建筑项目地基基础选型分析

左 英

西安紫薇地产开发有限公司 陕西西安 710000

1 基础选型的定位及特征

1.1 基础选型的定位

地基基础是建筑底部与地基接触的承重构件，承担着将建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，是作为自然物的土地构成与人工物的上部构造之间承上启下的部分。作为隐蔽性工程，地基基础是建筑结构体系中最重要的组成部分，也是质量事故易出的环节，稍许问题都会给造价及工期带来难以挽回的损失。

1.2 基础选型特征

按照构造形式划分，地基基础分为刚性基础、柔性基础、独立基础、条形基础、满堂基础以及桩基，其中经常采用的条形、独立基础又同筏基础、桩基础混用[1]。

1.2.1 地基基础选型的协同性

基础选型工作中存在着地基条件、基础结构以及上部结构建筑之间的协同效应，在面临地基土质软弱、承载力低时，需要通过设计的补偿来克服地基的变形以及基础的不均匀沉降，措施是设置地下室或半地下室，上部结构选取轻质材料，施工中采用架空混凝土板的方式。当建筑物不均匀沉降较大时，还可以通过适当改变建筑物的荷载分布或者选取较大的基础宽度、调整基础埋置深度来增大基础承载力，降低基础沉降，从而协同整体力学平衡与变形防治。

1.2.2 选型工作的综合性

体现在选型前期必须考虑重要地质构造如地下水的存在状况，需要对地下水的深度以及潜伏规律做出了解和判断。如果施工场地的地下水位过高，在基坑开挖时应注意水位对边坡稳定性的影响，并相应采用边坡维护措施。此外，还需通过收集并详细阅读城市建设资料以了解地下管线的分布状况、周边地质环境以及相邻建筑的基础构造等状况，从而保证基础的平面布局、埋置深度等设计的合理性，否则会造成设计不合理带来的意外返工。可以在前期走访周邻项目获取建设经验。

1.2.3 选型设计的前瞻性

在进行基础选型设计时，要结合建筑物的建成使用功能考虑合适的基础型构，如从事精密生产或科研工作的建筑物对地基变形十分敏感，需要采用冗余量较大的方案，如尽量采用筏板+ 桩基模式，以最大克服不均匀沉降。

1.2.4 注重选型成果的可行性

选型设计要充分考虑施工的可行性，任何方案只有经过施工过程才能成为现实，需要在设计初期就详尽了解施工过程的可能影响因素，包括项目周边的市政环境、交通条件、居民区密度，也包括施工单位的常规做法和工艺水平，以及与基坑支护等的匹配性、大型设备进场安装安排等，都对于基础设计具有一定影响。

1.2.5 基础选型需要注重经济性

工程技术的进步，可以通过不同方案解决同一目标，可供选择利用的地基处理方式与基础形式种类也很多，需要根据建筑的复杂性、结构的特征、施工的难易度综合考虑最具经济价值的方案，从造价角度获得最大收益。

1.2.6 高专业性与风险性

基础选型是一个多专业高度配合的工序，具有横向研判的复杂性以及不可测因素构成的风险性，存在着多业务门类交叉、知识信息密集的挑战性，同时作业成果的隐蔽性、工序安排上的不可逆性致使这项工作需要高度的责任心、较高的多专业协调的管理水平，也需要面对多种目标重合甚至矛盾下采取必要的创新与探索，存在一定风险性。

2 基础选型的组织及专业流程

在工程技术进步的加持下，人们更有信心完成复杂条件下的作业，地基基础选型挑战首先在于参与作业的建设单位、设计单位、勘察单位各司其职，信息共享，完成前中后期的有效统筹，特别是做好地勘报告的重点内容。

2.1 基础选型组织流程

基础选型组织流程见图1。

图1 地基基础选型组织流程

地勘单位根据项目总图、楼位分布以及现场走访了解的情况，提供地勘方案，地勘方案需经建设单位、总包施工单位，双方设计、工程、成本人员会签确认，地勘方案中的探孔数量、探孔深度应满足规范相关要求，且应避免存在土层未探明情况下急于定论，否则会带来二次补勘从而导致延误工期等情况[2]。

地勘单位进场勘察时，作为工程总负责的建设单位管理人员应现场监督并复核探孔数量及探孔深度，必须在工作开始时旁站，避免错勘、漏勘等情况发生，杜绝以邻近建筑物勘察资料代替拟建工程的勘察报告。

2.2 基础选型专业流程

地基基础的选型流程具有建设单位、勘察单位、设计单位三元偶联的整体性，通过组织流程的明晰，进一步融合各专业要素的整体过程见图2。

图2 地基基础选型专业要素合成图

3 地基选型原则

地基、基础选型时，应结合上部结构类型、上部结构荷载分布情况、地下土层分布等多种因素综合考虑，根据经济性排序的一般优先顺序是：天然地基> 人工地基> 预应力管桩或预应力空心方桩> 预制方桩> 旋挖灌注桩> 冲孔灌注桩。

3.1 框架型上部结构的地基基础选型

对于24m 及以下高度的建筑，优先考虑采用独立基础；

对于24m 以上建筑，从结构整体性考虑，优先采用柱下条形基础，其次考虑采用筏板基础。

需注意的是，当基础底标高以下呈现“湿陷性黄土”构造，或“不均匀地基”时，应根据采用换填垫层、挤密桩复合地基等措施进行治理；当上述地基承载力不满足上部结构基底压力标准时，需会同专家对地勘报告详细研判，就是否选用人工地基，特别是是否采用桩基础等进行综合评判[3]。

3.2 剪力墙结构地基、基础选型

3.2.1 基础选型

多层住宅：独立基础> 柱下条形基础> 墙下条形基础> 筏板基础。

高层住宅：墙下条形基础> 筏板基础。

以上选型中，独立基础和墙下条形基础由于底部尺寸相应较大，较一般基础其抗弯性和抗剪性能较好，承受的竖向荷载也较大，适用于地基承载力较差和基础需承受水平力的状况，对应了“宽基础浅埋置”的处理方式。

对于柱下条形基础，适用于上部结构中柱的荷载较大而土体承载力不强的情形，特别是软弱地基导致建筑荷载不均、或土体压缩性在主轴方向分布不均时，可采用柱下条形基或十字形基础，较多用于厂房建筑和高层框架结构。

属于满堂基础类型的筏板基础适用于带地下室的高层建筑或储水构造的建筑物（如室内泳池、喷泉造景），通过整体较大刚性的构造调节不均匀沉降，分为平板式和梁板式，通常情况下又会同桩基结构连用。

3.2.2 地基选型

以北方为例，一般考虑在“CFG 复合地基+ 筏板基础”或“墙下布桩+ 桩基承台”中选择，因前者剪力墙结构上部荷载分布较均，经济性较好，因此大多数情况下选用前者。

CFG 桩由碎石桩基础演化而来，桩本身具有的粘连性，可在整个桩长范围受力，因此承受荷载大，具有良好的庄周摩阻力和桩端力，可大幅提高复合地基的承载力，并减少沉降。

3.3 框架- 核心筒结构地基基础选型

因框架- 核心筒结构主要适用于高层及超高层建筑，且因此类建筑竖向荷载分布不均，核心筒处竖向荷载远大于外框柱竖向荷载，故普遍连用桩基础以调节不均沉降[4]。

4 结论

从勘探方案设置上保证重点内容的详尽，合理判断土层下地质状况；地基处理上以天然地基为首选，其次是经换填的复合地基，可以优先选择天然地基+ 浅基础，在验算后根据稳定性、沉降性、强度要求采用满堂基础的筏板基础，能够显著提升地基承载力、降低基底应力以及控制基础的沉降，适应于跨越局部的软弱层，且抗震性能佳。在无法采用浅基础下，深基坑的处理可采取复合地基，并与筏板基础、常规桩基础一起使用，在满足成本要求下，可用“人工换填+CFG 桩”的深基础处理方式；深基坑优先选用CFG 桩+ 复合地基，相较CFG 复合地基加筏板形式具有造价优势，同时CFG 桩复合地基也能较大缩短工期（较其他处理方式节省工期近一半），并具有与CFG 复合地基加筏板形式采用的旋挖桩相近的承载力。