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浅谈超高层建筑基础设计 　　摘要：本文以工程实例对超高层建筑的基础选型等方面进行了分析阐述，供工程技术人员参考。 　　关键词：超高层建筑；基础设计及优化；嵌岩桩； 　　1 工程概况 　　九江金融中心是以商业、办公为一体的高层建筑群，分别由4栋接近百米的高层建筑和1栋近300米的超高层建筑组成，5栋建筑地下室连成一个整体。本文仅讨论其中超高层建筑的基础设计。该建筑长、宽、高分别为 63.0m，64.45m，293.9m。主楼地下室层数 4层（局部设夹层），四周相邻地下车库为2层，地上 67层（含机房层）。结构体系为框架-核心筒+环带桁架，地下室顶板及以下楼层采用钢筋混凝土现浇梁板，地面以上楼层采用钢梁+钢筋混凝土组合楼板，其中地上51125.14 m2，为办公、商业用途；地下为车库、设备用房。地下1、2、3、4层层高分别为6.8m、4.8m、4.0m和4.0m，首层6.0m，2～4层均为5.1m，5层及以上主要层高为4.2m，其中第21层、31层、41层和51层设置为避难层，层高4.8m，并利用避难层作加强层，布置4道环带桁架以增加外框结构的整体性和抗侧能力。地下一层层高6.8m首层6.0m，故地下室核心筒外墙截面加厚并在柱间增加墙体，以满足嵌固端上下层刚度比的要求，即地下一层侧向刚度不宜小于首层侧向刚度的2倍。 　　2 岩土工程概况 　　场地原始地貌为八里湖冲洪积盆地地貌，地形起伏较大，近期经人工改造（堆积或开挖）现地面大多地段较为平整，南端及东端部分地段地势稍高，北西部局部地段处八里湖水域内，勘察期间钻孔孔口标高21.88～14.69 m，地面高差约7.0m。八里湖近年最高洪水位为19.65m（黄海高程）。 　　在钻孔平面位置控制范围及控制深度内，场地内岩土层有：①层第四系素填土；②层第四系全新统冲洪积层粉质黏土；③层第四系上更新统冲洪积层粉质黏土；④层第四系下更新统冲洪积层（卵石、粉质黏土）；⑤层第三系新余群泥质粉砂岩；⑥层第三系新余群砂岩与砾岩互层，六大层12个工程地质单元体。各岩土层承载力值 及有关参数见下表。本场地内不存在饱和砂土和饱和粉土，可不考虑液化影响。 　　3 地基基础设计 　　根据地勘报告和上部结构计算，在超限高层专项审查预审阶段，采用了桩基+3.5m厚筏板的基础形式，桩长15m，桩端持力层为⑤4层微风化泥质粉砂岩，单桩承载力特征值Ra=6000KN。对此专家组评审提出了“对天然地基和桩基宜进一步论证，是否可采用⑤4微风化岩层作为天然地基持力层而不做桩基，建议做原位测试。”的意见，认真听取后重新进行基础设计。 　　±0.000相当于黄海高程22.550m，抗浮水位-2.900m（高程19.650m），承压计算水位-9.050m（高程13.500m），基础埋深为23.1m，筏板板底绝对标高为-0.55m，基底下基本为⑤3层中等风化泥质粉砂岩。主楼竖向恒载、活载、基础底板自重及扣除承压水位水浮力影响后的竖向总荷载标准值为2497496KN，基底面积约为4000?O，得到标准组合下基底平均压力625KPa，⑤3层地基承载力520KN（为中等风化岩石，不进行深度修正）小于上部荷重，做现场平板试验进行原位测试或可满足承压要求。但由于后来建筑方案调整，主楼地下室由四层改为地下三层，基底下为⑤1、⑤2层全风化、强风化泥质粉砂岩交界处，⑤2层强风化岩，岩质软，遇水易崩解，层厚小，承载力与上部压力相差更远，不宜做天然地基持力层。故放弃选用天然地基的做法，仍做桩基。 　　三层地下室基础埋深为19.2m，筏板板底绝对标高为3.35m，桩顶绝对标高为3.45m，竖向荷载考虑两种工况：○11.0恒+1.0活-1.0低水位水浮力；○21.0恒+施工荷载，最终以工况○1控制，总荷载标准值为2829496KN，基底面积约为3500?O（不含外挑部分），暂以A 1000直径桩为例，桩间距3.0d，满堂布桩约可布388根，反算单桩承载力每根桩至少要达到7700KN。根据地勘报告，⑤3层中等风化泥质粉砂岩和⑤4层微等风化泥质粉砂岩属软岩，岩体完整程度为较完整，发育少量裂隙，岩质软，遇水易崩解，岩体基本质量等级为Ⅴ级，工程地质性能稳定，承载力高，层厚大，是桩基良好的桩端持力层。以孔点QK25为例，桩端进入⑤4层持力层，按规范公式计算，对嵌岩桩桩周侧阻力仅计算嵌岩段以上部分，故桩端嵌岩1m即可，再加长对提高桩承载力效果不大，此时桩总长7m，单桩极限承载力计算值仅为7600KN。远不能满足设计需要，故需采取提高单桩承载力的方法。后注浆灌注和桩端扩底都是提高单桩承载力的好方法。不过，后注浆灌注桩是利用钢筋笼底部和侧面预先埋设的注浆管，在成桩后2-30天内用高压泵进行高压注浆，使后注浆液固化沉渣（虚土）和泥皮，改善桩土结合状态，并