某高層商住樓地基處理方案的比較

鄭建峰

1 工程概況

某項目位于太原市小店區并州南路，總建筑面積477 395 m2。其中一期項目位于建筑用地南側，主要由四棟地上30層，地下兩層的高層商住樓構成。由于主體結構超長，每棟單體上部結構均采用伸縮縫將其分割為三個單體。其結構形式采用現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。基礎埋深自然地面下約7 m，基底平均壓力約為500 kPa。場區抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第一組。

2 場地地質概況

此工程場地位于太原市汾河東岸Ⅱ級階地前緣，自然地形平坦緩傾，地貌單元屬沖洪積傾斜平原區，勘探點高程789.21 m～790.36 m。場地穩定，地基土均勻，適宜建筑。地基土主要由沖洪積成因的第四系全新統(Q4)、上更新統(Q3)、中更新統(Q2)及下更新統(Q1)松散堆積物構成，地層巖性為粉土、粉質粘土及中粗砂、礫卵石等，上覆厚度不等的雜(素)填土。地下水靜止水位埋深8.0 m～8.5 m，標高781.50 m左右。地下水類型:上部屬孔隙型潛水，下部屬微承壓水，水位年變幅1 m左右。場地距附近生活區較近，基坑可能有下水滲入。其土層分布見表1，表2。

表1 樁的極限側阻力qsk和端阻力qpk

表2 CFG樁的側阻力qsk和端阻力qpk特征值

3 地基處理方案比較

由于主體建筑的設計基底壓力為500 kPa，基底持力層位于③粉土，承載力特征值fak=100 kPa～110 kPa，經深度修正后不能滿足設計要求，需要進行地基處理。根據此工程的場地現狀和上部荷載要求，初步選定鋼筋混凝土灌注樁，水泥粉煤灰碎石樁(CF G樁)及預應力混凝土管樁(PHC樁)三種布樁方案。

3.1 鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)

樁徑采用700，樁長27.0 m，樁端進入⑦層卵石層，考慮后壓漿技術，單樁承載力特征值可達到5 500 kN。沿剪力墻下布樁，墻下設0.9 m×1.0 m暗梁，基礎底板可按構造設置(板厚取400 mm～600 mm)。該方案灌注樁施工工藝成熟，安全可靠，施工工期短。工程樁施工時，其止水帷幕樁及基坑支護樁可同時施工。與CFG樁相比可取消基礎底板下300厚碎石墊層，可減小基礎底板的厚度，這樣可減小基坑開挖深度，降低基坑開挖及降水的費用。由于采用沿剪力墻下布樁，結構基礎板為構造防水板，大大降低基礎底板厚度，減少基礎底板鋼筋和混凝土用量，降低造價。

3.2 CFG 樁復合地基(f＞600 kPa)

樁徑采用400，樁長19.5 m，樁間距1.3 m，正方形布置，樁端進入⑥中粗砂層1.0 m，處理后的復合地基承載力可達到600 kPa。單樁承載力特征值需達到900 kN。混凝土強度等級需達到C25。該方案在太原地區高層建筑中采用相對較少，普遍多用于小高層(18層以下)。該方案樁距布置較密，施工時上部空樁較長，很容易引起周邊土體回淤，造成周邊土體及建筑不均勻下沉。所以在施工CFG樁之前必須先施工基坑支護樁，以抵抗由于土體回淤對周邊土體及周邊建筑的影響，從而造成施工工期加長和基坑支護費用的增加。

3.3 預應力混凝土管樁(PHC樁)

樁徑采用400，樁長20.0 m，樁間距1.5 m，正方形布置，樁端進入⑥中粗砂層1.0 m，處理后的復合地基承載力可達到600 kPa。單樁承載力特征值需達到1 350 kN。

優點:PHC管樁在靜壓施工時對相鄰建筑物無影響，試樁比較簡單，工期快，無污染，無噪聲。

缺點:在遇到較硬土層時，如標貫錘擊數大于20的砂層，不易穿透，限制了它的應用。而采用引孔技術有時會造成塌孔或使樁側摩阻力降低。

3.4 地基處理經濟比較(價格按現階段市場價格考慮)

1)鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)。

樁徑700，樁長27 m，樁根數216根。

鋼筋混凝土灌注樁單方造價:1 300元/m3。

工程樁費用:291.6 萬元/每棟樓。291.6×4=1 166.4 萬元。

8%工程預備費:93.3萬元。

總計:1 259.7萬元。

2)CFG復合地基(f＞600 kPa)。

樁徑400，樁長19.5 m，樁根數1 134根。

CFG樁單方造價:80元/m，樁造價:707.6萬元。

基礎底板加厚造價:320.0萬元，碎石墊層造價:32.0萬元。基坑加深多挖土造價:12.0萬元。

基坑加深支護增加造價:145.0萬元。

8%工程預備費:97萬元。

總計:1 313.6萬元。

3)PHC復合地基(f＞600 kPa)。

樁徑400，樁長20 m，樁根數821根。

PHC樁單價:200元/m，樁造價:1 313.6萬元。

基礎底板加厚造價:320.0萬元，碎石墊層造價:32.0萬元。基坑加深多挖土造價:12.0萬元。

基坑加深支護增加造價:145.0萬元。

8%工程預備費:145萬元。

總計:1 967.6萬元。

通過比較，方案一造價較經濟，比方案二低出53.8萬元。

4 結論與建議

根據以上設計方案分析比較，在太原地區就本工程所處位置的地質情況，宜采用鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)設計方案。

綜合分析采用方案一，灌注樁施工工藝成熟，安全可靠，施工工期短。減少基坑開挖深度，降低基坑開挖及降水的費用。減少基礎底板鋼筋及混凝土用量，降低造價。綜合考慮總的工程造價，方案一和方案二基本相當，但方案一工期要相對縮短，結構更加安全可靠。

［1］ 尹文清.如何確定地基處理方案［J］.山西建筑，2010，36(25):116-117.