某高層商住樓地基處理方案的比較

鄭建峰

1 工程概況

某項(xiàng)目位于太原市小店區(qū)并州南路，總建筑面積477 395 m2。其中一期項(xiàng)目位于建筑用地南側(cè)，主要由四棟地上30層，地下兩層的高層商住樓構(gòu)成。由于主體結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，每棟單體上部結(jié)構(gòu)均采用伸縮縫將其分割為三個(gè)單體。其結(jié)構(gòu)形式采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)埋深自然地面下約7 m，基底平均壓力約為500 kPa。場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

2 場(chǎng)地地質(zhì)概況

此工程場(chǎng)地位于太原市汾河?xùn)|岸Ⅱ級(jí)階地前緣，自然地形平坦緩傾，地貌單元屬?zèng)_洪積傾斜平原區(qū)，勘探點(diǎn)高程789.21 m～790.36 m。場(chǎng)地穩(wěn)定，地基土均勻，適宜建筑。地基土主要由沖洪積成因的第四系全新統(tǒng)(Q4)、上更新統(tǒng)(Q3)、中更新統(tǒng)(Q2)及下更新統(tǒng)(Q1)松散堆積物構(gòu)成，地層巖性為粉土、粉質(zhì)粘土及中粗砂、礫卵石等，上覆厚度不等的雜(素)填土。地下水靜止水位埋深8.0 m～8.5 m，標(biāo)高781.50 m左右。地下水類型:上部屬孔隙型潛水，下部屬微承壓水，水位年變幅1 m左右。場(chǎng)地距附近生活區(qū)較近，基坑可能有下水滲入。其土層分布見(jiàn)表1，表2。

表1 樁的極限側(cè)阻力qsk和端阻力qpk

表2 CFG樁的側(cè)阻力qsk和端阻力qpk特征值

3 地基處理方案比較

由于主體建筑的設(shè)計(jì)基底壓力為500 kPa，基底持力層位于③粉土，承載力特征值fak=100 kPa～110 kPa，經(jīng)深度修正后不能滿足設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行地基處理。根據(jù)此工程的場(chǎng)地現(xiàn)狀和上部荷載要求，初步選定鋼筋混凝土灌注樁，水泥粉煤灰碎石樁(CF G樁)及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC樁)三種布樁方案。

3.1 鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)

樁徑采用700，樁長(zhǎng)27.0 m，樁端進(jìn)入⑦層卵石層，考慮后壓漿技術(shù)，單樁承載力特征值可達(dá)到5 500 kN。沿剪力墻下布樁，墻下設(shè)0.9 m×1.0 m暗梁，基礎(chǔ)底板可按構(gòu)造設(shè)置(板厚取400 mm～600 mm)。該方案灌注樁施工工藝成熟，安全可靠，施工工期短。工程樁施工時(shí)，其止水帷幕樁及基坑支護(hù)樁可同時(shí)施工。與CFG樁相比可取消基礎(chǔ)底板下300厚碎石墊層，可減小基礎(chǔ)底板的厚度，這樣可減小基坑開挖深度，降低基坑開挖及降水的費(fèi)用。由于采用沿剪力墻下布樁，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)板為構(gòu)造防水板，大大降低基礎(chǔ)底板厚度，減少基礎(chǔ)底板鋼筋和混凝土用量，降低造價(jià)。

3.2 CFG 樁復(fù)合地基(f＞600 kPa)

樁徑采用400，樁長(zhǎng)19.5 m，樁間距1.3 m，正方形布置，樁端進(jìn)入⑥中粗砂層1.0 m，處理后的復(fù)合地基承載力可達(dá)到600 kPa。單樁承載力特征值需達(dá)到900 kN。混凝土強(qiáng)度等級(jí)需達(dá)到C25。該方案在太原地區(qū)高層建筑中采用相對(duì)較少，普遍多用于小高層(18層以下)。該方案樁距布置較密，施工時(shí)上部空樁較長(zhǎng)，很容易引起周邊土體回淤，造成周邊土體及建筑不均勻下沉。所以在施工CFG樁之前必須先施工基坑支護(hù)樁，以抵抗由于土體回淤對(duì)周邊土體及周邊建筑的影響，從而造成施工工期加長(zhǎng)和基坑支護(hù)費(fèi)用的增加。

3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC樁)

樁徑采用400，樁長(zhǎng)20.0 m，樁間距1.5 m，正方形布置，樁端進(jìn)入⑥中粗砂層1.0 m，處理后的復(fù)合地基承載力可達(dá)到600 kPa。單樁承載力特征值需達(dá)到1 350 kN。

優(yōu)點(diǎn):PHC管樁在靜壓施工時(shí)對(duì)相鄰建筑物無(wú)影響，試樁比較簡(jiǎn)單，工期快，無(wú)污染，無(wú)噪聲。

缺點(diǎn):在遇到較硬土層時(shí)，如標(biāo)貫錘擊數(shù)大于20的砂層，不易穿透，限制了它的應(yīng)用。而采用引孔技術(shù)有時(shí)會(huì)造成塌孔或使樁側(cè)摩阻力降低。

3.4 地基處理經(jīng)濟(jì)比較(價(jià)格按現(xiàn)階段市場(chǎng)價(jià)格考慮)

1)鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)。

樁徑700，樁長(zhǎng)27 m，樁根數(shù)216根。

鋼筋混凝土灌注樁單方造價(jià):1 300元/m3。

工程樁費(fèi)用:291.6 萬(wàn)元/每棟樓。291.6×4=1 166.4 萬(wàn)元。

8%工程預(yù)備費(fèi):93.3萬(wàn)元。

總計(jì):1 259.7萬(wàn)元。

2)CFG復(fù)合地基(f＞600 kPa)。

樁徑400，樁長(zhǎng)19.5 m，樁根數(shù)1 134根。

CFG樁單方造價(jià):80元/m，樁造價(jià):707.6萬(wàn)元。

基礎(chǔ)底板加厚造價(jià):320.0萬(wàn)元，碎石墊層造價(jià):32.0萬(wàn)元。基坑加深多挖土造價(jià):12.0萬(wàn)元。

基坑加深支護(hù)增加造價(jià):145.0萬(wàn)元。

8%工程預(yù)備費(fèi):97萬(wàn)元。

總計(jì):1 313.6萬(wàn)元。

3)PHC復(fù)合地基(f＞600 kPa)。

樁徑400，樁長(zhǎng)20 m，樁根數(shù)821根。

PHC樁單價(jià):200元/m，樁造價(jià):1 313.6萬(wàn)元。

基礎(chǔ)底板加厚造價(jià):320.0萬(wàn)元，碎石墊層造價(jià):32.0萬(wàn)元。基坑加深多挖土造價(jià):12.0萬(wàn)元。

基坑加深支護(hù)增加造價(jià):145.0萬(wàn)元。

8%工程預(yù)備費(fèi):145萬(wàn)元。

總計(jì):1 967.6萬(wàn)元。

通過(guò)比較，方案一造價(jià)較經(jīng)濟(jì)，比方案二低出53.8萬(wàn)元。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案分析比較，在太原地區(qū)就本工程所處位置的地質(zhì)情況，宜采用鋼筋混凝土灌注樁(墻下布樁)設(shè)計(jì)方案。

綜合分析采用方案一，灌注樁施工工藝成熟，安全可靠，施工工期短。減少基坑開挖深度，降低基坑開挖及降水的費(fèi)用。減少基礎(chǔ)底板鋼筋及混凝土用量，降低造價(jià)。綜合考慮總的工程造價(jià)，方案一和方案二基本相當(dāng)，但方案一工期要相對(duì)縮短，結(jié)構(gòu)更加安全可靠。

［1］ 尹文清.如何確定地基處理方案［J］.山西建筑，2010，36(25):116-117.