強度在0.63～1.18MPa，巖體堅硬程度為軟巖，完整程度屬破碎，其基本質(zhì)量等級為V級。

3地基土物理力學(xué)指標及設(shè)計參數(shù)確定

壓縮模量（Es）：考慮到本工程體量大，主樓與裙樓高差大等特殊性，為了保證設(shè)計參數(shù)的準確性與全面性，我院綜合分析土工試驗、原位測試及靜力觸探相關(guān)成果，提供多種壓縮模量參考值[1]。計算公式取自表2所示。最后結(jié)合周邊類似工程經(jīng)驗綜合確定壓縮模量，見表3所示。

4樁基沉降量估算

對于超高層建筑的沉降計算，由于觀測資料較少，導(dǎo)致理論計算沉降與實測沉降經(jīng)常出現(xiàn)較大差別。采用以下三種沉降計算的方法進行沉降量估算，提供沉降計算參考。方法1：浙江省標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DB33/T1136-2017）[2]，采用實體深基礎(chǔ)法（單向壓縮分層總和法）估算樁基礎(chǔ)最終沉降量：()1110−−=∑−=iiiinisisZZEPSααψ式中S——樁基最終沉降量（mm）；sψ——沉降估算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)計算深度范圍內(nèi)土層壓縮模量的當(dāng)量值確定，本次取0.30；n——地基變形估算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；Po——對應(yīng)于荷載效應(yīng)準永久組合時的基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力（kPa），對于樁基礎(chǔ)，應(yīng)為樁底平面處的附加應(yīng)力；Esi——基礎(chǔ)底面第i層土的壓縮模量，按實際應(yīng)力范圍取值（MPa）；Zi、Zi-1——基礎(chǔ)底面至第i層和至第i-1層地面的距離（mm）：αi、αi-1——基礎(chǔ)底面估算點至第i層和第i-1層土底面范圍內(nèi)的平均附加壓力系數(shù)。其中實體深基礎(chǔ)底面的長度：B＝b0+2ltan（φ/4）式中B——實體深基礎(chǔ)底面的長度（m）；b0——基礎(chǔ)長度（m）；l——有效樁長（m）；φ——土的內(nèi)摩擦角，按樁長范圍內(nèi)各層土厚度的加權(quán)平均值（m）。實體深基礎(chǔ)底面的寬度：A＝a0+2ltan（φ/4）式中A——實體深基礎(chǔ)底面的寬度（m）；a0——基礎(chǔ)寬度（m）；層號土層名稱壓縮模量（Es）土工試驗標貫試驗重力觸探靜探綜合取值②-1粘質(zhì)粉土11.6310.117.8611.0②-2砂質(zhì)粉土11.6810.6210.8411.5②-3砂質(zhì)粉土11.0512.139.2612.0②-4粉砂10.4419.6918.8613.0③-1粘質(zhì)粉土7.678.526.938.0③-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土3.515.414.104.5⑤-1含粉砂粉質(zhì)粘土7.6411.7111.238.0⑤-2粉砂8.9418.1816.7415.0⑤-3粉質(zhì)粘土9.3212.1712.9710.0⑥-1圓礫圓礫全風(fēng)化含礫粉砂巖23.3461.8520.0⑧-2強風(fēng)化含礫粉砂巖＞30.0⑧-3中風(fēng)化含礫粉砂巖\\＞40.0表3壓縮模量取值表l——有效樁長（m）；φ——土的內(nèi)摩擦角，按樁長范圍內(nèi)各層土厚度的加權(quán)平均值（m）。方法2：行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ942008）[3]：S=ψ×ψe×S’式中S——樁基最終沉降量（mm）；ψ——樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，主要根據(jù)沉降計算范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值確定，此處鉆孔灌注樁取0.32，鋼管樁取0.40；ψe——樁基等效沉降系數(shù)，根據(jù)群樁距徑比、長徑比以及基礎(chǔ)長寬比確定；S’——采用Boussinesq解，按實體深基礎(chǔ)分層總和法計算出的樁基最終沉降量（mm）。方法3：行業(yè)標準《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ/T72-2017）[4]：∑==nipcssSS121ψηψ式中S——樁基最終沉降量（mm）；η——樁端入土深度修正系數(shù)，按η=1-0.5pcz/po計算；pcz——樁端處土的有效自重壓力（kPa）；po——對應(yīng)于荷載效應(yīng)準永久組合時的樁端處的有效附加壓力（kPa）；ψs1——樁側(cè)土性修正系數(shù)，這里取0.7；ψs2——樁端土性修正系數(shù)，這里取0.8；Spc——采用Boussinesq解，考慮土體應(yīng)力歷史的分層沉降量（mm）。

5影視后期制作綜合大樓差異沉降分析與控制

本工程底板尺寸大（面積約1908㎡），且上部結(jié)構(gòu)荷載大，如采用統(tǒng)一樁長，主樓底板將不可避免產(chǎn)生一定的差異沉降，根據(jù)大量高層建筑物的實測沉降結(jié)果表明，基礎(chǔ)的平均沉降越大，基礎(chǔ)的差異沉降越大，因此，控制好總沉降量是減少差異沉降的關(guān)鍵，本工程應(yīng)合理調(diào)整核心區(qū)主樓與擴展區(qū)裙樓樁長，并使兩者之間的差異沉降控制在合理范圍。方案一對沉降量和沉降差控制最理想，但樁端入土較深，樁基施工困難；方案二，沉降差偏大，不宜考慮；方案三雖沉降量稍大，但對沉降差控制理想，且樁端入土深度��；方案比選后，建議采用方案三。

6結(jié)語

地基土承載力參數(shù)及其他設(shè)計參數(shù)的確定，考慮到本工程體量大，主樓與裙樓高差大等特殊性，為了保證設(shè)計參數(shù)的準確性與全面性，我院綜合分析土工試驗、原位測試及靜力觸探相關(guān)成果，提供多種壓縮模量參考值。最后結(jié)合周邊類似工程經(jīng)驗綜合確定壓縮模量。針對綜合大樓跨度大，基底荷載大，主樓與裙房荷載差異大等特點，從樁基沉降估算與差異沉降等多個方面詳細進行了樁基礎(chǔ)分析與評價。重點針對目前因觀測資料較少，超高層建筑的理論計算與實測沉降經(jīng)常出現(xiàn)較大差別的現(xiàn)狀，采用多種沉降計算的方法對樁基進行沉降量估算。通過計算發(fā)現(xiàn)，如采用統(tǒng)一樁長，綜合大樓底板將不可避免產(chǎn)生一定的差異沉降，因此建議工程基礎(chǔ)采用變剛度調(diào)平設(shè)計，主樓以⑥-2圓礫為樁基礎(chǔ)持力層，裙房以⑥-1圓礫為樁基礎(chǔ)持力層，既可減小兩者之間的差異沉降，又可節(jié)約工程造價。樁基分析全面，方案建議合理、經(jīng)濟可行。

參考文獻

[1]化建新.工程地質(zhì)手冊[M].5版.北京:中國建筑工業(yè)出版,2018.

[2]（DB33/T1136-2017）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2017.

[3]（JGJ94-2008）建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2018.

[4]（JGJ/T72-2017）高層建筑巖土工程勘察規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社,2017.