地基基础选型研究

2021-12-23赵大淼韦冬梅

城市建筑空间 2021年11期

赵大淼，陆鹏，韦冬梅

（广西建工集团第五建筑工程有限公司，广西南宁 530000）

0 引言

地基基础设计在结构设计中非常重要，其是连接上部结构与地基的纽带，安全性能至关重要。不仅如此，地基基础造价往往在结构总造价中占据很大比重，一般在10%～20%，对于地形复杂等原因，造价还会提高。因此，基础设计过程中应该综合考虑建筑物所处的地形及地质情况、地下水位情况等自然环境条件，对不同的地质情况，综合分析选择最合理、安全性及经济效益最优的地基基础方案。本文结合广西某多层热带科研试验中心工程实例，对该区域地质条件下的地基基础选型进行分析，以为相同地区类似工程的基础选型提供参考。

1 多层建筑常用地基基础形式

1）独立基础又称单独基础。这种基础常用于钢筋混凝土柱距大、荷载均衡、地质条件较稳固及对差异沉降有一定适应能力的上部结构的柱下。

2）桩基础简称为桩基，是一种比较常见的深基础形式，是由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深基础，或由柱与桩基连接的单桩基础，在高层建筑中应用广泛。

3）筏板基础是底板连成整片形式的基础，亦称片筏基础。其既可用于墙下，又可用于柱下，可分为梁板式和平板式两类。

2 工程概况

凭祥市某热带林业实验中心科研综合楼工程地上7层，地下1层，框架结构，建筑占地面积为863.7m2，位于广西凭祥市中国林科院热林中心院区内。根据GB 50021—2001（2009版）《岩土工程勘察规范》有关规定，本工程安全性等级为三级，岩土工程勘察等级为乙级，地基等级为丙级，场地等级为三级。

3 地质概况

3.1 场地地形、地貌及地质构造

勘察场地为新建工程，填平后场地现状较平坦，高差小于1.50m，高程在244.300～245.500m，场地原始地貌为岩溶谷地，地势平坦，拟建场地范围内原有3～5层建筑未拆除，西面为灰岩山体。根据区域地质调查，拟建场地及其邻近的非活动断裂通过构造稳定块体。根据本次钻探揭示，场地地层结构自上而下为：①素填料层，②红黏土层，③石灰石层。

3.2 地勘单位建议方案

根据拟建建筑特点和场地土分布情况，也可考虑桩（墩）基础。建议桩端持力层的基岩和土层应为③石灰岩层。目前广西地区常用的桩型有人工挖孔桩、钻（冲）孔桩、锤击（静压）预制桩等。根据邻近建筑或施工基础施工经验，适用于该场地的主要类型的桩为钻孔灌注桩和静压预应力管桩。桩的可行性分析与比较如下。

1）钻（冲）孔灌注桩属于排土桩，且具有较强的穿透力，桩端较容易达到设计标高的持力层。同时，这种桩大多属于大直径桩，单桩承载力较高，能满足上部结构对地基强度和变形的要求。但该场地局部存在孤石，钻孔困难，且该桩型施工时有大量泥浆排出，对环境有污染，需对其进行有效处理。

2）人工挖孔灌注桩对岩土层扰动及环境污染小，施工简便。由于工作人员施工水平存在差异，易出现安全隐患，如采用需进行专家论证。

3）锤击（静压）预制桩可实现施工过程中无噪声和振动，且施工进度快，施工环境整洁。但根据目前地区性经验，管桩易放置在岩尖、斜岩上而不能验证，工程质量难以保证，且灰岩岩面凹凸起伏较大，较难配桩，须慎用。

4 基础选型方案分析及优化

基础平面布置如图1所示。一般情况下，根据地质勘察报告建议，直接采用地勘单位推荐的基础形式方案，该工程结合地形、地质、水文、气候等自然环境条件，对地质勘探报告中的技术参数进行分析，如果采用钻（冲）孔灌注桩，施工周期变长，造价也会大大增加，无法实现经济合理化的统筹。通过对地勘资料及建模分析，提出基础优化方案。

图1 基础平面布置

该工程有1层地下室，层高3.9m，根据建筑图纸，地下室底板标高为241.300m，结合地质勘察报告土层分布情况，一部分基础已达到设计要求的持力层（③石灰岩层）范围内，所以初步方案基础形式采用浅基础形式（独立基础）。根据现场实际开挖情况～轴范围内黏土层较厚，若要达到设计要求的持力层还要往下继续开挖6～9m，这样会大大延长施工周期，根据实际施工周期要求，该方案不是很合理。

根据勘察结果，从施工质量、工期、经济、环境保护等方面考虑，并根据周边建筑常用的建筑地基基础形式，设计师建议采用独立基础和桩基的混合基础形式。