1、1西安市北郊高层建筑天然地基方案的成功应用案例摘要：结合工程实例，通过对工程地质特性的分析，通过对天然地层进行地基承载力测试，并验证了天然地基的可行性，将天然地基成功应用与 33 层高层建筑，充分发挥地基潜力，节约工程成本与工期，为类似天然地基基础方案提供技术参考价值。 关键词：高层建筑 天然地层地基 中图分类号： TU97 文献标识码：A 文章编号： 工程概况 拟建场地位于西安市经济技术开发区凤城九路与明光路十字东北角。小区共 18 栋高层，剪力墙结构。一期 9 栋，7 栋高层住宅采用天然地基基础，层数 26 层，高度 78.3m,基础，2 栋商业办公采用灌注桩基础,高度 99.6m。根据一
2、期 27 层高层建筑砂层采用天然基础成功经验，二期 33层高层住宅经专家论证，亦可采用天然地基，基础形式为筏基，埋深为-10m，基底压力 500KN/?。 地质条件 场地地形基本平坦，地貌单元属渭河一级阶地。场内未发现不良地质，场地稳定，适宜建筑。水位标高介于 367.25m365.51m，潜水类型。地层自上而下结构分层如下： 素填土：黄褐色，以粉质粘土为主，含少量砖渣，层厚 0.22.3m。 2黄土状土：褐黄色，呈中密状态，层厚 3.4m7.8m。 细中砂：浅黄，中密，中砂、细砂互层，矿物成分以石英、长石为主。层厚 3.5m6.5m. 中粗砂：灰黄，密实、饱和。层厚 6.4m12.3m。 粉
3、质粘土：灰褐灰色，可塑，饱和。颗粒成分以长石、石英，含少量砂砾。层厚 0.5m5.8m.。 中砂：灰色，密实，饱和，含少许云母片，层厚 8.8m14.3m. 中砂;灰色，密实，饱和，含少许云母片，含少量圆砾颗粒，层厚15m22m. 中砂：灰色，密实，饱和，含云母片，砂砾纯净，均匀，层厚11.4m16.3m 粉质粘土：深灰，可塑，饱和，层厚 1.4m6.1m. 中砂：灰色，密实，饱和，砂砾纯净，均匀，本次勘察未钻透此层，最大钻探深度 80.2m. 3地基土承载力特征值 根据土的分析实验及原位测试结果综合评价，各层地基土承载力特征值 fak 建议按下表采用 地基土承载力特征值 fak 建议表 地基
4、基础方案 二期住宅楼均为 33 层建筑，基底压力（标准组合值）为 600kpa，基础埋置深度-10.2m，基础底面位于细中砂层上部，下卧层为中粗砂层和粉质粘土层。根据本项目一期工程 27 层建筑采用细中砂用作天然地基的成功经验。地基承载力设计值经深度修正后亦可满足基底压力要求，采用天然地基在方案在承载力方面是可行的，但定要保证地基的均匀性。甲方为了进一步验证方案可行性，组织西北地区的勘察大师 西北综合勘察院研究院 顾问总工 林在贯、等几位地基专家以及勘察单位、设计单位设计总工进行现场专家论证，论证结果天然地基方案成立，承载力特征值以实际静载荷实验结果为准，承载力经深度修正后可满足基底压力要求。
5、 载荷试验在已开挖后的基坑 底部进行，为避免机械开挖 对地基底土层的影响，试验 时采用人工再开挖 03m 深度， 4将压板置于细中砂层顶部， 压板底部利用砂层找平。采用压板面积 5000cm2，相应压板直径为798cm。 图 2 载荷试验 P-S 曲线 试验采用堆载法，堆载总重约 50 余吨；堆重完成后，采用慢速法表，板侧对称安放，采用人工测读，终止加荷条件，选择为下列情况之一， a 承压板周围的土体明显侧向挤出： b 沉降量急剧增大，荷载沉降(s)曲线出现陡降； c 在某级荷载作用下，24 小时内沉降速率不能达到稳定； d 沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于 006 e 加荷至设计要求的
6、终止压力 1000kPa。 32 试验成果 1)试验曲线(ps 曲线和 s1gt 曲线)依现场试验资料整理的浅层平板载荷试验成果图(ps 曲线)图 2。依曲线和试验数据可见，在加荷范围内，曲线圆滑、平缓，未见明显的比例 界限，也未出现极限荷载，因而参考建筑地基基础设计规范附录 C 中 C06 条第 3 款“当压板面积为 025050m2，可取sb=O010015 所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半”可确定为承载力特征值的规定，取试验点 S1、S2、S3 处地基土在 500kPa下，对应压板沉降量分别为：588mm，899mm，852mm。 由上表可见，选取 500 为地基承载力特征值
7、时，S2、S3 点处的静载试验 sb 值已大于 0010，说明细中砂层仍一定的不均匀性。鉴于载荷5试验压板面积有限，压板下的荷载的传递影响深度仅为 1.0d1.8d,同时考虑实际建筑物的基础尺寸效应及荷载传递深度要大的多，因而对直接持力地基细中砂层的地基承载力特征值宜以多种测试方法综合确定。最终勘察单位提出的地基承载力特征值见表 2. 各主要土层物理力学性质指标 采用现场原位测试及室内土工试验测试各主要地基土层物理力学性质指标见表 2 由图 1 及表 2 可见，地层中上部的黄土状土及中部粉质粘土层为中压缩性土层，各层砂层呈中密密实状态，砂层厚度大，分布均匀，地质无软弱夹层，地质条件良好。 天然
8、地基可行性分析 按埋深条件，地基基础直接持力层为细中砂层，此层承载力特征值为 320kpa，经深度修正后，细中砂层可满足上部荷载的要求，下卧层验算亦满足要求，因此天然地基方案具有可行性。 沉降观测结果 以 13#楼为例，建筑主体结构施工至地面以上时，布设沉降监测点 6个，委托沉降观测单位西安建筑科技大学建筑勘察研究所对小区各楼进行系统沉降观测工作。13#楼工程于 2013 年 1 月封顶，截止主体封顶，观测点 16 点总沉降量分别为-1236、-1191、1104、-1594、-1165、-1052。沉降观测数据绘制成沉降图 4。 从沉降观测结果显示，当主体封顶时各观测点的沉降量介于-1052
9、-1594mm，基础沉降基本均匀，相邻观测点差异沉降小，符合6建筑变形测量规范 （JGJ-2007）的相关规定，但建筑沉降还未趋于稳定，根据经验，一般高层建筑沉降会在 35 年后渐趋于稳定，最终的沉降量为主体封顶时的 23 倍，因此预估该建筑的最终沉降量为4050mm。 7 结语 综合以上所述，在西安市北郊地区同类地质条件下，对高层建筑采用天然地基是可靠的，也是可行的。相比以往对高层建筑采用水下钻孔灌注桩基础或 CFG 长螺旋压灌桩复合地基而言，天然地基方案最大发挥了地基土的承载力潜力，不但使基础施工工期缩短，同时取 得了明显的经济效益。在施工中不用排污或产生噪音，保证了施工现场文明，因而也相应取得了一定的社会效益。 依据标准及参考文献： 1国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)S中国建筑工业出版社，2002 2国家标准建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) S中国建筑工业出版社，2002
