高層建筑多種樁基礎(chǔ)方案的分析和合理選型
——以中國鐵建·青秀嘉苑項目為例

李 昊

（中鐵十四局集團太原房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

隨著建筑高度的增加和上部結(jié)構(gòu)復雜性的提高，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)類型已不能滿足高層建筑的發(fā)展需求，樁基礎(chǔ)的應用越來越多。高層建筑的基礎(chǔ)選型不但影響到整個建筑的安全、質(zhì)量、經(jīng)濟效益等重大問題，而且還涉及地質(zhì)工程條件、結(jié)構(gòu)類型及勘察設(shè)計與施工等條件的難題，在進行高層建筑基礎(chǔ)選型時，應綜合考慮建筑上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基、地裂縫、周邊環(huán)境等各方面因素，選擇合理的基礎(chǔ)形式[1]。

1 項目概況

1.1 項目規(guī)模

中國鐵建·青秀嘉苑項目位于太原不銹鋼產(chǎn)業(yè)園區(qū)新蘭路，項目占地總面積為32 167.57 m2，總建筑面積108 963.7 萬m2，其中地上建筑面積83 548.18 m2，地下建筑面積25 415.52 m2。項目共規(guī)劃建設(shè)6 棟住宅樓（見圖1），此外項目還規(guī)劃建設(shè)超3 000 m2的沿街商業(yè)和配套換熱站、體育場館等設(shè)施，預計總投資約6.4 億元。

圖1 中國鐵建·青秀嘉苑項目

1.2 地質(zhì)條件

場地所處地貌單元為黃土丘陵前緣，場地范圍內(nèi)地形平坦，地面高介于810.58 m～812.8 m，場地類別為Ⅲ類。深度范圍內(nèi)揭露的首層地下水類型為潛水，屬抗震一般地段，本場地內(nèi)第②土層為濕陷性粉土，基坑開挖時已基本挖除，地基濕陷量計算值＜50 mm，故本場地按一般地區(qū)考慮。場地標準凍結(jié)深度為0.740 m。濕陷場地上地庫的建筑分為類丙類。場地土層自上而下詳見表1。

表1 地基土巖土構(gòu)成、承載力特征值 kPa

2 樁型分析

本文以中國鐵建·青秀嘉苑項目其中的6# 住宅樓（見圖2）作為實例，為801.40 m，基底壓力為220 kPa，持力層為第③、第④層，屬于中壓縮性地基，持力層地基承載力特征值不滿足基底壓力，不均勻地基，可能產(chǎn)生不均勻沉降，因此基礎(chǔ)形式不適合采用天然基礎(chǔ)。對主要考慮的鋼筋混凝土灌注樁（后壓漿）+承臺梁+防水板、預應力混凝土管樁+筏板和CFG+筏板基礎(chǔ)樁進行分析對比[2]。

2.1 各樁基設(shè)計方案對比

本項目6#住宅樓地上1 至33 層均為住宅，地下1 層為儲藏室，地下2 層為人防二等人員掩蔽所。總建筑面積為15 387.45 m2，建筑高度為97.5 m，6#樓首層墻柱布位平面示意圖見圖2，抗震設(shè)防烈度為8 度。

圖2 6#樓首層墻柱布位平面示意圖（mm）

表2 各樁基設(shè)計方案表

根據(jù)6#住宅樓結(jié)構(gòu)形式、本地塊勘察報告、太原市幾種現(xiàn)有樁基形式，制定出混凝土灌注樁（后壓漿）+防水板、預應力混凝土管樁+筏板、水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）+筏板基礎(chǔ)三種方案（見表2）。

2.2 各樁基形式承載力測算及優(yōu)缺點對比[3]

通過對本項目高層住宅6#住宅樓的承載力測算及優(yōu)缺點對比（見表3），混凝土灌注樁（后壓漿）+防水板、預應力混凝土管樁+筏板2 種樁基型式均能滿足高層的承載要求，需綜合考慮施工場地的工程地質(zhì)條件、施工條件、建筑結(jié)構(gòu)布置、荷載大小等特點，保證項目的建設(shè)成本、施工進度及質(zhì)量。

2.3 各樁基方案經(jīng)濟對比

通過對本項目高層住宅6#住宅樓的各樁基方案經(jīng)濟對比，混凝土灌注樁（后壓漿）+防水板形式造價最高，預應力混凝土管樁形式造價最低（見表4），由于本項目為多層、小高層及高層建筑形式，需綜合考慮后合理搭配樁基形式保證項目的經(jīng)濟、安全、質(zhì)量、工期等[4]。

表3 各樁基方案承載力測算及優(yōu)缺點對比表[4]

表4 各樁基方案經(jīng)濟對比表

3 最終方案選用

針對3 種方案進行設(shè)計、工程量、施工、承載力、經(jīng)濟等多方面進行比較分析，鋼筋混凝土灌注樁、預應力混凝土管樁兩種樁型均可應用于本工程。鋼筋混凝土灌注樁、預應力混凝土管樁均有各自不可替代的優(yōu)勢，從施工技術(shù)方面，鋼筋混凝土灌注樁施工方便，施工時無振動，在本地區(qū)應用較廣泛，更切合本項目現(xiàn)場實際施工情況；從承載力方面，鋼筋混凝土灌注樁承載能力較高，承載能力可靠，建筑沉降小，沉降差小，更加安全可靠，且建筑樁基技術(shù)規(guī)范中，在抗震設(shè)防8 度區(qū)及以上不宜采用預應力管樁；從經(jīng)濟技術(shù)指標方面，預應力混凝土管樁形式經(jīng)濟性較好，但環(huán)保要求比較嚴格，管樁廠家材料存量較少，需要現(xiàn)金提前購買[5]。綜合考慮本項目屬地環(huán)境、市場供給情況、施工技術(shù)、環(huán)保情況等因素，為保障本項目施工進度、質(zhì)量，選擇鋼筋混凝土灌注樁作為中國鐵建·青秀嘉苑項目6#住宅樓樁基礎(chǔ)型式。

4 結(jié)語

一個項目工期長短很大部分取決于地下工程的施工，因此，在工期緊、場地地質(zhì)條件差的情況下，選擇合理的樁基方案特別重要。中國鐵建·青秀嘉苑項目綜合考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基、地裂縫、周邊環(huán)境等各方面因素，同時滿足承載力、沉降量、差異沉降量的要求，兼顧工程建設(shè)的經(jīng)濟性要求，對可選的3 個樁基方案進行綜合對比，合理地選定了鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)作為該項目的主要基礎(chǔ)形式，保證了結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定，節(jié)約成本，縮短工期，達到了預期目標。