建筑设计素材：广州新白云国际机场航站楼结构设计

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3、嵌岩桩设计

嵌岩端承桩是穿过土洞、溶洞及溶沟槽，桩嵌入微风化岩层。嵌岩桩的主要优点是：桩嵌入微风化岩层，受力 可靠，沉降小，受其他因素影响小。场地微风化岩层埋深一般为30米左右，岩层埋藏不深对嵌岩桩的施工有利 场区内岩溶大部分是岩溶裂缝以及高度小于1米的溶洞，连同的大溶洞不多，施工嵌岩混凝土灌注桩是可行的。 航站楼的主体结构决定采用嵌岩端承桩。在本工程，灌注桩的混凝土浇注并无太大问题，主要的困难是如何确 定桩终孔标高及如何穿越土洞、溶洞、溶沟槽。桩终孔标高由地质勘察孔、超前钻孔以及施工验孔决定。Φ14 00桩每桩做3孔超前钻，Φ1200及Φ1000桩每桩做2孔超前钻，Φ800及Φ600桩每桩做1孔超前钻或利用原有的地 质勘察孔，超前钻入岩6~9米，以确保桩底完全基岩厚度≥3d，若超前钻于是时的实际情况有较大差异，则在桩 施工时再做验孔检查。当灌注桩穿越土洞时，可抛填泥块或袋袋粘土填充土洞。当桩遭遇溶洞或溶沟槽时，在 抛填泥块的同时掺抛片石填充溶洞，若土洞或溶洞的高度较大，可采用钢护筒。钢护筒造价高，要求施工精确 在实际中应用不多。若岩面倾斜，可反复修孔、纠正无效再用抛填掺石块或片石的粘土处理。如遇塌孔，回填 粘土，加大泥浆比重，反复冲击造壁后，继续冲孔。桩孔附近常备200M3以上的泥浆及50M3以上的粘土泥块、石 块、片石，松散粘土用袋装好，以备应急救险使用。嵌岩桩全截面入岩1米，无遇到岩溶时，一根Φ1200桩工期 约为10天，其中入岩段需要3~4天，遇到岩溶或岩面倾斜，一根桩的工期约为一个月，遇到复杂的岩溶，一根桩 相对浅基础来说。深基础的工期长，施工困难。除施工原因外，影响嵌岩桩质量的不利因素是：

（1）桩端持力层范围内若存在洞顶厚度不大，又未被发现的小溶洞，会对桩基础的安全构成潜在的威胁。

（2）桩端持力层范围内的岩溶裂缝发育，岩石破碎，降低了持力层的岩石质量。

（3）场区内存在溶沟、溶槽、石柱、石墩、落水洞的边壁，这些边壁的高度一般为10~20米，有的在桩侧形成临 空面，影响桩的稳定性。

我们响应的设计措施是：（1）控制嵌岩桩的轴力本工程嵌岩桩的实际受力约为 桩承载力的70%。由于场地内竖向发育的溶蚀裂隙分布复杂，尽管进行了多次工程勘察，桩基施工中又采取 了多项有效措施，但仍有溶蚀裂隙和细小溶洞未被发现，在桩基抽芯检测时又被揭露。航站楼主楼冲孔灌 注桩的抽芯率达到13%，抽芯的桩有4%发现有溶蚀裂隙，岩芯呈半边溶蚀或者裂隙中可见溶痕、溶蚀或者裂 隙中可见溶痕、溶蚀现象，在一定程度上破坏了岩体完整性，使其整体的力学强度降低。溶洞、溶蚀裂隙 中有流动的地下水，溶蚀作用将使溶洞、裂隙的规模扩大，岩体进一步受损害。据推算，在100年内，石灰 岩的溶洞、溶蚀裂隙将在现有的规模上扩大约30~60MM，虽然此时溶洞、溶蚀裂隙侧壁的岩体不会因桩端施 压而破坏，但其整体力学强度有所降低。对这些在抽芯中发现的桩底持力层有缺陷的桩都做了静载试压， 静载试压合格周再加压注浆补强。考虑到种种的不利因素，桩的承载力留有较大富裕量是必要的。（2） 按建筑物的重要性及柱轴力的大小，我们采用了不同基础形式。主楼的屋盖结构是76米跨度的空间桁架， 地面以下有一层或而层地下室（地铁站），主楼柱的最大轴力为25000KN，主楼采用的是嵌岩桩--筏板基础 筏板厚1.4米及1.6米，采用后张有粘结预应力混凝土结构，底下室的挡土结构为钢筋混凝土地下连续墙。 航站楼的两翼，包括动西连接楼及东西指廊，屋盖为24~35米跨度的钢桁架，楼盖为18米及12米柱网的混凝 土结构，无地下室，最大轴力的柱为15000KN，采用嵌岩桩基础。航站楼的地面比原土面搞2~3米，地面结构 地下通道结构采用静压管桩基础。桩--筏基础的安全等级最好，嵌岩桩基础次之，摩擦桩的安全等级较低 （3）非桩- -筏基础的嵌岩桩，若发现桩侧形成较高的临空面，桩侧注浆，提高桩的稳定性。

4、航站楼桩基础工程简介

主楼最大的箱形柱截面为2500×4500mm，轴力为2500KN，柱下布置4根嵌岩桩，其余柱分别为单柱及双柱。两 翼连接楼中柱的轴力为15000KN，为3根嵌岩桩的基础，其余柱为单桩及双桩基础，指廊柱为单桩及双桩基础 嵌岩桩曾考虑过采用带钢护筒及硬合金钻头的干式成孔钻孔桩，后因国内这类桩机的数量太少而改为湿式成 孔泥浆护壁反循环冲孔灌注桩。航站楼工程冲孔数量约为2000根，桩混凝土量约为4万M3；静压管桩数量约30 00根，两类桩的总长度为140千米，平均每根桩长度为28米，Φ1200桩承载力为10000KN实际应用时约为7000K N。静压管桩的承载力为600~1000KN。桩基础工程的施工工期从2000.5~2001.3，共约10个月。本工程岩面最 陡的一根桩Φ1400冲孔桩一侧入岩21米，另一侧入岩1米，岩面倾角为86o。施工最困难的一根桩，耗时96天 施工时冲锤被溶洞卡死，钢丝绳拉断，不得已的情况下派潜水员下桩底放炸药爆破，多次作业后才将冲锤取出。 相对桩来说，地下连续墙的施工要顺利得多，地下连续墙的主要功能是挡土及挡水，连续墙也承重及抗浮， 连续墙入微风化石灰岩500MM，无对墙底岩体完整性提出要求，连续墙围封后，降水顺利，效果很好。

5、航站楼桩基础工程检测简介

桩基础的质量检测分别为静载实验、抽芯、动测、超声波检测、桩混凝土试压等5种。

主楼冲孔桩共447根，静压管桩共681根。静载试压共进行4根，占冲孔桩总数的1.9%，4根静载试验桩的承载力 全部合格。抽芯桩59根，占冲孔桩总数的13%，抽芯桩的桩身混凝土全部合格。冲孔桩动测351根，占冲孔桩的 78.5%，检测桩全部合格。其中I类桩占76.35%。超声波检测38根，占Φ1200及Φ1400桩总数的18.7%，全部合格 其中I类桩占94.74%。桩混凝土试压447组，全部合格，平均强度44.76%Mpa。主楼 冲孔桩的检测率为100%，每一根桩都经过静载、或者抽芯、或者动测、或者超声波检测。静压桩动测76根，占 全部静压桩总述的11.2%全部合格，其中I类桩占88.76%。两翼桩的检测密度少于主楼，检测全部合格。从检测 结果看，桩的质量良好。

三、 混凝土结构设计

1、 混凝土结构工程概况

主航站楼长325M，宽235M，地下局部2层，柱网18M×18M，建筑面积约14万M2，地下部分地下部分不分缝，混凝 土结构的最大长度325M，地面以上用三道伸缩缝把主楼混凝土平面分成6个结构单元，混凝土结构的最大长度为 96M。东西连接楼每翼各位450M×62M，地上

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