丽泽SOHO为北京市丰台区丽泽金融商务区E-04地块商业金融用地项目，集商业、办公于一身，被定位为丰台区新地标性建筑，建筑效果图见图1^[1]。总建筑面积约17.3万m²，建筑高度199.99m，结构高度190.3m，地下4层，地上45层，地面以上主楼由2个反对称复杂双塔连接组成，每个单塔采用混凝土筒体-单侧弧形钢框架结构体系，见图2^[2,3]，两栋单塔之间形成一个挑空近200m高的中庭。塔楼周边为纯地下车库，地下4层，地上无建筑物。

　　 丽泽SOHO项目东侧为地铁16号线，北侧为地铁14号线，两者联络线隧道自西北向东南贯穿整个地下室的3, 4层，详见图3^[4]。

　　 本工程地基基础设计等级为甲级，建筑物的基础变形不大于80mm，因地铁联络线的存在，要求结构主体封顶后沉降不大于5mm。

　　 拟建场地地面标高为43.53～44.61m，最大勘探深度70m范围内的地层划分为人工堆积层、新进沉积层、第四纪沉积层及古近纪沉积岩层四大类，并按地层岩性及其物理力学数据指标，进一步划分为8个大层及亚层，具体各地层岩性及分布特征如下:

　　 (1) 人工堆积层:房渣土 (1) 层，粉质黏土素填土、黏质粉土素填土 (1) ₁层。

　　 (2) 新近沉积层:砂质粉土、黏质粉土 (2) 层，粉砂、细砂 (2) ₁层，粉质黏土、重粉质黏土 (2) ₂层;卵石、圆砾 (3) 层，细砂 (3) ₁层。

　　 (3) 第四纪沉积层:卵石 (4) 层，细砂、中砂 (4) ₁层;卵石 (5) 层，细砂 (5) ₁层;卵石 (6) 层，细砂 (6) ₁层。

　　 (4) 古近纪沉积岩层:全风化～强风化黏土岩 (7) 层，全风化～强风化砾岩 (7) ₁层，全风化～强风化砂岩 (7) ₂层;中风化黏土岩 (8) 层，中风化砾岩 (8) ₁层，中风化砂岩 (8) ₂层。表1为基底以下各土层及其物理力学参数。

　　 根据区域水文地质资料，工程场区自然地面下40m深度范围内的揭露一层地下水，地下水类型为潜水。潜水主要赋存于标高25.55～26.33m以下的 (5) 层、 (5) ₁层。本工程抗浮设防水位按标高39.00m考虑。

　　 本工程塔楼建筑高度接近200m，丽泽地区已有类似高度超高层天然地基的先例^[5]，故存在采用天然地基方案的可能性。但本工程中庭通高，双塔荷载集中，双塔与中庭荷载差异显著。同时，本项目东侧和北侧地铁线低于本工程基底标高，为降低后期地铁施工对本工程的影响，同时考虑到地铁联络线的严格沉降控制要求，最终确定主楼区域采用桩筏基础方案，纯地下车库区域采用梁板式基础，并采用配重+抗拔桩抗浮。

　　 勘察报告将古近纪沉积岩层作为备选桩端持力层，但需注意到，该岩层干燥时，承载力高，耐压力强，但胶结差～中等，成岩性差，岩样吸水饱和后快速膨胀以致崩解。尤其是 (8) 层中风化黏土岩具有吸水快速膨胀、浸水软化特征明显的特点，表现在野外钻孔中取得的岩样吸水饱和后快速膨胀以致崩解，因此，卸荷和干湿变化会导致黏土岩发生膨胀变形，会使暴露的黏土岩的结构发生显著变化，强度快速降低，甚至发生岩体破坏。故桩基施工采用泥浆护壁施工工艺时，如采用该层作为桩端持力层，单桩承载力无法保证。

　　 同时，为对比各桩型承载能力，进行了各桩型单桩承载力的计算结果对比分析，见图4，图中D为桩径，R_a为单桩承载力特征值。可见，在相同桩径情况下，以 (6) 层卵石和 (7) 层全风化～强风化黏土岩作为桩端持力层，其单桩承载力特征值R_a的计算值几乎接近。同时， (6) 层卵石桩端后注浆提高系数均高于其他土层，且以 (6) 层卵石为桩端持力层时，桩长短，施工效率高，故最终确定以 (6) 层卵石为桩端持力层。

　　 同时，考虑到基础形状的特殊性，进行了不同桩径方案的平面布设 (桩间距取3倍桩径) 综合比选，最终桩径采用850mm。

　　 根据桩型比选结果，进行了试验桩工程，试验桩方案为一组抗压试验桩和一组抗拔试验桩，具体如下:1) 抗压试验桩TP1～TP3，桩径850mm，有效桩长17.0m，桩身混凝土强度等级C50，单桩试验荷载25 000kN，采用桩底及桩侧联合后注浆工艺，桩侧注浆管位于设计桩顶以下10m处，采用锚桩法加载;2) 抗拔试验桩SP1～SP3，桩径600mm，有效桩长12.0m，桩身混凝土强度等级C35，单桩试验荷载3 000kN，采用桩侧后注浆工艺，注浆管位于桩端处，借用锚桩为支墩桩进行加载;3) 8根锚桩M1～M8，桩径850m，设计桩长17.0m，桩身混凝土强度等级C50，采用桩侧后注浆工艺，注浆管分别位于设计桩顶以下10m和16m处。试验桩布置图如图5所示。

　　 其中，对抗压试验桩TP1和抗拔试验桩SP1进行了桩身轴力监测，对抗压试验桩TP1，从其设计桩顶以下每隔2m设置一组应变计，共8组;对抗拔试验桩SP1，从其设计桩顶以下1m处开始每隔2m设置一组应变计，共6组。

　　 抗压试验桩、锚桩均采用低应变检测法和声波透射法进行桩身完整性检测，低应变法检测结果如下:波速3 608～4 084m/s，桩身完整，为I类桩。声波透射法变检测结果如下:波速4 135～4 490m/s，为Ⅰ类桩。

　　 抗压试验桩桩顶荷载-累计沉降 (Q-S) 曲线见图6，可见，在加载至25 000kN，桩顶累计沉降11.47～14.90mm，回弹率62.5%～86.0%，单桩抗压承载能力完全达到并超过预期，且回弹率较高，完全处于弹性阶段，仍有潜力可发挥，单桩竖向抗压承载力不小于25 000kN。

　　 抗压试验桩TP1桩身轴力监测结果见图7。结果表明，桩端端阻力与加载值的比值从6.4%增加至19.0%，随着加载值的增大，桩端承担的端阻力及其比重越来越大。加载至25 000kN最大加载值时的桩侧摩阻力q_si见图8。可见，后注浆对桩侧摩阻力提高较多，但埋深6m以内后注浆对桩侧摩阻力的影响较小，此时桩端端阻力为6 299kPa，为勘察报告^[4]提供的桩极限端阻力标准值2 400kPa的2.62倍，为规范^[6]给出的端阻力增强系数参考值 (2.6～3.6) 的下限。

　　 抗拔试验桩桩顶上拔荷载-累计上拔量 (U-δ) 曲线见图9，可见，在加载至3 000kN，桩顶累计上拔量为13.31～18.23mm，回弹率22.0%～24.7%，单桩抗拔承载能力完全达到并超过预期，单桩竖向抗拔极限承载力不低于3 000kN。

　　 图10为抗拔试验桩SP1桩侧摩阻力，可见，随着埋深增加，桩侧摩阻力逐渐增加，在8m埋深区域，桩侧摩阻力稍有降低。抗拔试验桩SP1实测的桩侧摩阻力与考虑抗拔系数的桩侧摩阻力的比值为1.3～2.5，即其后注浆侧阻力增强系数为1.3～2.5，略低于规范^[6]后注浆侧阻力增强系数2.2～3.0，且呈上小下大趋势，后注浆对桩身下部分提高较多。

　　 根据试验桩检测结果，主楼采用桩筏基础，筏板板厚3.0m，外扩一跨半，抗压桩采用后注浆钻孔灌注桩，桩径850mm，有效桩长优化为16.5m，桩端持力层为 (6) 层卵石，采用旋挖成孔灌注桩施工工艺，桩侧、桩端均后注浆，单桩竖向抗压承载力标准值为10 000k N。其中，注浆水泥采用PO 42.5，浆液水灰比为0.5～0.6，注浆量如下:抗压桩桩端不小于2.0t/桩，桩侧不小于1.0t/管。桩基平面布置图见图11。

　　 纯地下车库区域采用梁板式基础，板厚0.6m，两者间过渡区域板厚1.9m。根据规范^[7]式 (5.4.3) 进行抗浮验算，经验算纯地下车库需采取抗浮措施。考虑抗浮水位较高，结合结构基础形式，纯地下车库区域抗浮措施采用压重 (素混凝土回填) +抗拔桩，抗拔桩桩径600mm，设计桩长12m，桩侧后注浆，抗拔桩桩侧不小于0.8t/管，单桩竖向抗拔承载力特征值1 200kN。纯地下车库区域基础剖面做法见图12，抗拔桩布置于柱下及梁下，见图13。

　　 根据岩土工程条件及结构设计，应用国际地基基础与岩土工程专业数值分析软件PLAXIS 3D2013，通过地基土与结构相互作用，进行了基础底板+塔楼地下室整体模型的计算分析，计算模型见图14和图15。

　　 土体采用摩尔-库伦本构模型，各土层计算参数详见表1。计算模型考虑了基础梁板和地下3层结构刚度，使用VB编制的前处理软件读取PKPM计算的准永久荷载、输出PLAXIS命令流。

　　 沉降计算结果云图见图16，沉降结果统计见表2，可见主楼总沉降变形量、主楼筏板挠度均小于地基变形允许值，均满足规范要求，主裙楼差异沉降大于规范规定限值，可通过在主裙楼之间设置沉降后浇带解决。

　　 鉴于地铁联络线的特殊性，本工程应达到以下要求:1) 宜在2017年12月31日前建设完成;2) 绝对沉降不得超过±5mm。本工程已于2017年8月18日封顶，外立面施工和装修工程在同时进行。

　　 地铁联络线区域最大沉降计算值S_max=32.50mm，根据该地区多高层建筑基础沉降变形研究成果资料，后期沉降变形S_p不超过总沉降S_max的15%。而S_p=32.5×15%=4.875mm<5mm，后期沉降变形量符合限定性要求。

　　 根据规范^[8]，且考虑到工程的重要性，本桩基工程桩检测内容和数量如下:采用低应变法进行桩身完整性检测373根，采用声波透射法进行桩身完整性检测56根，采用单桩竖向抗压静载荷试验检测抗压桩3根 (TPa, TPb, TPc) ，采用单桩竖向抗拔静载荷试验检测抗拔桩4根 (SPa, SPb, SPc, SPd) 。其中桩身完整性检测均为Ⅰ类桩。

　　 抗压工程桩桩顶荷载-沉降 (Q-S) 曲线见图17，最大加载荷载时，3根抗压桩桩顶累计沉降量为14.68～20.53mm，承载力特征值对应的累计沉降量为4.48～6.15mm, 3根抗压桩的单桩竖向抗压承载力特征值均达到10 000kN。

　　 抗拔工程桩桩顶上拔荷载-累计上拔量 (U-δ) 曲线见图18，最大加载荷载时，3根抗拔桩累计上拔量为7.74～9.15mm，承载力特征值对应的累计上拔量为2.16～3.22mm, 3根抗拔桩的单桩竖向抗拔承载力特征值均达到1 200kN。

　　 图19为丽泽SOHO封顶时沉降实测值等势线图，可见，最大沉降量32mm，是数值计算最大值40mm的80%，主楼沉降呈碟形分布。沉降实测值与数值计算分析结果比较吻合，且满足变形设计要求。

　　 (1) 鉴于丽泽SOHO结构体系的复杂性、周边环境的特殊性，地基基础选型时综合考虑了岩土工程条件，确定了主楼区域采用桩筏基础，纯地下车库区域采用梁板式基础方案及压重 (素混凝土回填) +抗拔桩的联合抗浮措施。

　　 (2) 北京市区西部古近纪沉积岩层中的黏土岩具有膨胀性，部分黏土岩浸水软化特征明显，反复干湿交替作用会使暴露的黏土岩的结构发生显著变化，强度快速降低，甚至发生岩体破坏，桩基设计时应充分考虑该不利因素。

　　 (3) 地基基础设计及施工流程应严谨，基础选型、基桩选型、试验桩设计与检测、试验桩成果分析、工程桩设计、沉降计算分析、工程桩检测、沉降观测应环环相套，前后衔接，确保工程安全。

　　 (4) 工程桩检测及沉降观测成果表明，丽泽SOHO桩基设计和施工满足工程需求。