1、皖北居住区地基处理方案选择与比较分析摘要：结合工程实例，对住宅区地质情况进行分析，并结合当地建筑材料供应情况，对地基处理不同方案的质量与经济性进行分析比选，确定最优方案。 关键词：CFG 桩；PHC 管桩；经济评价 中图分类号： TU4 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况及地质情况 1、工程概况 本工程为本公司开投资建设的皖北某居住区，共 31 栋 1824 层高层建筑、6 栋附属商铺及 3 处地下一层车库，总建筑面积约 60 万 m2。高层住宅采用剪力墙结构，配套用房拟采用框架结构，地下车库拟采用板柱结构。 2、地质情况 根据勘察公司提供的地质资料，住宅区地基分为五个岩土层，层为填筑土
2、；层为粉土，层厚约 1.01.5 米；层为粉质粘土，主要由粉粘粒组层，均匀性一般，局部夹有粉土，层厚约 8.012.0 米；层为粉细砂，并含有-1 粉细砂夹层，粗颗粒含量少，局部相变为粉土，均匀性一般；层为粉质粘土，主要呈可塑-硬塑状，局部呈软塑状，局部粉粒含量高，均匀性一般。主要地基基础设计参数见下表： 二、上部结构荷载及基础埋深估算 剪力墙结构荷载按 15kN/m2 考虑。高层住宅层高按 2.9m 考虑。高层住宅均设置一层地下室。 则 24 层住宅基底压力：（24+2）15=390kPa；18 层住宅基底压力：（18+2）15=300kPa。 考虑采用筏板基础，则 24 层住宅基础埋深：（
3、242.9+1.2）/15=4.72m，取 4.8m；18 层住宅基础埋深：（182.9+1.2）/15=3.56m，取 3.6m。 均落在第 3 层土上，Fak=190kPa，小于最低楼层 18 层建筑的地基压力，不能满足要求，必须进行处理。 三、地基基础方案分析及初步设计 对于高层住宅，地基基础方案有三种：高强预应力薄壁预制管桩基础；灌注桩基础；复合地基筏板基础。 方案：设计施工经验成熟，桩承载力可靠，可节约底板钢筋用量。但细砂层不宜穿过，需采用锤击桩。当地没有管桩生产厂家，运输成本可能较高。 方案：施工周期较长，造价较高，桩底沉渣不易清理干净。 方案：造价较低，工期与方案相当，但筏板的钢
4、筋用量较大，桩承载力可靠性较方案低，若处理不好，基础沉降大，建筑物倾斜。 由于高强预应力薄壁预制管桩单桩承载力直观、质量稳定、施工效率高、工期短、适应土质范围大等优点，本工程可以采用该方案；同时，根据建筑地基处理技术规范 ，水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。本工程的土层为粉土、粉质粘土、细砂三种，适合 CFG 桩法，因此，本工程拟选择水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）法与预制管桩两种方案进行比较。 1、CFG 桩复合地基初步设计 （1） 、24 层住宅 初定 CFG 桩径 D=500mm，桩间距为 S=3.5D=1.75m，正方形布桩。则一根桩
5、分担的处理地基面积的等效圆直径De=1.13S=1.131.75=1.9775m。面积置换率 m=（D/De）2=（500/1977.5）2=0.0639。 初定 CFG 桩长 16m，进入第 5 层土 2.7m。则第 3 层土厚度 7.6m，侧阻力特征值 35kPa；第 4-1 层土厚度 1.7m，侧阻力特征值 20kPa；第 4 层土厚度 4m，侧阻力特征值 27.5kPa；第 5 层土厚度 2.7m，侧阻力特征值32.5kPa。第 5 层土端阻力特征值 400kPa。 初估 CFG 桩单桩承载力特征值：Ra=3.140.5（7.635+1.720+427.5+2.732.5）+3.140
6、.252400=860kN。 桩间土承载力折减系数取 0.8，处理后桩间土承载力特征值取天然地基承载力特征值 190kPa。 根据建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002）式（9.2.5） ，初估复合地基承载力特征值 fspk=0.0639860/(3.140.252)+0.8(1-0.0639) 190=422kPa390kPa，满足强度要求。 其中，桩体试块抗压强度平均值 fcu3860/(3.140.252)=13.1MPa。考虑耐久性要求，取 20MPa。 （2） 、18 层住宅 初定 CFG 桩径 D=500mm，桩间距为 S=3.5D=1.75m，正方形布桩，初定 CFG 桩长
7、 11m，根据规范，初估复合地基承载力特征值fspk=0.0639642/(3.140.252)+0.8(1-0.0639) 190=350kPa300kPa，满足强度要求。 2、PHC 预制管桩初步设计 24 层住宅建筑选择 PHC-AB500 型管桩，桩长 32m，桩数 217 根。根据规范初步估算，地基承载力满足强度要求。 四、方案经济评价对比分析 与预制管桩方案对比，CFG 桩复合地基地下室底板的钢筋用量和混凝土用量大，根据对 24 层住宅建筑基础处理方案初步造价估算，预制管桩方案 C30 混凝土用量约 782m3，钢筋用量约 38t ，CFG 桩复合地基方案混凝土用量约 1470m3
8、，钢筋用量约 78t。 对上述主要工程量进行综合单价分析，在不考虑管桩当地采购不便的情况下，预制管桩及承台造价合计 225 万元，折合至建筑面积的单方造价 121 元/m2，CFG 桩及筏板基础施工造价合计 178 万元，折合单方造价 96 元/m2，两者单方造价差距约 25 元/m2，若考虑预制管桩超远距离运输费用，两者单方造价差距超过 30 元/m2，按全部工程 60 万 m2 规模考虑，预计共节约建设投资超过 1800 万元。因此，本项目最终选定 CFG桩复合地基筏板基础方案。 五、结束语 本工程 CFG 桩施工时采用长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩施工工艺，沉桩按标高控制桩长的原则，成桩
9、后的复合地基承载力特征值通过现场实验确定。从设计及经济评价分析，CFG 桩方案具有取材方便、经济节约等优势，但从施工质量控制分析，其地基承载力受不同地质的影响，稳定性不如预制管桩；同时，载荷试验应在桩身强度达到 100%、并宜在施工结束 28 天后进行，从沉桩到做静载试验的等待时间较长。 本工程从方案设计之初，对项目整体运作进行了统筹考虑，通过专业施工队伍的选择、工程分期、沉桩及静载试验等一系列工作进行了系统的安排，既保证工程建设的总体工期和质量标准，又实现了控制投资的目标。 参考文献： 1 建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2002） 。 2 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） 。 3 预应力混凝土管桩图集03SG409S.中国建筑标准设计研究院出版。
