浅谈某工程地基基础初步方案优选

宫波

摘 要：本文在根据青岛某住宅小区建设场地条件，会同建设、勘察、设计等各方对小区建筑的地基基础初步方案进行研讨，保证结构安全的基础上综合考虑施工适用性、经济合理性等多方面因素，提出方案优选的技术性建议。

关键词：地基基础；方案；混凝土管桩；复合地基

1 工程概况

本项目为青岛市蓝色硅谷核心区某大型住宅小区工程。规划建设11层住宅18栋及大型地下单层停车库。

2 地基基础方案分析

2.1 基底标高与地层分布位置关系 其中图1代表楼座12#、13#、14#楼及车库；图2代表楼座为其他楼座及车库。

2.2 地基基础方案讨论

2.2.1 12#-14#楼。图1可见建筑物基底位于第⑦层粉质粘土层，其下第11层粉质粘土分布不连续，设计基底距基岩0.2-1.8米。第⑦层承载力不足，因基底距基岩较近，选择条形基础，持力层选择基岩层。超深部分采用毛石混凝土墩。

2.2.2 1#-11#楼。图2可见建筑物基底位于第③层与第⑦层土层交界处，基底距第11层粉质粘土1.9-3.3米，距基岩5.0-7.0米。如下方案可供选择：方案一，第⑦层土不能作为持力层，选第11层粉质粘土作为持力层，采用筏型基础，基底标高下调。方案二，基底标高不做调整。采用预制桩如预应力高强混凝土管桩，强度等级C80（PHC），选择桩端入强风化岩的端承型桩。承台形式采用剪力墙下条形承台梁。方案三，基底标高不变，采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法，桩径400mm，桩顶和基础之间设置300mm厚级配砂石褥垫层。基础为筏基。方案四，基底标高不变，采用换填垫层法。将不具备地基土条件的第⑦层土挖出，挖至第11层，换填灰土或级配砂石至基底标高。基础采用筏基。

2.2.3 地下停车库。地下车库为单层车库，选用第⑦层做为持力层，基础为柱下独立基础。

2.3 不同方案对比分析 对1#楼-11#楼四个备选方案进行分析比选。本工程各单体竖向结构构件布局自下而上连续，荷载均匀，无刚度突变。上述四种备选方案经过详细施工图设计和规范的施工均能满足上部结构安全及正常使用功能。在此着重从施工适用性和经济合理性进行分析比选。

2.3.1 施工适用性分析（包括施工的难易程度及对工期的影响）。以设计基底标高地基土能够满足承载力等相关要求，建筑物基础形式为剪力墙下条形基础的情况为假想基本方案，以单体工程为基本单位各备选方案与假想方案进行比较。

方案一基础标高下调，基坑加深，增加基坑挖方工作量。同时带来基坑边坡防护及基坑降水等问题。这部分工作受自然天气等不可预见因素影响较大。另外基础形式和标高的调整带来基础工作量及竖向构件工作量的增大。较假想基本方案工期延长约25-35天。方案二，增加预应力高强混凝土管桩施工工作量。根据图2基底与地层相互关系，对现状地面进行整平和碾压，具备打桩机械施工作业条件，桩基施工完成后，开挖和清理基槽，桩头处理。打桩完成一周后进行单桩承载力及桩身完整性检测，检测合格后进行后续工序施工。较假想基本方案工期延长约20-30天。该方案工期较短，应在桩基设计前打试验桩来测定桩端竖向承载力特征值作为设计依据。方案三，增加水泥粉煤灰碎石桩及褥垫层工作量以及基础形式变更带来基础工作量增大。场地整平碾压后，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩。桩身材料达到一定强度后进行清土和截桩，灌注桩施工完成28天后进行承载力及桩身完整性检测，检测合格后进行褥垫层施工，之后进行后续工序施工。较假想基本方案工期延长60-75天。方案四，增加基坑挖土、换填垫层施工工作量，基础形式变更带来基础工作量加大。开挖基槽后做好基坑防护及排水工作，分层进行垫层施工及每层压实度检测，全部垫层换填完成后进行承载力检测。较假想基本方案工期延长约25-35天。

综合上述分析，四个备选方案从施工适用性角度优劣排序为：方案二、方案四、方案一、方案三。

2.3.2 经济合理性分析。同样以剪力墙下条形基础方案作为假想基本参照方案，其造价系数定为1。对四个备选方案的造价组成与其进行量化比较，参照公司合同预算部门多年实际住宅楼工程造价数据，并结合市场价格调查，分析各方案造价系数如下：方案一，相对于单独条基方案。筏型基础造价增加系数0.36；基础标高降低竖向构件增加，造价增加系数0.625（每米竖向构件造价增加系数0.25）；土方开挖及室内回填增加系数0.125（每米造价增加系数0.05）。则综合造价系数为上述三项之和加一即为2.11。方案二，相对于单独条基方案。管桩施工造价增加系数0.75（管桩桩长按7米考虑），则该方案造价系数为1.75。方案三，筏型基础造价增加系数0.36；CFG桩造价增加系数0.58（桩长按6.5米考虑）；褥垫层造价增加系数0.09。则综合造价系数为2.03。方案四，筏型基础造价增加系数0.36；土方开挖造价增加系数0.06（每米超深增加系数为0.025，按2.5米考虑）；换填垫层增加系数0.67（每米超深增加系数0.26，按2.5考虑）。则综合造价系数2.09。

造价角度方案优劣排序为：方案二、方案三、方案四、方案一。

3 结论

1#-11#楼选择预应力高强混凝土管桩，桩上条形承台梁，桩端入强风化岩。12#-14#楼采用条形基础，以1516层风化岩为持力层，超深部分采用C15毛石混凝土墩错台浇筑至基底。车库独立柱基以第⑦层为持力层。

4 结束语

普通民用建筑工程特别是住宅楼，应根据其建设地点工程地质条件的实际情况，综合分析选择地基基础合理形式，保证其结构安全，对合理缩短建设周期、降低工程成本都有着非常重要的现实意义。