某岩土工程项目地基基础设计方案可行性分析

朱大双　孙璐璐（四川枫雅建筑勘察设计有限责任公司，四川郫县　611730）



某岩土工程项目地基基础设计方案可行性分析

朱大双孙璐璐
（四川枫雅建筑勘察设计有限责任公司，四川郫县611730）

【摘 要】通过某场地详勘阶段的岩土工程勘察中钻探、原位测试、室内试验和类似工程经验值等资料，综合确定其各岩土层承载力特征值等有关参数以及各岩土层物理力学指标，为施工图设计提供设计参数。根据拟建物结构形式及工程地质条件，结合地区经验对场地内拟建的高低层建筑物进行地基基础方案可行性分析评价，最终为设计提出经济合理的地基基础方案建议。

【关键词】岩土工程勘察地基基础设计方案建议

1　工程概况

成都新瑞诚置业有限公司建设的成都七中嘉祥外国语学校（郫县校区）场地位于郫县新城区，交通条件方便。建设总建筑面积为50477.0m2，由12栋建筑物和地下车库组成，建筑物层数为2F-11F。其中教师公寓为11F，宿舍为6F，初中部及高中部教学楼、中学实验楼、办公楼为5F，小学教学楼及办公室实验楼为4F，食堂及体育馆为3F，图书馆及阶梯教室、报告厅及阶梯教室为2F，建筑高度10.0～39.2m。

根据拟建物特征和拟建场地地质条件，该建筑物工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。

2　地基土岩土工程特性

根据钻探、原位测试、室内试验和类似工程经验值等资料，综合确定其各岩土层承载力特征值等有关参数。现提供各岩土层物理力学指标建议值列入下表1，供设计选用。

表1　地基土物理力学性质指标建议值表

3　地基与基础方案评价

3.1高层建筑

3.1.1天然地基

（1）基础持力层及基础形式选择。教师宿舍拟采用筏板基础或者独立柱基，基础埋深为-6.0m，假设±0.00高程为558.00m，基础底面标高为552.0m。

基础持力层主要为稍密卵石层、中密卵石、密实卵石，局部地段为中砂、松散卵石，其第一下卧层主要为中密卵石层、密实卵石，局部为中砂、稍密卵石和松散卵石，下伏地层主要为密实卵石，地基土性能良好，分布稳定，建议采用筏板基础，以稍密或中密卵石层作地基持力层合理、可靠，对基底面附近的中砂、松散卵石须清除，采用素砼换填处理，对基础持力层下卧层中的中砂、松散卵石须进行强度和变形验算，若不满足设计要求，可对其采用压浆或高压旋喷桩法处理，以满足设计荷载及变形要求。

（2）地基承载力设计值。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），地基承载力设计值计算结果如下：松散卵石：fa=602kPa；稍密卵石：fa=775.2kPa；中密卵石：fa=1038.4kPa；密实卵石：fa=1321.6kPa；中砂：fa=392.5kPa。

根据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004），则地基极限承载力fu估算结果如下：松散卵石：fu=1295.3kPa；稍密卵石：fu=2636.2kPa；中密卵石：fu=4898.9kPa；密实卵石：fu=12648.8kPa；中砂：fu=653.1kPa。安全系数K建议可取3.0。

3.1.2桩基础方案评价

（1）桩端持力层的选择。若采用人工挖孔桩方案，打入法成桩工艺极易造成断桩或斜桩，故不宜采用预制桩和沉管灌注桩；而钻孔灌注桩有造价较高、相对工期较长、噪音大、质量控制较难等缺点，本工程也不适用；高层11F（教师宿舍）基础埋深-6.0m，采用人工挖孔桩基础，可选层位稳定、厚度大、承载力高的中密卵石作为桩端持力层，桩端进入持力层1-3倍桩径，桩长宜大于6m，根据《成都地区建筑地基基础设计规范》规定，若采用人工挖孔桩应进行一桩一孔的施工勘察。可据此确定桩长，这种方式具有较高的可靠性，在基础施工时须考虑护壁措施，卵石层中的地下水可采用管井降水。

（2）桩基力学参数的选择。根据建筑物荷载较大，承载力设计要求较高，可采用桩基础，桩宜采用人工挖孔灌注桩。建议桩端持力层的极限端阻力标准值qpk及桩的极限侧阻力标准值qsik根据《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）和《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）采用。

考虑到这里的计算数据和讨论方案是根据规范计算所得，与本场地真实情况难免会有些出入，本工程在桩施工前应进行试桩和静载试验，以确定成桩方案和选择成桩设备，并确定单桩竖向极限承载力。单桩竖向极限承载力应以载荷试验实测值为准。

3.2低层建筑

据拟建物结构形式及工程地质条件，结合地区经验对拟建物地基基础方案评价如下：

············

（1）采用天然地基的可行性评价。地下室基础埋深较深，可采用天然地基，以稍密卵石作基础持力层，对局部不满足条件地基采用素砼换填处理。同时须进行施工降水措施。

（2）采用复合地基的可行性评价。根据工程地质剖面图，小学教学楼、图书馆及阶梯教室、小学部办公楼、初中部及高中部教学楼、办公楼、报告厅及阶梯教室、小学宿舍楼、初中宿舍楼、高中宿舍楼、食堂及体育馆场地内粉质粘土、粉土、中砂层承载力低，厚度变化大，不能满足设计要求，由于建筑物荷载较大，卵石层埋藏较深，可采用复合地基（振冲碎石桩）进行加固处理，即采用水振冲法进行地基加固处理，以振冲加固处理后的复合地基作拟建物基础持力层，基础形式可采用独立基础。

（3）用桩基的可行性评价。小学教学楼、图书馆及阶梯教室、小学部办公楼、初中部及高中部教学楼、办公楼、报告厅及阶梯教室、小学宿舍楼、初中宿舍楼、高中宿舍楼、食堂及体育馆场地内粉质粘土、粉土、中砂层承载力低，厚度变化大，不能满足设计要求，建议可采用高强度预应力管桩或混凝土预制桩，以中密卵石或以上密实度卵石作为桩端持力层；桩端宜嵌入持力层1～1.5倍桩径，且不小于0.50m。施工前应先进行试桩，单桩竖向承载力应由现场桩静载试验确定，由试桩来确定桩的贯入度和根据工程地质剖面图持力层标高确定桩长。

4　地基基础设计方案建议

（1）建议教师宿舍采用筏板基础或独立柱基，以稍密或中密卵石层，作天然浅基础持力层，对基础持力层下卧层中的松散卵石须进行强度和变形验算，若不能满足设计要求，在进行经济与技术对比后，可对其采用高压旋喷桩法处理。

（2）根据工程地质剖面图，小学教学楼、图书馆及阶梯教室、小学部办公楼、初中部及高中部教学楼、办公楼、报告厅及阶梯教室、小学宿舍楼、初中宿舍楼、高中宿舍楼、食堂及体育馆场地内粉质粘土、粉土、中砂层承载力低，厚度变化大，不能满足设计要求，由于建筑物荷载较大，卵石层埋藏较深，可采用复合地基（振冲碎石桩）进行加固处理，即采用水振冲法进行地基加固处理，以振冲加固处理后的复合地基作拟建物基础持力层，基础形式可采用独立基础。

（3）小学教学楼、图书馆及阶梯教室、小学部办公楼、初中部及高中部教学楼、办公楼、报告厅及阶梯教室、小学宿舍楼、初中宿舍楼、高中宿舍楼、食堂及体育馆场地内粉质粘土、粉土、中砂层承载力低，厚度变化大，不能满足设计要求，建议可采用高强度预应力管桩或混凝土预制桩，以中密卵石或以上密实度卵石作为桩端持力层；桩端宜嵌入持力层1～1.5倍桩径，且不小于0.50m。施工前应先进行试桩，单桩竖向承载力应由现场桩静载试验确定，由试桩来确定桩的贯入度和根据工程地质剖面图持力层标高确定桩长，基础形式可采用独立基础。