廈門地下空間開發(fā)利用規(guī)劃與巖土工程研究.pdf

1、本文分析了城市產(chǎn)生對地下空間開發(fā)需求的客觀條件，認為城市地下空間的開發(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，同時也受到世界政治、經(jīng)濟、軍事形勢變化，以及各國地理位置、經(jīng)濟條件上的差異的影響。通過分析提出：廈門市在經(jīng)濟實力上和綜合實力上，已具備了較大規(guī)模開發(fā)地下空間的條件。
　　 通過對廈門市開發(fā)利用地下空間的條件和實力的分析，提出：廈門市經(jīng)濟總量還較小、地下空間的設(shè)計、施工經(jīng)驗還不

2、夠豐富，地下空間的開發(fā)利用應(yīng)采用試點先行，以點帶面，逐步推進的策略。
　　 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B門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估模型，對廈門地下空間工程適宜性進行了等級劃分。通過評估可知，廈門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。分析和評估結(jié)果供廈門地下空間開發(fā)利用規(guī)劃和城市建設(shè)參考。
　　 根據(jù)廈門市城市具體的特點

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，提出廈門市地下空間開發(fā)利用的指導(dǎo)思想、原則、發(fā)展戰(zhàn)略以及2020年和2050年達到的目標(biāo)，在平面結(jié)構(gòu)布局上，提出“一心四軸、十二個重點開發(fā)利用地區(qū)”的地下空間網(wǎng)絡(luò)體系。
　　 基于日本、英國、美國、芬蘭和上海、深圳等國內(nèi)外關(guān)于地下空間開發(fā)利用政策法規(guī)建設(shè)方面的經(jīng)驗和廈門市地下空間開發(fā)利用政策法規(guī)建設(shè)的現(xiàn)狀和存在問題，研究提出廈門市地下空間

4、開發(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，并對政策法規(guī)建設(shè)程序提出了建議。
　　 進行廈門地下空間環(huán)境巖土工程分析和研究，為廈門地下空間開發(fā)利用奠定良好的基礎(chǔ)。取得如下成果：
　　 基于廈門市20多年來地下工程建設(shè)和廈門地下空間開發(fā)中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。歸納總結(jié)出適合在廈門地區(qū)應(yīng)用的地下空間支護結(jié)構(gòu)類型及其計算方法。
　　 首次對廈門地區(qū)強風(fēng)化花崗巖的強度與變形特征進行系統(tǒng)研究，取得了強風(fēng)化花崗巖層的強度和變

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

6、是通過大量的現(xiàn)場原位測試的系統(tǒng)試驗研究，建立了強度和變形指標(biāo)與常規(guī)勘探使用的標(biāo)準貫入試驗擊數(shù)的對應(yīng)的經(jīng)驗公式，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)準貫入試驗實測擊數(shù)間的經(jīng)驗公式計算的地基承載力同過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)驗公式。因此在廈門地區(qū)高層建筑以殘積土為地

7、基持力層的地基變形驗算，應(yīng)引起特別注意。
　　 工程實踐的檢驗方面，利用廈門地區(qū)花崗巖殘積土的強度和變形特征研究成果對廈門藍灣國際工程進行檢驗。廈門藍灣國際工程地基土中孤石較多，基坑開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，需要擴大基礎(chǔ)底面積，更主要的是變形無法滿足規(guī)范要求。作者在工程設(shè)計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。目前國內(nèi)外尚無先例采用殘積土作為30余層建筑復(fù)合地基持力層。為準確預(yù)測地基的變形，對藍灣國際地基土-花崗巖殘積土進行現(xiàn)場載荷試驗，結(jié)合廈門地區(qū)花崗巖殘積土的強度和變形特征研究成果采用復(fù)合樁基沉降計算簡化應(yīng)力調(diào)整法和有限元數(shù)值分析法，對該工程的五棟高層建筑進行沉降計算，通過兩種方法計算的結(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)。為驗證預(yù)測的結(jié)果，在此工程中布置

9、了大量的沉降及地基應(yīng)力監(jiān)測點，將所得監(jiān)測數(shù)據(jù)采用雙曲線擬合來推求最終平均沉降量，達到了預(yù)期的要求。
　　 藍灣國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，樁長也都比較短。設(shè)計階段按整個廣義復(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備。經(jīng)設(shè)計計算，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，在建筑物施工過程中，當(dāng)上部結(jié)果荷載達地基承載力特征值80～90％，此時樁頂變形調(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承擔(dān)。
　　 以上項目研究成果為該工程的基礎(chǔ)節(jié)省工程費用1600余萬元，同時為廈門乃至國內(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。具有明顯的社會效益，也取得了可觀的經(jīng)濟效果，