廈門(mén)地下空間開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃與巖土工程研究.pdf

1、本文分析了城市產(chǎn)生對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)需求的客觀條件，認(rèn)為城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用不是孤立的或偶然的現(xiàn)象，而是城市發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，受城市發(fā)展的客觀規(guī)律所支配，同時(shí)也受到世界政治、經(jīng)濟(jì)、軍事形勢(shì)變化，以及各國(guó)地理位置、經(jīng)濟(jì)條件上的差異的影響。通過(guò)分析提出：廈門(mén)市在經(jīng)濟(jì)實(shí)力上和綜合實(shí)力上，已具備了較大規(guī)模開(kāi)發(fā)地下空間的條件。
　　 通過(guò)對(duì)廈門(mén)市開(kāi)發(fā)利用地下空間的條件和實(shí)力的分析，提出：廈門(mén)市經(jīng)濟(jì)總量還較小、地下空間的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)還不

2、夠豐富，地下空間的開(kāi)發(fā)利用應(yīng)采用試點(diǎn)先行，以點(diǎn)帶面，逐步推進(jìn)的策略。
　　 文中分析了工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和豎向?qū)哟挝恢脤?duì)廈門(mén)地下空間工程適宜性的影響，并在此基礎(chǔ)上，采用多因素權(quán)重指標(biāo)函數(shù)法的地下空間工程難度評(píng)估模型，對(duì)廈門(mén)地下空間工程適宜性進(jìn)行了等級(jí)劃分。通過(guò)評(píng)估可知，廈門(mén)淺層地下空間工程適宜性比較好；次淺層工程適宜性比較差。分析和評(píng)估結(jié)果供廈門(mén)地下空間開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃和城市建設(shè)參考。
　　 根據(jù)廈門(mén)市城市具體的特點(diǎn)

3、和采用分類估算總和法估算地下空間需求量。在地下空間工程適宜性分析和地下空間需求情況的基礎(chǔ)上，提出廈門(mén)市地下空間開(kāi)發(fā)利用的指導(dǎo)思想、原則、發(fā)展戰(zhàn)略以及2020年和2050年達(dá)到的目標(biāo)，在平面結(jié)構(gòu)布局上，提出“一心四軸、十二個(gè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用地區(qū)”的地下空間網(wǎng)絡(luò)體系。
　　 基于日本、英國(guó)、美國(guó)、芬蘭和上海、深圳等國(guó)內(nèi)外關(guān)于地下空間開(kāi)發(fā)利用政策法規(guī)建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)和廈門(mén)市地下空間開(kāi)發(fā)利用政策法規(guī)建設(shè)的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，研究提出廈門(mén)市地下空間

4、開(kāi)發(fā)利用政策法規(guī)建設(shè)的指導(dǎo)思想、基本思路、基本體系，并對(duì)政策法規(guī)建設(shè)程序提出了建議。
　　 進(jìn)行廈門(mén)地下空間環(huán)境巖土工程分析和研究，為廈門(mén)地下空間開(kāi)發(fā)利用奠定良好的基礎(chǔ)。取得如下成果：
　　 基于廈門(mén)市20多年來(lái)地下工程建設(shè)和廈門(mén)地下空間開(kāi)發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。歸納總結(jié)出適合在廈門(mén)地區(qū)應(yīng)用的地下空間支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其計(jì)算方法。
　　 首次對(duì)廈門(mén)地區(qū)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的強(qiáng)度與變形特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得了強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層的強(qiáng)度和變

5、形指標(biāo)與常規(guī)勘探使用的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)的對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式，得出強(qiáng)風(fēng)化花崗巖承載力特征值fa均大于600kPa，較過(guò)去提供的經(jīng)驗(yàn)值提高約20％以上；但變形模量則沒(méi)有想象那么高，過(guò)去提供的變形模量均大于50MPa，載荷試驗(yàn)結(jié)果表明其變形模量一般在30～50MPa之間。該成果獲得對(duì)工程設(shè)計(jì)將產(chǎn)生重要影響。
　　 花崗巖殘積土的強(qiáng)度和變形特征，歷來(lái)是廈門(mén)市天然地基土試驗(yàn)重點(diǎn)，以往的研究多注重理論的提升，和生產(chǎn)單位的工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，本次研究

6、是通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試的系統(tǒng)試驗(yàn)研究，建立了強(qiáng)度和變形指標(biāo)與常規(guī)勘探使用的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)的對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式，得出的變形模量范圍為E0=(1.4～2.5)N，平均值為E0=1.8N；承載力范圍為fak=120+(8～36)N，平均值為fak=120+16N。用承載力特征值與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)間的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的地基承載力同過(guò)去福建和深圳兩地的規(guī)范查表得出數(shù)值較接近，但變形模量明顯低于深圳地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式。因此在廈門(mén)地區(qū)高層建筑以殘積土為地

7、基持力層的地基變形驗(yàn)算，應(yīng)引起特別注意。
　　 工程實(shí)踐的檢驗(yàn)方面，利用廈門(mén)地區(qū)花崗巖殘積土的強(qiáng)度和變形特征研究成果對(duì)廈門(mén)藍(lán)灣國(guó)際工程進(jìn)行檢驗(yàn)。廈門(mén)藍(lán)灣國(guó)際工程地基土中孤石較多，基坑開(kāi)挖后出露地基土為花崗巖殘積土，直接采用天然地基，其承載力略顯不足，滿足上部高層結(jié)構(gòu)荷載要求，需要擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，更主要的是變形無(wú)法滿足規(guī)范要求。作者在工程設(shè)計(jì)階段建議采用人工挖孔樁廣義復(fù)合樁基方案（即疏樁地基方案），將地下室底板和樁端持力層落在殘積

8、砂質(zhì)粘性土層。目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例采用殘積土作為30余層建筑復(fù)合地基持力層。為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地基的變形，對(duì)藍(lán)灣國(guó)際地基土-花崗巖殘積土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)，結(jié)合廈門(mén)地區(qū)花崗巖殘積土的強(qiáng)度和變形特征研究成果采用復(fù)合樁基沉降計(jì)算簡(jiǎn)化應(yīng)力調(diào)整法和有限元數(shù)值分析法，對(duì)該工程的五棟高層建筑進(jìn)行沉降計(jì)算，通過(guò)兩種方法計(jì)算的結(jié)果，得出建筑地基的沉降變形特征能符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，為該工程地基基礎(chǔ)方案的確定提供有力證據(jù)。為驗(yàn)證預(yù)測(cè)的結(jié)果，在此工程中布置

9、了大量的沉降及地基應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將所得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用雙曲線擬合來(lái)推求最終平均沉降量，達(dá)到了預(yù)期的要求。
　　 藍(lán)灣國(guó)際工程若采用樁基方案，需大直徑沉管灌注樁1600余根，廣義復(fù)合樁基方案.布置的人工挖孔樁，樁徑1m，樁長(zhǎng)15m,5幢高層建筑共布置人工挖孔樁318根，較樁基方案樁數(shù)少得多，樁長(zhǎng)也都比較短。設(shè)計(jì)階段按整個(gè)廣義復(fù)合基礎(chǔ)考慮，地基土分擔(dān)60％的建筑荷載，.另外40％的建筑荷載由樁基承擔(dān)，樁頂設(shè)置變形調(diào)節(jié)器。樁基主要起到控制建

10、筑物總沉降以及差異沉降作用，另外還作為建筑物的安全儲(chǔ)備。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，復(fù)合地基承載力滿足上部結(jié)構(gòu)荷載要求。樁頂設(shè)置變形調(diào)節(jié)器，在建筑物施工過(guò)程中，當(dāng)上部結(jié)果荷載達(dá)地基承載力特征值80～90％，此時(shí)樁頂變形調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用，建筑物荷載剩余部分將分配給樁基來(lái)承擔(dān)。
　　 以上項(xiàng)目研究成果為該工程的基礎(chǔ)節(jié)省工程費(fèi)用1600余萬(wàn)元，同時(shí)為廈門(mén)乃至國(guó)內(nèi)外類似地質(zhì)條件下，采用該類型的基礎(chǔ)方案指明方向。具有明顯的社會(huì)效益，也取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效果，