淺談高層建筑地基處理和基礎選型

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，城市用地越來越緊張，由于城市土地本身的稀缺性導致地價飛漲，因此高層建筑已成為城市建筑發展的趨勢。高層建筑具有層數高、形體大、基礎埋置深、落地面積小等特點。而且高層建筑結構要抵抗豎向和水平荷載，對抗震設防烈度等級設計要求也非常高，因此探討高層建筑的地基處理和基礎選型具有重要意義。

關鍵詞：高層建筑；地基處理；基礎選型

目前，我國的地基處理和基礎施工技術已經取得了很大的進步，部分領域已接近或達到國際先進水平，能夠帶動國民經濟發展。隨著城市規模的進一步擴大，功能進一步豐富，土地利用率必須得到提高，建筑工程項目也會向地基更加復雜的地區轉移，對地基處理技術提出了更高的要求。那么如何做好地基基礎的施工，關鍵要結合高層建筑結構特點，開發應用合適的基礎類型，這樣高層建筑的后期使用才會有所保障。

1 地基處理的方法

常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。

換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻沉降地基的處理，包括淤泥、淤泥土質、濕陷性黃土、雜填土地基及暗塘、暗溝等淺層處理。

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與黏性土等地基，當采用在夯坑內回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現場試驗確定其適用性。

砂石樁法適用于緊密松散沙土、粉塵、粘性土、素填土、雜填土地基。對飽和粘土地基上對變形控制要求不嚴的工程也可采用砂石樁置換。砂石樁也可以處理可液化地基。

高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、黃土、砂土、素填土和碎石土等地基。當土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有過多的有機質時，以及地下水流速過大和已涌水的工程，應根據現場試驗結果確定其適用程度。

預壓法的預壓方法有堆載預壓和真空預壓兩種，適用于淤泥質粘土、淤泥與人工沖填土等軟弱地基。

夯實水泥土樁法適不僅適用于地下水位以上淤泥質土、素填土、粉土、粉質粘土等地基加固，對地下水位以下情況，在進行降水處理后，采取夯實水泥土樁進行地基加固，也是行之有效的一種方法。

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質土、雜填土等地基均有大量成功的實例。

石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時，可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不適用于地下水下的砂類土。

灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理的深度為5～15m。但當地基土的含水量大于24%、飽和度大于65%時，不宜采用土擠密法。

柱錘沖擴樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基，對地下水位以下的飽和松軟土層，應通過現場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m。

單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數為0.10～2.00m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地，當采用堿液法時，應通過試驗確定其適用性。

在確定地基處理方案時，宜選取多種方法進行比選。對復合地基而言，方案選擇是針對不同土性、設計要求的承載力提高幅質、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。

2 高層建筑基礎的選型及特點

高層建筑的上層結構載荷很大，基礎底面壓力也很大，應采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調節不均勻沉降的基礎形式。根據上部結構類型、層數、載荷及地基承載力，可以用單獨柱基、交叉梁基礎、筏型基礎或箱型基礎；當地基承載力或變形不能滿足設計要求時，可以采用樁基或復合地基。

2.1 筏型基礎

筏型基礎也稱為板式基礎，多用在上部結構荷載較大、地基承載力較低的情況。一般有兩種做法：倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式。倒肋形樓蓋的筏基，板的折算厚度較小，用料較省，剛度較好，但施工比較麻煩，模板較費。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空間的利用，但地基開鑿施工麻煩，而且破壞了地基的連續性，擾動了地基土，會降低地基承載力；采用倒無梁樓蓋式的筏基，板厚較大，用料較多，剛度也較差，但施工較為方便，且有利于地下空間的利用。采用此種形式的筏板，應在柱下板底或板面加墩，板底加墩有利于地下空間的利用，板面加墩則施工較為方便。因此選擇施工方案的時候應考慮綜合因素。

2.2 箱型基礎

箱型基礎是由底板、頂板、外圍擋土墻以及一定的內隔墻組成的單層或多層混凝土結構。箱型基礎剛度大、整體性好、傳力均勻；能適應局部不均勻沉降較大的地基，有效地調整基地反力。由于地基面積較大，且埋置深度也較大，挖去了大量土方，卸除了原有的地基自重應力，地基承載力有所提高，建筑物沉降減小。由于埋深較大，箱型基礎外壁與土的摩擦力增大，增大了基礎周圍土體對結構的阻尼，有利于抗震。但是箱形基礎的內隔墻較多，支模等施工時間較費，工期較長；在使用上也受到隔墻太多的限制。

2.3 樁箱和樁筏基礎

在淺層地基承載力比較軟弱，而堅實土層距離地面又較深的時候，采用其他類型的基礎就不能滿足承載力或變形控制的要求。這是應當考慮采用樁基礎。樁的類型應根據工程地質資料、結構類型、荷載性質、施工條件以及經濟指標等因素確定。

樁按受力性能來區分，有摩擦樁和支承樁兩種；按施工方法區分，有預制樁和灌注樁兩種。在樁基平臺面積確定的情況下，不同樁徑、不同的樁基持力層會有不同的單樁承載力，樁的平面隨之也可以確定。當箱形或筏形基礎下樁的數量較少時，樁基布置在墻下、梁板式筏形基礎的梁下或平板式筏形基礎的柱下。樁距應盡可能的大，在充分發揮單樁承載力的同時，還能發揮承臺土反力作用，以取得最佳效果。

3 結語

要建成一矗成功的高層建筑，首先要打好基礎，地基基礎工程是建筑工程的根基，其施工質量的好壞關系到整個建筑工程項目成功與否。所以，做好地基處理并且選擇項目最為合適的基礎類型，是高層建筑后續工作穩定順利進行的保證，也為工程項目投入使用后的使用安全提供了保障。

作者簡介：何明陽（1993.10- ），男，漢族，江蘇泰興人，本科在讀，土木工程（建筑工程）專業。