沈阳沈北某工程基础型式初步分析

胡舒 张福波

摘 要：通过对沈阳沈北某工程基础型式的初步分析，建设单位可根据现场施工条件、工期要求及实际桩基价格确定桩型，从而降低工程造价。

关键词：基础型式；初步分析；工程造价

1 地质资料

根据地质勘探中间资料，沈阳沈北某工程场地地基土主要由耕土、粘性土和砂类土组成，由上而下依次为：

①耕土：该层全区均有分布，一般层厚0.5～0.9m。

②粉质粘土：黄褐色，饱和，呈可塑状态，该层全区均有分布，一般层厚0.5～5.2m。

③粉质粘土：灰色，饱和，呈软塑～流塑状态，该层全区均有分布，一般层厚0.8～9.6m。

④粉质粘土：灰～灰褐，饱和，呈可塑状态，该层全区大部分钻孔揭露该层，一般层厚6.0～9.0m。

⑤泥包砾：主要由石英岩、花岗岩等结晶岩屑和粉质粘土组成，混粒结构，含圆砾约占50～60%，一般粒径2～20mm，最大粒径80mm，圆形～亚圆形，坚硬，充填20～30粉质粘土及少量中粗砂，饱和，呈稍密状态，该层局部夹有⑤-1粉质粘土。

该层全区均有分布未穿透，最大控制深度35.0m，控制厚度21.0m。

⑤-1粉质粘土：黄褐色，饱和，呈硬塑状态，该层全区仅243～248号孔遇见，一般层厚1.4～2.9m。

地基土各层承载力特征值等见下表：

2 基础型式

桩基形式对比：

预应力管桩是采用预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。管桩沉桩方法有多种，在我国国内施工过的方法有：锤击法、静压法、震动法、射水法、预钻孔法及中掘法等，而以静压法用得最多。由于柴油锤打桩时震动剧烈、噪音大，为适应市区施工需要，近几年来我国各地开发了大吨位的静力压桩机施压预应力管桩的工艺。

灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基，具有承载力高、调整幅度大、沉降变形小、沉降稳定较快等特点。CFG桩复合地基受力性能亦刚亦柔。对桩而言，是介于刚性桩与柔性桩之间的桩型。在外载作用下，大部分荷载由桩承受，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力随着荷载作用的时间及桩侧阻力发挥的程度而逐渐增高。同时，桩顶褥垫层则发挥调节作用，使桩间土与桩身进入共同工作状态，逐渐形成复合地基。复合地基的承载力大小取决于桩径、桩长、桩距、持力层土质及褥垫层厚度等因素。另外，CFG桩不配置受力钢筋，有时仅配置构造钢筋。桩体利用工业废料粉煤灰和石屑作为掺和料，降低了工程造价。

通过对比联排别墅及会所拟采用浅基础，基础宜尽量浅埋，持力层为②粉质粘土，对其软弱下卧层③粉质粘土进行验算，②粉质粘土较薄处，如软弱下卧层不能满足承载要求，采取适当的结构调整措施或进行地基处理。

多层洋房需采用桩基础，桩基形式可选用管桩（静压或锤击）、螺旋钻孔压灌桩，持力层为⑤泥包砾，载体桩（夯扩桩），持力层为③粉质粘土。

高层也需采用桩基础，桩基形式可选用管桩、螺旋钻孔压灌桩，CFG桩复合地基，持力层为⑤泥包砾。

3 基础经济性比较

下面对各种桩型单位承载力造价、基础造价及施工便利性进行简要分析，由于竖向尚未确定，暂按场地回填1.50m计算桩长。

3.1 多层桩比较（见表2）

从表2分析结果看，400径管桩与载体桩造价基本接近，300径管桩低于载体桩。由于400径管桩单桩承载力高，对多层建筑布桩系数会提高较多，造价还会有所增加。管桩施工速度快；载体桩单桩承载力适中，相对经济，桩施工简单，不需大型机械设备，但施工速度很慢；压灌桩施工速度慢、造价高；因此对多层洋房可采用预制管桩，采用400与300径混布以减小布桩系数，降低造价，如工期要求许可也可采用载体桩。由于多层基础受相邻车库影响，待车库方案确定后在做进一步比较。

3.2 高层桩比较（见表3）

从表3分析结果看，CFG桩相对经济，对27层及以上高层可采用CGF桩复合地基，如工期要求紧则也可采用管樁，考虑到按规范要求布桩间距不能满足基础单位面积承载要求，需采用引孔措施，或参考临近场地已有工程经验，邀请专家论证，以确定可否采用小桩距布桩。

对18层及以下高层如采用CGF桩复合地基，需采用筏板，采用预制管桩则可以是桩承台、构造防水板，按平均基底压力300kPa计，CFG桩桩间土利用系数取0.75，对每平米基础面积桩及承台综合比较如下：

从表4分析结果看，综合造价管桩优于CFG桩，对18层及以下高层可采用管桩。

对高层管桩，需入持力层⑤泥包砾约8m，建议确定基础方案前，咨询管桩施工单位，选择合适施工机械，宜进行试成桩及单桩承载力试验，以确定成桩可行性。

4 结 论

综上分析，建议联排别墅及会所采用浅基础；多层洋房采用管桩；18层及以下高层在设计开始前先进行试桩，如成桩可行也采用管桩；对27层及以上高层采用CGF桩复合地基；具体情况可根据现场施工条件、工期要求及实际桩基价格确定。

参考文献

[1]建筑地基基础设计规范《GB50007-2011》中国建筑工业出版社，2011.

[2]建筑桩基技术规范《JGJ94-2008》中国建筑工业出版社，2008.

[3]建筑地基基础技术规范《DB21-907-2005》辽宁科学技术出版社，2005.

[4]建筑地基基础工程施工质量验收规范《GB50202-2002》中国建筑工业出版社，2002.