1、高層建筑地基基礎技術經(jīng)濟優(yōu)化分析劉自倫四川宏基原創(chuàng)建筑設計有限公司618000一、引語眾所周知，地基基礎是民用建筑結構設計工作中最重要的一環(huán)。一方面，它 的安全與否直接決定著建筑物的整體安全。地基基礎一旦出現(xiàn)問題，其造成的經(jīng) 濟損失及社會影響都可能非常巨大，處理起來相當麻煩，如果再出現(xiàn)了人員傷亡 事故，那后果就不堪設想了。所以，地基基礎的安全性在任何時候都是我們結構 設計人員的首要考慮問題。另一方面，地基基礎在建筑土建總造價中所占的比例 也不小，約占20%左右。在當下商品經(jīng)濟社會中，不管從節(jié)約社會資源的角度， 還是從替業(yè)主節(jié)約工程造價的角度考慮，地基基礎的經(jīng)濟性都應該引起我們結構 設計人員的高

2、度重視。木文針對德陽市某高層住宅地基基礎方案設計選型過程進行具體分析，根據(jù) 工程的地質情況及上部主體結構的特點，提出了振沖碎石樁復合地基、高壓旋噴 樁復合地基和phc高強預應力混凝土管樁的設計方案，通過對三種地基基礎方 案進行經(jīng)濟技術比較，得到最優(yōu)方案，實現(xiàn)了技術與經(jīng)濟的有機結合。二、工程概況工程場地位于德陽市佛山街西側、南泉路北側交匯處，整個項目為商品住宅 小區(qū)，總建筑面積為120961.44 nf,地上共6棟高層建筑，地下1層，局部2 層。木工程為其中的1#住宅樓，純剪力墻結構，寬×長為19.6m×28.4m, 地下1層，地上33層，層高除地下1層4

3、.8m,地上2層3.9m外，其上各層均 為3.0m,室內外咼差0.lm,結構總咼100m,主樓地下周圍三面臨土，一面連 接地下車庫，其第一跨為1層地下車庫，層高為3.7m,第一跨以外為2層地下 車庫，層高3.6m,結構形式為框架結構?；A埋深為6.7米，上部結構傳至基 礎的作用效應在正常使用極限狀態(tài)下作用的標準組合為500kpa （按外挑1.8m的 筏板計算）。場區(qū)抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g,設計地 震分組為第二組，地基基基礎的設計等級為甲級。三、場地地質概況根據(jù)地質勘查報告，該場地位于成都平原東北沱江水系綿遠河左岸一級階地, 場地覆蓋層自上而下主要由雜填土、第四系全

4、新統(tǒng)沖洪積粉質粘土、粉土、粉細 砂、中砂、礫砂、圓礫及卵石、第四系更新統(tǒng)冰水堆積半膠結卵石、白堊系古店 組泥質砂巖組成。將層的場地土挖去后，外露地基三分之二為稍密卵石層，剩 下為圓礫層，其下還有一些粉質粘土的透鏡體（這是德陽地區(qū)稍密卵石層的一個 特點），屬于不均勻地基,考慮深度修正圓礫層的地基承載力特征值fak=180 kpa, 經(jīng)深度修正后不能滿足設計要求，不能采用天然地基作為基礎持力層，需要進行 地基處理或采用樁基。四、地基基礎方案的提出1、振沖碎石樁復合地基+大筏板振沖碎石樁復合地基是利用振沖器端部高壓水沖成孔，填以碎石骨料，借振 沖器的水平及垂直振動作用將填料振實，形成碎石樁體與原地基

5、構成復合地基以 提高地基承載力，具有工期短、成本低、質量可控的特點，處理后的地基承載力 特征值一般可以達到250500kpa,由于德陽地區(qū)的砂類土分布較廣，而該復合 地基尤其適用于處理此類排水通暢的土質，因此近十年來，在德陽地區(qū)得到了普 遍的應用。本工程振沖碎石樁樁徑采用900mm,采用三角形布樁，樁距1050mm, 樁長5m,樁端進入稍密卵石層，樁頂以上設250mm厚級配砂石褥墊層，其上 為1800mm厚筏板，振沖碎石樁共計772根。2、高壓旋噴樁處理地基+大筏板高壓旋噴樁處理地基是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層后，以高壓把 水泥漿液從噴嘴中噴射岀來，形成噴射流沖擊破壞土層，達到與原位軟

6、土的充分 混合，發(fā)生等離子交換和團?；磻?，形成穩(wěn)定的、具有一定強度的樁體，與周 圍土體一起組成半柔半剛性復合地基，使地基承載力得以明顯提高，具有施工方 便、工藝簡單、工期短等特點，并能有效抑制地基沉降，處理后的地基承載力特 征值一般可以達到400600kpa。本工程旋噴樁樁徑采用900mm,采用正方形布 樁，樁距1000mm,樁長5m,樁端進入稍密卵石層，樁頂以上設250mm厚級 配砂石褥墊層，其上為1800mm厚筏板，旋噴樁共if 658根。3、預應力高強度管樁+承臺預應力高強度管樁以標準化生產(chǎn)、樁身質量好、施工速度快、工地干凈文明、 造價低等優(yōu)點，近年來在德陽地區(qū)得到了廣泛應用。由于管樁

7、的單樁承載力比等 直徑的灌注樁大得多，加上本工程樁端持力層半膠結卵石層工程性能好，承載力 高，距基底僅有12米，使得管樁在進入砂層不多的情況下就可以達到較大的承 載力，根據(jù)德陽地區(qū)經(jīng)驗，本工程采用墻下承臺+預應力高強度管樁的基礎形式， 選用10g409中的phc500ab 12512,樁長12m。樁端進入半膠結卵石層0.5m, 單樁承載力特征值可以達到2000kn,管樁共計181根，上部承臺厚度取 15001800mm。五、地基處理方案的經(jīng)濟、技術分析地基處理方案的費用按總建筑面積與處理單位面積造價的乘積計算，單位面 積造價越低，費用越低?，F(xiàn)結合本工程對以上三種地基處理方案進行經(jīng)濟技術分 析，

8、詳見表1：比較造價，從上表可以直觀地看出，單從樁的造價來說，振沖樁最低、旋噴 樁次之，管樁最高。但是考慮樁上基礎型式，則變成了管樁方案造價最低、振沖 方案次之，旋噴方案最高。主要原因是管樁單樁承載力相當高，以至于可以采用 墻下獨立承臺而非整體筏板基礎的型式，從而基礎總費用成了最低。振沖方案費 用和管樁方案費用差不多，可以作為備選方案。而旋噴方案貴得太多，再加上本 工程地基含有呈透鏡體狀的粘土會對旋噴成樁的質量造成隱患，因此，本工程排 除此方案。比較技術，管樁方案和振沖方案在本地都有很成熟的經(jīng)驗，但是本工程筏板 要求的地基承載力為sookpa,對振沖處理地基來說已經(jīng)到達的極限，對施工設 備和工藝

9、包括地基檢測都有更嚴的要求。另外，由于本工程地下室為1層，而相 鄰地下室為2層，因此若選用振沖方案，則應考慮地基的側限的影響，從而在施 工順序、相鄰地下室負2層擋土墻配筋方面都應有一定的措施。反觀管樁方案, 樁長12m,不用接樁，樁端持力層為半膠結卵石層，工程性能非常可靠，不用考 慮樁上部樁周側摩阻力也能滿足承載力要求，特別適用與本工程相鄰地下室超深 的情況。從技術經(jīng)濟綜合考慮，最后決定選用管樁方案，同時要求施工單位制定合理 的打樁順序和復打方案，避免擠樁造成樁上浮的情況發(fā)生。六、結語5.1管樁方案對德陽地區(qū)30層左右的高層有一定的優(yōu)勢，這是建立在樁長小 于12m的前提下的，如果樁長超過12m,隨著樁越長，其優(yōu)勢會逐漸降低，甚 至消失；5.2振沖方案對德陽地區(qū)18-25層左右的高層有一定的優(yōu)勢，但超過25層, 若要使用此方案則應進行相關論證；5.3旋噴方案在德陽地區(qū)的經(jīng)濟性不占優(yōu)勢，特別是在處理含有粘