建筑項目地基基礎選型分析

左 英

西安紫薇地產開發有限公司 陜西西安 710000

1 基礎選型的定位及特征

1.1 基礎選型的定位

地基基礎是建筑底部與地基接觸的承重構件，承擔著將建筑上部結構的荷載傳遞給地基的重要作用，是作為自然物的土地構成與人工物的上部構造之間承上啟下的部分。作為隱蔽性工程，地基基礎是建筑結構體系中最重要的組成部分，也是質量事故易出的環節，稍許問題都會給造價及工期帶來難以挽回的損失。

1.2 基礎選型特征

按照構造形式劃分，地基基礎分為剛性基礎、柔性基礎、獨立基礎、條形基礎、滿堂基礎以及樁基，其中經常采用的條形、獨立基礎又同筏基礎、樁基礎混用[1]。

1.2.1 地基基礎選型的協同性

基礎選型工作中存在著地基條件、基礎結構以及上部結構建筑之間的協同效應，在面臨地基土質軟弱、承載力低時，需要通過設計的補償來克服地基的變形以及基礎的不均勻沉降，措施是設置地下室或半地下室，上部結構選取輕質材料，施工中采用架空混凝土板的方式。當建筑物不均勻沉降較大時，還可以通過適當改變建筑物的荷載分布或者選取較大的基礎寬度、調整基礎埋置深度來增大基礎承載力，降低基礎沉降，從而協同整體力學平衡與變形防治。

1.2.2 選型工作的綜合性

體現在選型前期必須考慮重要地質構造如地下水的存在狀況，需要對地下水的深度以及潛伏規律做出了解和判斷。如果施工場地的地下水位過高，在基坑開挖時應注意水位對邊坡穩定性的影響，并相應采用邊坡維護措施。此外，還需通過收集并詳細閱讀城市建設資料以了解地下管線的分布狀況、周邊地質環境以及相鄰建筑的基礎構造等狀況，從而保證基礎的平面布局、埋置深度等設計的合理性，否則會造成設計不合理帶來的意外返工。可以在前期走訪周鄰項目獲取建設經驗。

1.2.3 選型設計的前瞻性

在進行基礎選型設計時，要結合建筑物的建成使用功能考慮合適的基礎型構，如從事精密生產或科研工作的建筑物對地基變形十分敏感，需要采用冗余量較大的方案，如盡量采用筏板+ 樁基模式，以最大克服不均勻沉降。

1.2.4 注重選型成果的可行性

選型設計要充分考慮施工的可行性，任何方案只有經過施工過程才能成為現實，需要在設計初期就詳盡了解施工過程的可能影響因素，包括項目周邊的市政環境、交通條件、居民區密度，也包括施工單位的常規做法和工藝水平，以及與基坑支護等的匹配性、大型設備進場安裝安排等，都對于基礎設計具有一定影響。

1.2.5 基礎選型需要注重經濟性

工程技術的進步，可以通過不同方案解決同一目標，可供選擇利用的地基處理方式與基礎形式種類也很多，需要根據建筑的復雜性、結構的特征、施工的難易度綜合考慮最具經濟價值的方案，從造價角度獲得最大收益。

1.2.6 高專業性與風險性

基礎選型是一個多專業高度配合的工序，具有橫向研判的復雜性以及不可測因素構成的風險性，存在著多業務門類交叉、知識信息密集的挑戰性，同時作業成果的隱蔽性、工序安排上的不可逆性致使這項工作需要高度的責任心、較高的多專業協調的管理水平，也需要面對多種目標重合甚至矛盾下采取必要的創新與探索，存在一定風險性。

2 基礎選型的組織及專業流程

在工程技術進步的加持下，人們更有信心完成復雜條件下的作業，地基基礎選型挑戰首先在于參與作業的建設單位、設計單位、勘察單位各司其職，信息共享，完成前中后期的有效統籌，特別是做好地勘報告的重點內容。

2.1 基礎選型組織流程

基礎選型組織流程見圖1。

圖1 地基基礎選型組織流程

地勘單位根據項目總圖、樓位分布以及現場走訪了解的情況，提供地勘方案，地勘方案需經建設單位、總包施工單位，雙方設計、工程、成本人員會簽確認，地勘方案中的探孔數量、探孔深度應滿足規范相關要求，且應避免存在土層未探明情況下急于定論，否則會帶來二次補勘從而導致延誤工期等情況[2]。

地勘單位進場勘察時，作為工程總負責的建設單位管理人員應現場監督并復核探孔數量及探孔深度，必須在工作開始時旁站，避免錯勘、漏勘等情況發生，杜絕以鄰近建筑物勘察資料代替擬建工程的勘察報告。

2.2 基礎選型專業流程

地基基礎的選型流程具有建設單位、勘察單位、設計單位三元偶聯的整體性，通過組織流程的明晰，進一步融合各專業要素的整體過程見圖2。

圖2 地基基礎選型專業要素合成圖

3 地基選型原則

地基、基礎選型時，應結合上部結構類型、上部結構荷載分布情況、地下土層分布等多種因素綜合考慮，根據經濟性排序的一般優先順序是：天然地基> 人工地基> 預應力管樁或預應力空心方樁> 預制方樁> 旋挖灌注樁> 沖孔灌注樁。

3.1 框架型上部結構的地基基礎選型

對于24m 及以下高度的建筑，優先考慮采用獨立基礎；

對于24m 以上建筑，從結構整體性考慮，優先采用柱下條形基礎，其次考慮采用筏板基礎。

需注意的是，當基礎底標高以下呈現“濕陷性黃土”構造，或“不均勻地基”時，應根據采用換填墊層、擠密樁復合地基等措施進行治理；當上述地基承載力不滿足上部結構基底壓力標準時，需會同專家對地勘報告詳細研判，就是否選用人工地基，特別是是否采用樁基礎等進行綜合評判[3]。

3.2 剪力墻結構地基、基礎選型

3.2.1 基礎選型

多層住宅：獨立基礎> 柱下條形基礎> 墻下條形基礎> 筏板基礎。

高層住宅：墻下條形基礎> 筏板基礎。

以上選型中，獨立基礎和墻下條形基礎由于底部尺寸相應較大，較一般基礎其抗彎性和抗剪性能較好，承受的豎向荷載也較大，適用于地基承載力較差和基礎需承受水平力的狀況，對應了“寬基礎淺埋置”的處理方式。

對于柱下條形基礎，適用于上部結構中柱的荷載較大而土體承載力不強的情形，特別是軟弱地基導致建筑荷載不均、或土體壓縮性在主軸方向分布不均時，可采用柱下條形基或十字形基礎，較多用于廠房建筑和高層框架結構。

屬于滿堂基礎類型的筏板基礎適用于帶地下室的高層建筑或儲水構造的建筑物（如室內泳池、噴泉造景），通過整體較大剛性的構造調節不均勻沉降，分為平板式和梁板式，通常情況下又會同樁基結構連用。

3.2.2 地基選型

以北方為例，一般考慮在“CFG 復合地基+ 筏板基礎”或“墻下布樁+ 樁基承臺”中選擇，因前者剪力墻結構上部荷載分布較均，經濟性較好，因此大多數情況下選用前者。

CFG 樁由碎石樁基礎演化而來，樁本身具有的粘連性，可在整個樁長范圍受力，因此承受荷載大，具有良好的莊周摩阻力和樁端力，可大幅提高復合地基的承載力，并減少沉降。

3.3 框架- 核心筒結構地基基礎選型

因框架- 核心筒結構主要適用于高層及超高層建筑，且因此類建筑豎向荷載分布不均，核心筒處豎向荷載遠大于外框柱豎向荷載，故普遍連用樁基礎以調節不均沉降[4]。

4 結論

從勘探方案設置上保證重點內容的詳盡，合理判斷土層下地質狀況；地基處理上以天然地基為首選，其次是經換填的復合地基，可以優先選擇天然地基+ 淺基礎，在驗算后根據穩定性、沉降性、強度要求采用滿堂基礎的筏板基礎，能夠顯著提升地基承載力、降低基底應力以及控制基礎的沉降，適應于跨越局部的軟弱層，且抗震性能佳。在無法采用淺基礎下，深基坑的處理可采取復合地基，并與筏板基礎、常規樁基礎一起使用，在滿足成本要求下，可用“人工換填+CFG 樁”的深基礎處理方式；深基坑優先選用CFG 樁+ 復合地基，相較CFG 復合地基加筏板形式具有造價優勢，同時CFG 樁復合地基也能較大縮短工期（較其他處理方式節省工期近一半），并具有與CFG 復合地基加筏板形式采用的旋挖樁相近的承載力。