摘要：随着我国建筑产业如火如荼的开展，地基优化也日受到人们的重视。在设计时，将地基优化设计与实际设计相结合，降低企业的成本，提高企业的收益，就能够在竞争激烈的市场中赢得一席之地。而地基设计优化方法的广泛应用，为房屋建筑结构设计提供了一套科学高效的设计方法，从而使建筑可以获得所有被期望的性能。
关键词：地基设计；优化；房屋结构设计
1、总论
地基是建筑的重要组成部分，其质量好坏直接关系到整个工程质量。因此，我们要提高对地基的重视，保证工程的质量。地基是建筑的基础，对整个建筑的稳定性和安全具有决定作用。从上部结构和实际工程地质条件出发，对比采用天然地基浅基础、PHC 高强预应力混凝土管桩、人工挖孔灌注桩、钻（冲）灌注桩、旋挖成孔灌注桩的设计方案，并对五种地基基础方案进行了技术的综合分析，在设计过程中对地基基础进行方案比选，能够有效地应对场地地质特点及满足上部结构的要求。
2、项目概况
本项目拟建场地位于惠州大亚湾中心区。该项目规划总用地面积约80052m2，一期和二期的总建筑面积约313855m2。其中，一期工程主要包括联排别墅、幼儿园、高层住宅。二期工程主要为高层住宅，本次建设的主要为一期工程。
3、项目地基基础优化分析
3.1 桩基评价
3.1.1 单桩承载力估算
当拟建建筑采用桩基础，以强风化粉砂岩⑤作为桩端持力层时，桩端进入持力层深度不宜小于2d（d为桩的直径）。对于人工挖孔桩桩径应大于1.2m，桩端可进行扩底。对于钻（冲）孔或旋挖成孔灌注桩宜采用一柱一桩，桩径大于或等于800mm。
按广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）(公式10.2.3)公式计算单桩竖向承载力特征值：
式中：
Ra———单桩竖向承载力特征值（kN）；
u———桩身截面周长（m）；
li———桩侧第i层土的厚度（m）；
qsia ———第i层土的桩侧阻力特征值（kPa）；
qpa———桩端持力层端阻力特征值；
AP———桩端截面积（㎡）。
3.1.2 成桩可行性分析
1）当场地整平后，场地较开阔，交通便利，场地内无地下管网，场地上空无高架线。适于各类桩基施工机械进场并施工作业。
2）人工挖孔桩作为一种传统的成桩施工工艺，所需施工设备简单、成桩直径大、承载力高、成桩质量容易保证等特点。根据广东省建设厅《关于限制使用人工挖孔灌注桩的通知》（建管字[2003]49号），本场地不存在不得使用挖孔桩的情况。
但人工挖孔桩存在工人劳动强度大、危险性高，人工挖深桩或缺氧时容易产生安全事故，容易对周边环境造成影响等缺点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆人工挖孔桩施工时，施工单位应根据工程实际和现行相关施工规范、操作规程、工程建设标准强制性条文等编制详细的人工挖孔桩专项施工方案和紧急情况应急处理措施。
3）当拟建建筑采用钻（冲）孔灌注桩时，钻（冲）孔灌注桩穿透能力强，为排土桩，能使桩端较顺利地达到持力层设计标高，同时桩径较大，可获得更高的单桩承载力，且对周围环境影响较小。但钻（冲）孔灌注桩存在的问题是施工质量较难控制，常出现桩端沉渣厚度过大及桩身缩径、夹泥等施工质量影响单桩承载力。泥浆、污水、油污对环境造成污染。
4）当拟建建筑采用旋挖成孔灌注桩时，旋挖桩机施工具有以下优点：除具有钻(冲)孔桩的优点外，还可适用于各种地层；成孔泥皮薄、孔径规矩、桩承载力稳定，同条件下，单桩承载力比钻孔灌注桩高；同时，钻机的安装比较简单，钻头拆卸方便，机械化程度高，成孔速度快；该工艺污染小、噪音低、振动小，非常适于在市区施工。
5）预应力砼管桩，拟建场地内全、强风化岩层中发育较强、中风化“夹层”，不利于预应力砼管桩的施工。部分场地开挖面已经为强风化面，入桩困难。因此，不建议采用预应力砼管桩。
3.3.3 地下水对桩基设计和施工的影响
当采用桩基时，地下水对桩基主要影响评价如下：
1）基坑内外水头高差较大，钻（冲）孔桩、旋挖桩、人工挖孔桩钻（挖）至砂层时水力梯度骤变易引起流砂而导致孔壁坍塌，桩身浇灌时容易产生缩径、断桩、夹泥等质量问题。
2）地下水动力作用强时，场地内地下水渗流强烈，易带走尚未凝固的桩身砼中的水泥浆，使桩身砼产生大量的孔洞、蜂窝等质量问题。
3）残积土、全风化岩、土状强风化岩遇水易软化，饱水的残积土、全风化岩、土状强风化岩扰动后易泥化，承载力急剧降低，易导致单桩承载力不满足设计要求。
3.1.3 桩基施工对环境的影响的评价
在桩基施工过程中将产生噪音、粉尘、泥浆、尾气、固体废弃物等，对环境会产生不利影响，甚至污染环境。施工时，应特别注意对噪音的控制，防止施工噪音对周边居民的日常生活的影响；人工挖孔桩施工 降水，会对周边环境临近建（构）筑物和市政道路的安全使用产生较大影响；钻（冲）孔灌注桩施工时，应防止泥浆、污水、油污对环境造成污染。针对以上桩基施工产生的环境影响，应采取有效的防范措施，加强对环境的保护，尽量避免其对环境的不利影响。
4.结论及建议
天然地基浅基础，部份联排别墅，基坑开挖后面地层整栋为强风化粉砂岩。可以考虑采用天然地基。
预应力砼管桩，部分场地开挖面已经为强风化面，入桩困难。不采用。
人工挖孔桩存在工人劳动强度大、危险性高，人工挖深桩或缺氧时容易产生安全事故，容易对周边环境造成影响等缺点。不采用。
钻（冲）孔灌注桩存在的问题是施工质量较难控制，常出现桩端沉渣厚度过大及桩身缩径、夹泥等施工质量影响单桩承载力。泥浆、污水、油污对环境造成污染。不采用。
旋挖桩可适用于各种地层；成孔泥皮薄、孔径规矩、桩承载力稳定，同条件下，单桩承载力比钻孔灌注桩高；同时，钻机的安装比较简单，钻头拆卸方便，机械化程度高，成孔速度快；该工艺污染小、噪音低、振动小，非常适于在市区施工。采用。
参考文献
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[2]陈云兵.关于建筑地基勘察与地基基础设计优化的探讨[J].中华民居（下旬刊），2013（8）：314-315.
[3]方玉树.地基基础设计等级若干文集探讨[J].建筑结构学报，2014（7）：153-158.
论文作者:冯金玉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：承载力论文; 地基论文; 桩基论文; 场地论文; 建筑论文; 挖孔论文; 预应力论文; 《基层建设》2017年第14期论文;