浅谈高层建筑地基处理和基础选型

摘 要：随着社会经济的快速发展，城市用地越来越紧张，由于城市土地本身的稀缺性导致地价飞涨，因此高层建筑已成为城市建筑发展的趋势。高层建筑具有层数高、形体大、基础埋置深、落地面积小等特点。而且高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载，对抗震设防烈度等级设计要求也非常高，因此探讨高层建筑的地基处理和基础选型具有重要意义。

关键词：高层建筑；地基处理；基础选型

目前，我国的地基处理和基础施工技术已经取得了很大的进步，部分领域已接近或达到国际先进水平，能够带动国民经济发展。随着城市规模的进一步扩大，功能进一步丰富，土地利用率必须得到提高，建筑工程项目也会向地基更加复杂的地区转移，对地基处理技术提出了更高的要求。那么如何做好地基基础的施工，关键要结合高层建筑结构特点，开发应用合适的基础类型，这样高层建筑的后期使用才会有所保障。

1 地基处理的方法

常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。

换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀沉降地基的处理，包括淤泥、淤泥土质、湿陷性黄土、杂填土地基及暗塘、暗沟等浅层处理。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。

砂石桩法适用于紧密松散沙土、粉尘、粘性土、素填土、杂填土地基。对饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换。砂石桩也可以处理可液化地基。

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、黄土、砂土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有过多的有机质时，以及地下水流速过大和已涌水的工程，应根据现场试验结果确定其适用程度。

预压法的预压方法有堆载预压和真空预压两种，适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。

夯实水泥土桩法适不仅适用于地下水位以上淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土等地基加固，对地下水位以下情况，在进行降水处理后，采取夯实水泥土桩进行地基加固，也是行之有效的一种方法。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。

石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理的深度为5～15m。但当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜采用土挤密法。

柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下的饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。

单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.10～2.00m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，当采用碱液法时，应通过试验确定其适用性。

在确定地基处理方案时，宜选取多种方法进行比选。对复合地基而言，方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。

2 高层建筑基础的选型及特点

高层建筑的上层结构载荷很大，基础底面压力也很大，应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力，可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可以采用桩基或复合地基。

2.1 筏型基础

筏型基础也称为板式基础，多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。一般有两种做法：倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。倒肋形楼盖的筏基，板的折算厚度较小，用料较省，刚度较好，但施工比较麻烦，模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用，但地基开凿施工麻烦，而且破坏了地基的连续性，扰动了地基土，会降低地基承载力；采用倒无梁楼盖式的筏基，板厚较大，用料较多，刚度也较差，但施工较为方便，且有利于地下空间的利用。采用此种形式的筏板，应在柱下板底或板面加墩，板底加墩有利于地下空间的利用，板面加墩则施工较为方便。因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。

2.2 箱型基础

箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀；能适应局部不均匀沉降较大的地基，有效地调整基地反力。由于地基面积较大，且埋置深度也较大，挖去了大量土方，卸除了原有的地基自重应力，地基承载力有所提高，建筑物沉降减小。由于埋深较大，箱型基础外壁与土的摩擦力增大，增大了基础周围土体对结构的阻尼，有利于抗震。但是箱形基础的内隔墙较多，支模等施工时间较费，工期较长；在使用上也受到隔墙太多的限制。

2.3 桩箱和桩筏基础

在浅层地基承载力比较软弱，而坚实土层距离地面又较深的时候，采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这是应当考虑采用桩基础。桩的类型应根据工程地质资料、结构类型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。

桩按受力性能来区分，有摩擦桩和支承桩两种；按施工方法区分，有预制桩和灌注桩两种。在桩基平台面积确定的情况下，不同桩径、不同的桩基持力层会有不同的单桩承载力，桩的平面随之也可以确定。当箱形或筏形基础下桩的数量较少时，桩基布置在墙下、梁板式筏形基础的梁下或平板式筏形基础的柱下。桩距应尽可能的大，在充分发挥单桩承载力的同时，还能发挥承台土反力作用，以取得最佳效果。

3 结语

要建成一矗成功的高层建筑，首先要打好基础，地基基础工程是建筑工程的根基，其施工质量的好坏关系到整个建筑工程项目成功与否。所以，做好地基处理并且选择项目最为合适的基础类型，是高层建筑后续工作稳定顺利进行的保证，也为工程项目投入使用后的使用安全提供了保障。

作者简介：何明阳（1993.10- ），男，汉族，江苏泰兴人，本科在读，土木工程（建筑工程）专业。