某下沉式城市广场基础结构设计

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1、某下沉式城市广场基础结构设计作者：梁军温州市城市规划设计研究院【提要】海坦广场是温州地区第一个大型的下沉式城市广场，由于建筑平复杂，又兼地质情况多变，给结构基础设计带来一定的困难，本文以基础设计，为切入点，简要地论述处理方法。【关键词】基础设计抗浮抗拔锚杆一、概述海坦山城市广场是温州市市政府为提高城市品位，为民创建休憩场所的又一举措。广场方案由澳大利亚环境设计方面的专家设计，我院承接了扩初和施工图阶段的设计任务。广场总建筑面积1.6万m2，中心是一个直径为68米的下沉式广场，设有中心喷泉，周围是地下室车库，设计意图是以下沉突出海拔不高的海坦山风貌，以大台阶引入中心广场，广场中心布置一

2、船型甲板状切入体，体现海边港口城市的地理特点，沿船头甲板中线上布置一方形塔式构筑物，可登高观看下沉广场景致。结构上来讲，本工程采用全现浇、全框架，地下室车库顶板180厚，考虑停车和上部植被荷载地下部份结构抗渗等级S6，C30混凝土。中心下沉区域雨水汇集后已低于市政管网的标高，因此我们要在地下负二层处设二处提升泵站，雨水经提升后接入市政管网。二、基础设计本工程座落于海坦山脚，瓯江之畔，地质情况相当复杂，整个构筑物平面摊得很大，相应位置情况相差很大。西北方向一层基础已座落于中等风化基岩，东南方南50米左右才见中等风化基岩，在这两者之间的地带地质情况从风化基岩，坡积土、粘土，淤泥渐变，其中

3、±0.000下去9~10米有一透水的贝壳砂砾层，同瓯江潮水相通，这也给中心下沉式底板抗浮设计带来困难，鉴于上述情况，结合整个结构的荷载分布，我们采用多种桩基和特殊地基处理手段相结合的方法来进行解决，按地质情况来分类：一类，基础正位于中等风化基岩的，则柱纵筋直接锚入完整基岩。纵筋锚入基岩时要有一定角度，成放射状，避免直锚在柱截面小范围内造成岩层的破碎。同时，位于坡度比较陡的位置上，要设水平锚杆，防止滑坡。第二类，中等风化基岩埋深在2米~20米以内的采用Φ800以人工挖孔桩，进入中等风化岩，一柱一桩，施工干作业，施工中注意排水，采用中间一个桩位在挖，四个角上桩位在井点降水。第三类，中等风

4、化基岩埋深在20米~50米之间的，采用Φ800径的冲击成孔灌注桩。入中等风化基岩1米，一柱一桩，施工中同简易钻机相配合，由简易钻机取走淤泥和粘土部分；冲击钻孔再接力施工基岩部份，高压水泵吸走桩尖沉渣。从现场情况和桩基动测报告上来看，上述基础处理相当成功，一类基础抗拔实验满足规范要求，第二类人工挖孔桩由于是用振捣器振捣，桩身质量也没有问题，第三类，桩基在有一根在桩顶以下6类处小应变动测发现，桩径有变，后来开挖以后发现是扩颈。全部端承桩，一柱一桩的采用也加快了施工时度，冲击成孔的工艺也解决了山边坡积土中含有孤石，滚石等地质不利条件带来桩基施工困难的问题。三、中心下沉底板抗浮岩层锚杆的设计

5、由于贝壳砂砾层的透水性使得下沉式底板抗浮的问题显得更加突出。需抗浮的底板范围直径约68米。经过多种方案以比较，结合底板以上地面铺装和绿化植被的要求，和中等风化基岩的埋深情况，决定采用上压下拉的方案来解决抗浮问题。上压即把结构底板下降0.6米上面覆土，这样做有两个好处，一、0.6米正好是中心喷泉的深度，将来底板不用再局部下降，破坏结构的完整性。0.6米的厚度，其它部份覆土回填，也利于上部绿化植坡的种植成活，同时也避免了大面积结构层在夏日上暴晒，覆土起了保温隔热作用。第二覆土也抵消了部份地下水浮力。下拉是指用岩层锚杆抵抗剩下部份的浮力，据由铁道科学院在岩层拉拔实验中表明，当采用热扎螺纹钢

6、筋作为拉杆时，在完整硬质岩层的锚孔中其应力传递深度不超过2m，影响岩层锚杆抗拔力的主要因素是砂浆的握固能力。当岩层锚固深度为0.5m时，钢筋能从砂浆中拔出，但当锚固长度为1~4m时，试验证明各根拉杆均达到钢筋屈服强度。而锚固段未发生破坏，从岩层传递深度2m以及上述结果，说明一般钢拉杆在完整硬质岩层中的锚固深度只要超过2m就已足够。但在使用中，为了保证岩层锚杆的可靠性，还必须事先判明锚固区的岩体有无塌方滑坡的可能。并需防止个别坡节理分割的岩块承受拉力后发生松动。考虑上述诸多因素和计算之后，岩层锚杆设计如下：材料：砂浆采用M40，525普通硅酸盐水泥，中砂，另加三乙醇胺（水泥重量0.03

7、%）提高早期强度，加膨胀剂增加砂浆握固力。锚拉杆件采用热轧三级变形钢筋。25Mnsi，屈服点抗拉强度（0.38/0.58(KN/mm2)），钢筋直径32，帮焊条采用T-55电焊条，帮焊长度按《钢筋混凝土工程施工及验收规范GBJ10-65》钢筋焊接技术要求。设计要求：采用潜孔钻机成孔，泥浆护壁，在贝壳砂砾层加跟套管护壁，孔径Φ130，锚杆进入中等风化基岩3~4米，两种杆长间隔布置，防止群锚效应，按冶金部《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97中的永久性锚杆