2024年4月4日发(作者：oppo最新款手机2022)

２０１１年第０９期　

总第１５９期　

福　建　建　筑　

Ｎｏ０９・２Ｏ１１　

Ｆｕｊｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　

ＶＯ１・１５９　

福清融商大厦超高层建筑基础设计　

吴步峰　

（福建省集泰建筑设计有限公司

摘

福建福州３５００１１）　

要：本文介绍福清融商大厦超高层建筑的基础设计，通过几种基础方案的对比，提出了框架一核心筒结构的基础设计思路及　

基础设计桩端后注浆　

文献标识码：Ｂ　文章编号：１０Ｏ４—６１３５（２０１１）Ｏ９—００４７－－０３　

优化结果。　

关键词：超高层

中图分类号：ＴＵ４７３．１　

Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｆｕｑｉｎｇ　Ｒｏｎｇｓｈａｎｇ　ｅｘｔｒａ－－ｈｉｇｈ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　

Ｗｕ　Ｂｕｆｅｎｇ　

（Ｆｕｊ　Ｊａｎ　Ｊｉｔａｉ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａ１　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏ．。ｌｔｄ　Ｆｕｚｈｏｕ　３５００１１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｆｕｑｉｎｇ　Ｒｏｓｈａｎｇ　Ｅｘｔｒａ－－ｈｉｇｈ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｂｙ　ｃｏｍｐａ　

ｒｉｎｇ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａｓ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｘｔｒａ－－ｈｉｇｈ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｐｉｌｅ－－ｅｎｄ　Ｐｏｓｔ－－Ｇｒｏｕｔｉｎｇ　

１工程概况　

本项目位于福清市音西街道，基地东西长约１７５．７Ｏ～　

１７８．５７ｍ，南北长约１１１．３４～１１２．２４ｍ。地上共３４层，建筑面　

积：１３０７３６ｒｎ２，地下２层建筑面积：３１２５６ｒｎ２。一～四层为商业　

配套及会议室，层高分别为５ｍ，４．５ｍ，４．５ｍ，４．５ｍ；五～三十四层　

本质量等级为Ｖ级。本层分布于ｌ１个钻探孔，其余地段缺失，　

层厚１．５Ｏ～７．１Ｏｍ，层顶埋深４．５Ｏ～６．３０ｍ，层顶标高１２．Ｏ４　

～

１３．８２ｍ。勘探过程中未发现临空面、洞穴、软弱夹层等不良　

⑤强风化炭质泥岩Ｉ：灰黑色，泥质结构，层状构造明显，　

地质作用。　

为办公楼，层高为３．７ｍ，其中５、２０层设两个避难层，层高为　

３．８ｍ。室外地面到主要屋面高度为１２９．９５ｍ，屋面以上尚有　

２Ｏ．３ｍ高的构架层。　

炭泥质碎屑成分，岩芯呈砂土状夹碎裂散体状，手捏可散，具可　

软化性和崩解性，属软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质　

量等级为Ｖ级。本层在２２个钻探孔缺失，其余地段均有分　

布，层厚１．９０～１５．１Ｏｍ，层顶埋深４．７Ｏ～９．８０ｍ，层顶标高　

８．４４￣１３．６６ｍ。勘探过程中未发现临空面、洞穴、软弱夹层等　

不良地质作用。该层在ＺＫ９（深度１１．２０～１４．１０ｍ）、ＺＫ１５（深　

２场地地质简介　

根据本工程勘察报告ｌ３］，钻探控制深度范围内地基土自上　

而下可划分为九层，各岩土层具体特征描述如下：　

①杂填土（Ｑ　）：杂色，主要由粘性土、碎卵石、砖块及建筑　

垃圾等组成，堆填年限约五年。层厚０．３Ｏ～２．１Ｏｍ。　

②粉质粘土（ＱＩ）：灰黄色、褐黄色、浅黄色，可塑一硬塑，稍湿　

一

度１７．６０￣２０．３Ｏｍ）￣Ｌ夹孤石（中风化凝灰岩：青灰色，岩芯呈　

短柱状和柱状，主要矿物成分为石英、长石及暗色矿物等）。　

⑥强风化凝灰岩Ⅱ（Ｊ３ｎ）：灰黄色、褐黄色、浅灰色、深灰色，凝　

灰结构、碎块状构造，主要矿物成份为石英、长石等，岩芯呈碎块状　

夹短柱状，风化裂隙发育，裂隙大多为铁锰质所充填，锤击易碎，为　

湿，主要为粘性土，含砾石约１０￣１５　，层厚为０．３０～３．２０ｍ。　

③卵石（　）：灰黄色、浅黄色、青灰色，饱和，稍密一密　

实。卵石粒径２～７ｃｍ不等，个别可达１６ｃｍ，含量５８．６　～　

７５．１　，砾石含量３．７　～１５．７　，磨圆度较好，呈亚圆状，母　

岩成份为火山岩，风化程度为中风化。孔隙为砂和粘性土充　

填，含量约１Ｏ　～２Ｏ　。本层分布于整个场地，层厚２．７Ｏ～　

８．１０ｍ，层顶埋深０．ＯＯ～３．２０ｍ。　

软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ｖ级。本层分　

布于ｌ１个钻探孔，其余地段缺失，层厚０．７Ｏ～７．３０ｍ，层顶埋深　

５．３０￣２８．２０ｍ，层顶标高一９．４９～１３．１３ｍ。勘探过程中未发现临　

空面、洞穴、软弱夹层等不良地质作用。　

⑦强风化炭质泥岩Ⅱ：灰黑色，泥质结构，层状构造明显，　

炭泥质碎屑成分，岩芯呈碎块状夹短柱状，节理、裂隙发育，岩　

体被切割成碎块，锤击声哑，无回弹，有凹陷，易击碎，属软岩，　

④强风化凝灰岩工（Ｊ。ｎ）：灰黄色、黄褐色，凝灰结构、散体　

状构造，主要矿物成份为石英、长石等，岩芯呈砂土状、碎裂散　

体状，风化裂隙很发育，裂隙大多为铁锰质所充填，手捏可散，　

具可软化性和崩解性，为软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基　

岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ｖ级。本层分　

布于整个场地，层厚３．５０￣２８．５０ｍ，层顶埋深４．８Ｏ～３１．５０ｍ，　

层顶标高一１２．７９～１３．７１ｍ。勘探过程中未发现临空面、洞　

＿　作收者稿简日介期：吴程２０步师１峰－。　０，男６—，２１９０　７６年７月出生，本科，结构专业，工　

穴、软弱夹层等不良地质作用。　

⑧中风化凝灰岩（Ｊ。ｎ）：青灰色、灰紫色、灰绿色，凝灰岩结　

构，块状构造，主要成分为长石、石英等，裂隙较发育，裂隙面见　

铁质浸染，锤击声脆，弹手，不易击碎。岩芯呈短柱状夹柱状，　

２０１１年Ｏ９期总第１５９期　吴步峰・福清融商大厦超高层建筑基础设计　・４８・　

ＲＱＤ值为４Ｏ～５Ｏ　，为较硬岩——坚硬岩，属较破碎——较　

完整岩，岩体基本质量等级为Ⅲ一Ⅳ。本层仅在局部钻探孔揭　

露，最大揭露厚度为１７．３０ｍ，层顶埋深为１６．７Ｏ～２４．３０ｍ，层　

锤击声较清脆，有回弹，震手，不易击碎，完整程度为较破　

碎——较完整，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，ＲＱＤ值　

为４Ｏ～５０，本层局部３个钻探孔未揭露，其余地段均有揭露，　

最大揭露厚度１５．９０ｍ。层顶埋深１Ｏ．９Ｏ～４４．７０ｍ，层顶标高　

－

顶高程为一５．５５～１．６７ｍ。勘探过程中未发现基岩内有临空　

面、洞穴、软弱夹层等不良地质作用。根据室内试验饱和极限　

抗压强度平均值为６９．５ＭＰａ，标准值为５１．１ＭＰａ。　

⑨中风化炭质泥岩：灰黑色、黑色，泥质结构，层状构造明　

显，炭泥质碎屑成分，岩芯呈短柱状夹碎块状，节理、裂隙发育，　

２６．２４～７．６０ｍ。勘探过程中未发现临空面、洞穴、软弱夹层　

等不良地质作用。根据室内试验饱和极限抗压强度平均值为　

２５．７ＭＰａ，标准值为１６．３ＭＰａ。　

岩土工程指标见表１、表２：　

表１岩土层参数表　

∞　∞　印　加　ｍ　

∞　加　∞　∞　

Ｏ　

●　

ｌ　

８　

①杂填土　

②粉质粘土　

③卵石　

④强风化凝灰岩Ｉ　

欠固结　

欠固结　

Ｏ　

●　

Ｏ　

●　

Ｏ　

●　

Ｏ　

■　

Ｏ　

●　

０　

●　

Ｏ　

●　

Ｏ

４

●

⑤强风化炭质泥岩Ｉ　

８　７　５　６　６　５　５　

Ｏ　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　０　５

⑥强风化凝灰岩Ⅱ　

⑦强风化炭质泥岩Ⅱ　

⑧中风化凝灰岩　

⑨中风化炭质泥岩　

５０００　６０００　

３５００　

４０００　

９０００　

１００００　

４５００　５５００　

３０００　３５００　

９０００－　１００００　

６０００　

７０００　

７０００　

８０００　

注：ｑ　为桩的极限侧阻力标准值；ｑｐｋ为桩的极限端阻力标准值；℃ｎ：负摩阻力系数；桩基设计参数根据岩土层的埋藏浅取小值；埋藏深取大值。　

３　上部结构简介　

主塔共两座，系３４层框架一核心筒结构，核心筒尺寸为　

１８．８ｍ＊１６．２ｍ，外框柱轴线尺寸为３９ｍ＊３９ｍ，通过１６道主　

面标高为一９．２，地下室底板大部分落于④强风化凝灰岩Ｉ或　

⑤强风化炭质泥岩Ｉ，局部落于⑥强风化凝灰岩Ⅱ，承载力特　

征值为３００￣５５０ｋＰａ。　

框架梁与筒体相连；裙房为４层框架结构，柱网间距８．４ｍ～

个塔楼及Ｂ、Ｄ两个裙房。　

４．１主楼部分：主塔楼核心筒部分合计轴力达到５Ｏ７，０００ｋＮ，外　

主楼范围内平均基地反力达到６３０ｋＰａ，直接持力层承载力不　

９．１ｍ；在地下室顶板以上，均设置变形缝将结构划分为Ａ、Ｃ两　框柱单柱轴力达到３３３００￣３８８００ｋＮ（以上均为标准组合），在　

４　基础形式分析　

最高水位暨抗浮设计水位为（黄海）１９．Ｏ０ｍ，二层地下室底板　

足且不均匀，采用天然地基不能满足承载力要求，按勘察报告　

孔灌注桩具有穿透能力强，适用地层范围广等优点，同时也存　

在沉渣、缩径等成桩缺陷及造价相对较高等缺点。人工挖孔桩　

本工程±ｏ．Ｏ０标高相当于绝对标高（黄海）１９．８２ｍ，历史　建议采用桩基础，可选人工挖孔桩和冲（钻）孔灌注桩。冲（钻）　

２０１１年Ｏ９期总第１５９期　吴步峰・福清融商大厦超高层建筑基础设计　

为限制使用类桩型，但由于其单桩承载力高，桩端持力层较为　

势。在本工程中持力层若选择于中风化则大部分桩长将超过　

经过ＪＣＣＡＤ计算３种方案分别取纯地下室局部８．４ｍ＊　

０　３　６　９　２　５　

直观及成桩质量较好等优点，在实际工程中仍然有其明显的优　

８．４ｍ标准跨分析如表３：　

表３三种地基方案材料用量和造价分析表　

１５ｍ，根据闽建建［２００６］３８号《福建省建设厅关于深化建筑安　

全生产专项整治淘汰限制使用竹脚手架、井字架、人工挖孔桩　

等落后施工设备和工艺的实施意见》，采用人工挖孔桩时桩长　

不得超过１５ｍ。经过多方论证，并取得邻近类似场地静载试验　

数据的前提下，本工程选用了人工挖孔桩，基础持力层选择于　

（６）强风化凝灰岩Ⅱ或（７）强风化炭质泥岩Ⅱ，桩端极限承载力　

特征值为３５００ｋＰａ。由于墙柱竖向荷载较大，为了提高桩端承　

筏基　

形式　

截面参数　

（ｍｍ）　

载力，减少挖孔桩尺寸，本工程采用桩端后注浆技术进行持力　

层加强。根据建筑桩基技术规范（ＪＧＪ９４—２００８）＿２Ｊ。　

Ｑ女一（　＋（　＋Ｑ珈一“∑ｑ　ｚ，＋“∑　ｑ　ｚ　＋　ｑ　Ａｐ（５．３．１０）　

其中Ｊ３ｐ为后注浆端阻力增强系数，根据文献［２］表　

５．３．１０，强风化岩取２．Ｏ～２．４，挖孔桩再乘以折减系数０．８，故　

取ｐＰ一１．４，即桩端极限承载力特征值通过桩端后注浆技术由　

３５００ｋＰａ提高至４９００ｋＰａ。在降水到位及基坑开挖后进行人工　

挖孔，控制桩长在１５ｍ以内。设计时参照的临近场地工程桩　

静载试验Ｑ—Ｓ曲线（见图１）：　

图１　Ｑ—ｓ曲线图　

由上图可见，经过桩端后注浆技术处理后的强风化岩层，　

在达到单桩极限承载力的情况下沉降量仍然较小，后注浆处理　

的效果非常显著。　

经计算，本工程核心筒下布置１３２根桩径８００ｒ

一一一一　

ａｍ扩大头　

直径２０００ｒａｍ、单桩承载力特征值为５５００ｋＮ的人工挖孔桩（后　

注浆），桩筏厚度为３０００ｍｍ。外框柱下布置桩径１２００ｍｍ扩　

大头直径３０００ｍｍ、单桩承载力特征值为ｌｌ０００ｋＮ的人工挖孔　

桩（后注浆）四桩及多桩条形承台，承台厚２５００ｍｍ。柱下承台　

与核心筒下桩筏之间采用１２００ｍｍ厚的筏板进行过渡连接，以　

保持框架一核心筒结构基础刚度的合理分布。　

４．２裙楼及纯地下室部分　

本工程裙楼为地上４层，地下２层，基底平均反力在１２Ｏ～　

１５０ｋＰａ左右，纯地下室部分基底平均反力在７Ｏ～１００ｋＰａ左　

右，地下水水头为８．９ｍ。此部分若采用桩基或柱下独立基础，　

则抗浮底板需承担８９ｋＰａ的水浮力，而筏板基础因其受“面载”　

反力的特点使得由抗浮增加的额外造价要大大低于前二者，故　

较为经济合理。而纯地下室抗浮承载力不足的问题则采用均　

布抗浮锚杆的方式进行解决。筏板基础有几种形式可供选择：　

（１）梁板式筏基（２）平板式筏基（３）变厚度平板式筏基。　

从上表可见，梁板式筏基由于施工相对不便、综合造价较　

高等因素，在实际工程中（尤其柱网较大时）不建议采用。变厚　

度平板式筏基可以做到“集中优势兵力”，在柱下１／４跨度范围　

内进行局部加厚筏板，减小其他部位的混凝土厚度及由最小配　

筋率决定的配筋值，相对于等厚度平板式筏板更具有经济合理　

的优势。　

４．３桩筏与筏基的连接　

由于主楼采用桩基础，持力层为（６）强风化凝灰岩Ⅱ或（７）　

强风化炭质泥岩Ⅱ，并进行压力注浆，而裙房及纯地下室采用　

筏板基础，持力层为（４）强风化凝灰岩Ｉ或（５）强风化碳质泥岩　

Ｉ，因此必须严格控制二者的沉降差。本工程到考虑地下室使　

用及防水要求等因素，地下室未设缝，故选择在主楼外圈设置　

一

道沉降后浇带，以部分地消除不均匀沉降的不利影响，从布　

置后浇带后的ＪＣＣＡＤ计算结果看，主楼核心筒、外框柱与地下　

室的最大沉降量分别为２０．９ｍｍ、３１．２ｍｍ及６．３ｍｍ，相邻柱　

网的沉降差满足建筑地基基础设计规范¨ｌ　要求。　

５小结　

通过以上的比较分析，总结出以下的几点，供同行探讨及　

参考：　

（１）根据勘察报告比较选择合理的基础形式，在满足地基　

承载力及变形的条件下，宜优先考虑采用天然地基。　

（２）在水浮力较大的情况下，例如两层或多层地下式，选择　

合理的抗浮形式对结构的经济技术指标有着较大影响。变厚　

度筏板＋均布抗浮锚杆的形式在某些情况下较柱下抗拔桩有　

着较大的优势。　

（３）本工程主楼为桩基础，裙房及地下室为筏板基础，采用　

沉降后浇带来调节二者间的不均匀沉降。在沉降后浇带封闭　

后，二者是否能有效的协同工作，还有待进一步实践验证。　

参考文献　

［－１］ＧＢ　５０００７－－２００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］．　

［２］ＪＧＪ　９４—２００８，建筑桩基技术规范Ｉｓ］．　

［３］中闽（福清）勘察设计有限公司．福清商会大厦岩土工程勘察　

报告（７２程编号：ＲＫ－－２ｏ１００５２）［ｚ］．　

［４］朱炳寅，娄宇，杨琦．建筑地基基础设计方法及实例分析［Ｍ］．　

北京：中国建筑工业出版社，２００７．１．　

［５］张忠苗等．灌注桩后注浆技术及工程应用［Ｍ］．北京：中国建筑　

工、Ｉ　出版社，２００９．９．