富华大厦岩土工程勘察与基础设计分析.pdf

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1、172第五届全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集富华大厦岩土工程勘察与基础设计分析李嘉瑞沈滨周宏磊(北京市勘察设计研究院，北京100038)1工程概况富华大厦位于北京市东二环路朝阳北路东侧，南邻中国歌剧院，北望港澳中心，建筑范围120mX130m，占地面积约15600m2。该工程1998年获得北京市优秀工程勘察二等奖。本文介绍了该项目工程勘察工作中的主要工作成果和计算分析评价方面的实录内容。富华大厦为一组西洋式造型的多功能建筑群，总建筑面积为110000m2，在100余米见方的筏式基础上建造5栋高层建筑。其中西区部分由错落有致的13—19层

2、公寓写字楼构成；东区部分由居中的4层与两边分立的17一19层公寓写字楼构成，上部结构类型为框剪结构。在整个建筑群各个楼座高低不同，致使基底建筑荷载差异很大，见图1。2岩土工程勘察工作情况．本工程建筑场地的现场勘察测试工作于1993—09一18全部完成，共完成勘察钻孔20个(控制性钻孔10个，一般性钻孔10个)，取原状土样8l块，采取地下水水试样2份，现场进行标准贯人试验41砍，在2个钻孔内进行了土层剪切波速测试工作；此后进行了室内土、水分析试验工作，共完成常规物理力学试验74组，天然快剪试验23组，静三轴剪切试验5组，颗粒分析试验6组，地下

3、水水质分析试验2组；在此基础上进行了资料综合整理、工：程计算分析、图件绘制及编写报告等各项工作，1993—10一18完成和提交本工程岩土工程勘察报告。3拟建场地工程地质条件3．1地形地貌与地物图1建筑平面示意图本工程拟建场地在地貌单元上位于永定河冲洪积扇中下部。其地理位置处在北京旧城区东侧，场区地形较平坦，自然地面标高在42．15～43．10m之间。拟建场地地面下第四系厚度约为1(30～120i'n，地基土以砂、卵石地层为主并夹有明显层理的牯性土层与粉土层。因工程场区位于北京旧城区附近，受历代建筑活动影响，在地表附近一般分布有3～5m厚的人

4、工杂填土。32地层土质的基本特征根据野外钻探、原位测试及室内土工试验成果，在本次勘察最大勘察深度43m范围内，按地层沉积年代、成因类型划分为人工堆积层、第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学性能指标和基础工程的特性，进一步划分为7个大层。各土层空间分布情况见图2。李嘉瑞等：富华大厦岩土工程勘察与基础设计分析1734拟建场地地下水类型及埋藏条件(1)现场勘察期间，于勘察钻孔内实测到赋存在砂、卵石层中的地下水(潜水)的静止水位埋深·，为15．20一17．20l'lfl。“(2)钻探作业期间，在局部钻孔内还见有上层；。滞水，经查明该上层滞水

5、为受邻近污水管线漏水一及人防通道积水的影响所至，施工期间切断水源并治理得当，将不会对基础施工带来负面影响。5地基基础方案的分析评价与相关技术建议”根据设计单位提供的设计资料，拟建的富华“大厦的±0．00标高为43．00m，基底埋深为14．004m，相应的基底标高为29．00m，地基直接持力层”土质为砂卵石层，其下为粘性土与砂卵石互层的a沉积层。通过对基础工程问题的分析、预测，提出：；如下地基方案以及相关技术要求和建议。，．5．1地基持力层厦承载力．建议拟建的富华大厦采用天然地基方案，基础砌置标高可在29．00i'rl，持力层土质为薄层细砂、

6、粉砂③层及卵石④层。鉴于直接持力层砂卵“石层厚度不大，仅为2～3m，其下为厚度4—5m”的相对软弱的粉质粘土、重粉质粘土⑤层，因此在“综合考虑该弱下卧土层的承载力和变形特性后，建议基底总压力最大不超过500kPa。5．2天然地基变形初步计算分析及相关技术建议_Ⅱ图2场区地层剖面示意图(1)拟建富华大厦建筑群体高低错落、形体变化较大。东区部分南北高层与中间底层连体部分的基底荷载差异极大；基底以下直接持力土层一砂卵石层厚度不大，并且其下的粉质牯土、重粉质粘土⑤层处于基底应力扩散影响范围内，将产生较大的固结压缩变形。因此本工程采用天然地基方案时的

7、地基差异沉降问题将十分突出。(2)地基变形的初步计算分析1)计算模型及计算工况根据钻探地层资料以及勘察阶段所掌握的结构设计资料，采用非线性有限元方法对地基差异沉降问题突出的东区高层建筑南北轴线方向的地基一基础剖面进行了地基差异变形计算。地基土体本构关系采用Dllnq2mrl一蛐双曲线模型，并假定基础绝对刚性；计算模型为东区部分南北轴线方向地基一基础剖面，共划分672个单元，共计727个计算节点，见图3。计算过程考虑施工挖方卸荷、逐级施工加载对地基土体应力、应变场影响。各层地基土物理、力学参数及双曲线模型非线性参数由室内常规试验与静三轴剪切试

8、验确定，主要土层的DImc∞模型参数见表1。2)计算结果南北高层沉降计算值6gin左右，中间低层部分计算值4．5cm左右。计算所得出的基底沉174第五届全国岩土工程实录交流会岩土