以南京某工程为例研究建筑物基础型式选用

王 艺 淇

(南京南大岩土建设工程有限公司，江苏 南京 210000)

1 概述

所谓万丈高楼平地起，基础打的牢建筑物质量才能有保证。科学合理的选择、设计基础型式可以节约资金和缩短施工工期。但是，如何做到科学合理选择、设计基础型式还有很多需要努力的地方。工程实例表明，基础型式的选择不当会引起严重的延误工期等一系列问题。工程地质条件和水文地质条件对基础型式选择起着决定性因素，当有多种建筑物基础型式都可以适用时，这就需要对这几种适用基础型式进行科学合理的择优选用[1-3]。

本论文通过经济技术分析，在专业和经验上进行定性分析，借助数学模型进行定量计算，最终提出建筑物最优基础型式的建议。房屋基础择优选择技术路线图如图1所示。

2 工程概况

本建筑物为4层框架结构，高约16.0 m，最大柱网间距8.4 m×6.0 m，建筑物呈回形，外轮廓尺寸为77.0 m×42.0 m，内轮廓尺寸为47.0 m×20.0 m，无地下建(构)筑物，单柱最大荷载约4 000 kN。该项目位于南京江北新区学府路北侧，整个场区南北长边宽约956 m,东西短边长约937 m,占地面积约72.98万m2，现有建筑约50栋。本人根据场区平面图，图解坐标法获取各勘探点的坐标，使用GPS测放各勘探点的坐标及高程，利用现有建筑物进行校验。原布置20个勘探点，均为机钻孔，场地平坦无障碍物，所有孔在设计位置施工，施工完成后用原土回填。在施工过程中发现局部基岩面起伏较大，在起伏较大地段共补充了8个鉴别机钻孔(见图2)。

根据野外及室内试验成果，场地各地层性质如下：

①层素填土:灰黄色，以可塑状粉质黏土为主，混少量碎瓦片及砖块，土质较均匀，堆填时间大于10年。

③层粉质黏土混卵砾石：紫红色，松散～稍密，粉质黏土为可塑状态，卵砾石含量约5%～8%，粒径1 cm～3 cm，工程性质一般。

3 各类基础的造价及工期分析

根据GB 50500—2013建设工程工程量清单计价规范及2014版江苏省建筑与装饰工程计价定额、工期定额等，按照筏形基础、箱形基础及桩基础三种方案分别计算出预算造价与工期，如表1所示。

表1 三种基础型式的经济、工期指标汇总

经过不同基础型式的经济性能分析我们可以看出，本工程中预制钢筋混凝土管桩的投资价最低，其次是筏形基础，最高的是箱形基础。当楼层再加高，这时筏形基础和箱形基础的造价要增加1倍甚至更多，然而桩基础的造价不会增加很多。这时，桩基础的经济性将会显现出来。另外，从工期上对比，桩基础的施工时间最少，可使工程项目尽早投入使用，满足投资者要求[4,5]。

4 施工技术及难易程度比较分析

暂定A方案为筏形基础，施工技术比较复杂，如大体积混凝土浇筑和养护较难。暂定B方案为箱形基础，由于开挖深度大，施工较A方案更复杂。暂定C方案为桩基础，桩基础又可分为钻孔灌注桩和预制桩两大类。钻孔灌注桩成桩工艺比较复杂，预制桩的质量在成桩前较易保证，但在成桩过程中桩身有时会受到损伤，发生于土中不易调查。如土层内有大孤石、大树干等障碍物，成桩施工时可能会遇到困难[6,7]。

5 环境影响比较分析

A方案不影响地下空间后续的开发和使用，且对周围的居住环境影响比C方案小。B方案可采用对环境影响较小，并可与将来地下结构空间的使用相结合，这样可以大大节约基础的造价和校园建设总费用。方案C桩基础，钻孔灌注桩施工机械的振动、噪声以及产生的泥浆对周围环境影响较大，而且采用桩基础也不利于地下空间的开发和使用，但无挤土危害。静压桩不但是一种无噪声、无振动、无污染的施工方法，而且还节省原材料，降低成本，也可以减轻滑坡危害，但是其挤土效应是比较明显的，因此对临近建筑物、公用设施、地下管线有一定的危害[8,9]。

6 模糊综合评价法

各种基础型式均有各自的优缺点，仅从施工工期、工程造价、施工技术、对环境的影响这四个方面分析，仍无法给出一个定量的评价量，故借助模糊综合评价方法进行基础决策[10,11]。取指标因素集为U={u1u2u3u4}={工期，工程造价，施工技术，环境影响}。

评判集为V={v1v2v3v4}={很好，好，一般，差}={10 8.5 7.0 6.0}。

权重集为A={a1a2a3a4}={0.1 0.4 0.2 0.3}。按下列步骤进行计算：

1)进行单因素模糊评价，确立模糊关系矩阵R：

(1)

2)确定模糊综合评价集矩阵：

=(b1b2b3b4)

(2)

然后用B中对应分量将各等级的秩加权求和，从而得到被评判对象的相对位置，其表达式如下：

(3)

各方案的模糊评审考核得分见表2，由于A3>A1>A2，故建议采用预制桩基础。

表2 模糊评审考核得分表

7 结论与展望

本论文主要就某一房屋建筑基础为例，通过施工工期、工程造价、施工技术、对环境的影响这四点，定性的分析比较各种基础的优缺点。最后又通过模糊综合评价法来定量的分析各种基础的评分，最终选择及优化基础的型式。这些研究对将来的房屋地基基础建设提供借鉴性的依据。

在基础工程设计中，根据各地区不同的地质条件，选择合理的基础型式，是个关键问题。在建筑物基础设计满足上部荷载等各项要求时，还要进行各种基础的比较，由于个人精力和能力有限，未在模糊综合评价法中对权重值的分配做细致研究，如果在这方面能有进一步的实践与研究，那对基础选型将非常有利。总之，对建筑物基础设计与选型优化，具有实际意义并有实用价值。

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