太原市某高层建筑几种地基基础方案的比较

李 璐

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

太原市某高层建筑几种地基基础方案的比较

李 璐

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

通过参与设计的某高层住宅项目，分别给出几种地基基础的推荐方案，对钻孔灌注桩、预制管桩和CFG桩在工程特性、经济效益等方面进行比较，指出灌注桩、预制管桩和CFG桩在适用的自然条件、基础结构特点、施工技术、质量保证、施工扰动等方面均存在明显不同，地基基础的设计需根据地质情况、工程投资和工期的需求选择不同的桩型。

灌注桩，管桩，CFG桩

1 工程概况

本工程位于山西省太原市，结构类型为剪力墙结构，地上33层,地下2层。地下2层层高3 m，地下1层层高3.3 m。地上部分层高2.9 m。本楼总高95.7 m，长度48.8 m，宽18.3 m，高宽比5.23,长宽比2.67。±0.000相当于绝对高程900.5。

根据地勘单位提供的《地勘报告》，给出了地基土承载力特征值，钻孔灌注桩、CFG桩和预制管桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值，分别见表1～表3。

表1 地基土承载力特征值

表2 钻孔灌注桩极限侧阻力标准值(qsik)和极限端阻力标准值(qpk)一览表

表3 CFG桩、预制管桩极限侧阻力标准值(qsik)和极限端阻力标准值(qpk)一览表 kPa

2 地基基础方案

2.1 灌注桩加承台梁加防水板

本工程根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范以及地勘单位提供的《地勘报告》，基础选用后压浆钻孔灌注桩加承台梁，桩基础采用墙下布桩的形式，基础埋深(不计桩长)预估为-7.30 m。

后压浆钢筋混凝土灌注桩的造价，每米桩长约为600元，每根桩约为2.2万元，总造价约为250万元。承台梁和防水板造价约为70万元。桩基础的总造价约为320万元。

灌注桩的特点如下：

1)混凝土灌注桩是用桩机设备在施工现场就地成孔或采用人工挖孔，在孔内放置钢筋笼；

2)适用于不同土层；

3)桩长可因地改变，没有接头；

4)仅承受轴向压力时，只需配置少量构造钢筋，需配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材；

5)单桩承载力大；

6)桩身的质量不易控制，轻易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象；

7)桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净，因而单桩承载力变化较大；

8)一般不宜用于水下桩基。灌注桩与预制管桩相比主要的优点是：单桩承载力高、桩身没有接头。

2.2 预制管桩加承台梁加防水板

本工程根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范以及地勘单位提供的《地勘报告》，基础选用静压PHC管桩(预应力高强混凝土管桩)加承台梁，桩基础采用墙下布桩的形式，基础埋深(不计桩长)预估为-7.30 m。

静压PHC管桩的造价，每米桩长约为200元，每根桩约为7 200元，总造价约为180万元。承台梁和防水板造价约为70万元。桩基础的总造价约为250万元。

预制管桩的特点如下：

1)预制混凝土管桩可在工厂集中生产，也可在场地四周预制，单节长10 m左右；

2)桩的单位面积承载力较高。由于其属挤土桩，桩打入后其四周的土层被挤密，从而提高地基承载力；

3)桩身质量易于保证和检查，适用于水下施工，桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强，施工工效高，因其打入桩的施工工序较灌注桩简单，工效也高；

4)预制桩的配筋需根据搬运、吊装和压入桩时的应力设计，远超过正常工作荷载的要求，用钢量大，接桩时，还需增加相关费用；

5)锤击和振动法下沉的预制桩施工时，振动噪声大，影响四周环境，不宜在城市建筑物密集的地区使用，一般需改为静压桩机进行施工；

6)预制桩是挤土桩，施工时易引起四周地面隆起，有时还会引起已就位邻桩上浮；

7)受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长，一般为10余米，长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，如不能确保全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至还会在打桩时出现断桩；

8)不易穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预钻孔等；

9)预制桩的适用条件：a.持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬的夹层；b.持力层顶面的土质变化不大，桩长易于控制，减少截桩或多次接桩；c.水下桩基工程；d.大面积打桩工程，由于此桩工序简单，工效高，在桩数较多的前提下，可节省基建投资；e.工期比较紧的工程，因已在工厂预制，缩短工期。预制管桩与灌注桩相比主要的优点是：桩身强度高、单根桩完整性好、施工速度快、现场整洁、环境污染小。

2.3 CFG桩加筏板

本工程根据JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范以及地勘单位提供的《地勘报告》，地基处理采用CFG桩复合地基,基础选用筏板基础，基础埋深预估为-7.80 m，基底压力预估为500 kPa。

CFG桩的造价，每米桩长约为71元，每根桩约为1 420元，总造价约为110万元。筏板及褥垫层造价约为140万元。地基及基础的总造价约为250万元。

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料，在水泥作用下形成的胶结掺合料桩。桩复合地基处理技术就是仿照桩基础的布置方式，在软土层内打孔，然后回填以水泥粉煤灰碎石，形成刚度比四周软土大得多的土质桩，置换土中部分软土，以增强地基土的强度，提高地基承载力和稳定性。由于CFG桩的刚度没有混凝土桩和钢筋混凝土桩那么大，以及桩顶设置有砂石垫层，桩体本身并未承担建筑物的所有荷载，而是与四周土一起承受建筑物的荷载。CFG桩能充分利用桩间土的承载力，与桩间土共同作用，并由于桩身强度高、刚度大、具有刚性桩的传力特点可将荷载传递到深层地基中去。CFG桩具有施工简单、沉降变形小、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，所以被广泛用于建筑物的地基处理。

2.4 预制管桩加筏板

本工程根据JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范以及地勘单位提供的《地勘报告》，地基处理采用预制管桩复合地基,基础选用筏板基础，基础埋深预估为-7.80 m，基底压力预估为500 kPa。

预制管桩的造价，每米桩长约为130元，每根桩约为2 600元，总造价约为195万元。筏板及褥垫层造价约为140万元。地基及基础的总造价约为335万元。

在不适用CFG桩的软土高灵敏土场地，或钢筋混凝土灌注桩墙下布置无法满足工程要求的场地采用预制管桩复合地基较好，另外复合地基的承载力检测证明了预制管桩复合地基中天然地基土和增强体的承载力均能充分发挥，可形成真正意义上的复合地基。

3 结语

由于混凝土灌注桩具有较大的抗侧能力，一般使用于高层和超高层建筑中，并且钻孔灌注桩设计施工工艺成熟，质量易于保证。预制管桩一般用于框架剪力墙结构和剪力墙结构中，造价较低，但由于预制管桩的抗侧能力较差，且桩长较长时单桩接头数量较多，施工质量难以保证，故在选用时受到限制。而 CFG桩复合地基则主要用于剪力墙结构中，适用于城镇中的住宅建筑，但由于CFG桩桩长较长时，桩身质量难以保证，且CFG桩复合地基较灌注桩基础沉降变形大，故超过30层的建筑不建议采用CFG桩复合地基。综合考虑几种地基基础方案的特点和经济效益，最终本工程基础选用后压浆钻孔灌注桩加承台梁，桩基础采用墙下布桩的形式。

[1] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[2] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[3] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

On comparison of some foundation scheme at some high-rise buildings in Taiyuan

Li Lu

(ArchitecturalDesignInstitute,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

According to the design for some high-rise residential program, the paper provides some recommendation schemes of some foundations, compares the bored pile, prefabricated pipe pile, and CFG pile from the engineering features and economic benefits, and points out the three piles have many differences from the applied natural conditions, foundation structure features, construction technique, quality guarantee and construction interruption, so different pile types will be neededaccording to the geological circumstances, engineering investment, and construction period in the design for foundation.

bored pile, pipe pile, CFG pile

2014-04-10

李 璐(1981- )，女，工程师

1009-6825(2015)04-0084-02

TU470

A