韦业雄
（华蓝设计(集团)有限公司，广西，南宁，530011）
【摘 要】某高层住宅群，剪力墙结构，位于岩溶地区，经基础方案比选优化，选用CFG桩复合地基加筏板基础，引入潜孔锤施工工艺，节省近千万工程投资，工期比旋挖桩缩短，其经济效益及时间效益非常明显。
【关键词】高层住宅；岩溶地区；基础方案优化；CFG桩复合地基基础
一、工程概括
某地块由7栋高层住宅及1栋3层幼儿园组成，地下2层，局部3层，地面以上26～33层，建筑高度77.7～98 ，总建筑面积15万 ，均为剪力墙结构体系，全部塔楼由地下室连成为一个大底盘，抗震设防烈度为6度。
二、工程地质概况
拟建场地位于岩溶区，岩溶中等发育，地貌属于岩溶残丘，场地上覆土层主要为松散土和第四系残积粘性土及碎石土，下伏基岩为炭系石灰岩。岩土层从上到下分布见图2，主要参数见表1。
地下水是裂隙水，主要赋存于石灰岩中，水量较小。详勘共钻孔73个，56个钻入灰岩中，其中10个钻孔揭露有溶洞，遇洞率17.9%，线沿溶率3%。
表 1 主要物理力学参数建议值
三、基础方案比选
本项目共有7栋26～33层的高层住宅楼，对于整个楼盘开发来说，优选基础方案，不但节省投资，缩短工期，还能尽早售楼，早收益。为此，在设计前期有必要对整个项目的基础方案进行比选，找出一个最优的基础方案。本项目地下2层埋深8.3 ，局部地下3层埋深11.45 ，主楼基底均落在粘土○2或含砾粘土○3层上，其地基承载力不满足天然地基基础的要求，需采取其它基础形式，根据场地地质情况及本地区施工工艺，筛选出的基础方案有：旋挖灌注桩基础及CFG桩复合地基筏板基础，根据两者的特点及造价比较进行，从中选出一个最佳方案。
旋挖灌注桩基础特点：高层建筑柱底轴力很大，一般首选桩基方案，用岩层作为持力层，传力直接；但选择桩基基础，按照《规范》[1]，需对桩端持力层进行施工勘察，以查明桩端以下持力层范围内的地质情况。详勘已揭露有溶洞，遇洞率17.9%，洞顶最深为36.3 ，洞高7.6 ，桩长很长，施工有难度，成桩质量难以确保；工期长，常常都超出预估工期。施工工艺方面，因石灰岩○7层岩石饱和单轴抗压强度标准值很高（ ），对入岩钻头要求很高，国产钻头很难钻进，需改用进口钻头，对钻头磨损大，成本增加。
CFG桩复合地基特点：施工工艺简单，速度快，工期短，质量容易保证，造价较低。由于CFG桩不入岩，不需对溶洞探明及处理。但本场地碎石○4层含风化灰岩碎石，且含量不均匀，最大粒径＞100 ，采用长螺旋钻中心压灌成孔施工，对于遇到含风化灰岩碎石这种时，需先采用长螺旋潜孔锤引孔，再用长螺旋钻孔的工艺成桩，如引入长螺旋潜孔锤引孔，工期稍长，造价有所增加。
四、两种基础方案初步设计计算
选8#楼（地下3层、地上28层）进行两种基础的初步设计，并对其造价、工期进行分析对比，择优选择基础型式。
4.1旋挖灌注桩基础设计
按《规范》 [1] 公式 估算，ZJI～ZJ5直径分别是2 、1.5 、1.3 、1.1 、1.7 ，对应的单桩承载力特征值(KN)分别是：17200、9700、7200、5200、12400，桩身砼强度等级取C30，布桩见图1。
图 1 旋挖桩布置图
4.2 CFG桩复合地基基础设计
（1）桩端持力层的确定
石灰岩○7层为硬质岩，按目前施工工艺，桩端无法入岩，与倾斜岩面仅是点接触，从受力及变形综合来考虑，桩端宜落在岩面上，但不宜用该层的参数来计算桩端承载力，而应采用岩面以上土层参数来计算桩端承载力。
（2）桩径及桩长的选用
考虑施工工艺及相关工程经验，桩径选600 ，桩长约13～28 。
图 2 工程地质剖面图
取桩间土发挥系数 ， 代入（2）式算得A、B、C、D区面积置换率分别是:5.76、5.32、4.21、6.68。桩间距分别是：2.22 、2.30 、2.59 、2.05 。根据计算结果布CFG桩见图3。计算各钻孔点变形量，均小于规范允许值。
（5）褥垫层厚度及筏板厚度
按照《规范》[2] 规定，再根据建筑物荷载和基底土质情况，褥垫层厚度取300 ，级配碎石+砂混合，筏板厚度取1.6 。
五、两种基础方案造价及工期比较
根据《规范》[3]，旋挖桩施工勘察钻孔数按平均2个/桩，入岩深度取平均桩长加5.5米估算；CFG桩取一半钻孔需采用潜孔锤引孔估算综合单价，两种基础方案工程量及经济指标计算汇总见表2：
表2 两种方案工程量及相关经济指标
由上表可以看出，8#楼采用旋挖灌注桩基础比采用CFG桩复合地基加筏板基础造价至少多出100多万元。本项目共有7栋高层住宅楼，其中1#楼、7#楼各有2个单元组合，按8#楼1个单元可节省100多万元投资计，7栋楼共9个单元至少可节省900~1000万元投资。
工期比较：
旋挖灌注桩基础从施工勘察到桩基础施工完成估计用120天工期，CFG桩复合地基基础估计用30~40天工期。
综合以上造价及工期两方面比较结果，对整个项目，CFG桩复合地基加筏板基础总造价比旋挖灌注桩基础总造价节省近千万元，工期又缩短1/4～1/3时间，选用CFG桩复合地基加筏板基础的经济性及时间效益明显优于旋挖灌注桩基础。
现场已经完成了2#楼CFG桩施工及检测，正在施工筏板及上部，检测结果均满足规范要求，CFG桩施工实际工期只用了30天，比预估时间少，仅少部分需潜孔锤引孔。7#、8#楼CFG桩施工也基本完成，造价、工期与预估的差不多，进一步验证了所选方案的正确性。
结论
（1）岩溶地区高层建筑基础选型，视岩土性质、岩溶发育及施工工艺等情况来定，桩基方案不一定都是最经济的，本项目选用CFG桩复合地基加筏板基础是最优方案。
（2）CFG桩复合地基，应视土层情况选用施工工艺，对于桩入碎石土及风化灰岩碎石时，宜先采用长螺旋潜孔锤引孔，再用长螺旋钻孔工艺成桩，这与CFG桩入一般黏性土层的施工工艺有所区别，潜孔锤引孔工艺目前在本地区属于新工艺，本项目是该工艺第2个应用工程。
（3）选用CFG桩复合地基加筏板基础方案，本项目7栋楼9个单元，一共可以节省近千万元投资，而工期又只有旋挖灌注桩基础的1/4～1/3，甚至更少，可见其经济效益及时间效益非常明显。
（4）由此可见，合理的基础方案，节省投资，工期缩短，综合技术经济指标及社会效益优势明显。
参考文献：
[1]GB 50007-2011 [S] 建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社，2011.
[2]JGJ 79-2012 [S] 建筑地基处理技术规范. 北京: 中国建筑工业出版社，2012
[3]DBJ/T45-002-2011 [S] 广西壮族自治区岩土工程勘察规范 2011
作者简介：
韦业雄（1962-），女，目前高级职称，本科学历，主要从事建筑结构设计工作。
论文作者:韦业雄
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/26
标签：基础论文; 工期论文; 方案论文; 地基论文; 岩溶论文; 钻孔论文; 碎石论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;