新疆喀什某住宅地基处理及基础方案设计

摘要：本文主要介绍了新疆喀什某住宅项目的地基处理及基础方案设计。根据场地条件、结构计算结果，选取合理的地基处理方案及基础型式，并总结设计心得供今后工程设计参考。

关键词：地基处理；基础选型；抗倾覆；高烈度

Abstract: This paper mainly talks about the foundation treatment and design for a residence in KaShi ,XinJiang province. According to the ground conditions and structural calculation results,select reasonable foundation treatment and design scheme,and sum up the design experience for future reference in engineering design.

Key words: foundation treatment, foundation scheme, anti - overturning, high seismic intensity

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

1. 工程概况

该工程建筑场地位于新疆喀什疏附县，宽450米、长528米，拟建建筑物有5层砌体结构，5层框架剪力墙结构；也有11层和18层剪力墙结构，且均带一层地下室。

2. 场地工程地质条件

2.1 区域地质构造概况及地形地貌

本区地处南靠喀什昆仑山，西邻帕米尔高原，东接塔克拉玛干沙漠，昆仑地槽与塔里木地台间过渡地带。本区地层主要由第四系堆积物组成，构造动力主要是堆积作用，并伴有轻弱的侵蚀作用。本区为近、现代地震活动性较强地区。此工程场地位于疏附县，从区域地貌方面来讲，拟建场地受山前丘陵区与盆地交汇处冲洪积作用的影响，场区整体地势由东北向西南倾斜，场地地貌上属山前冲洪积平原的中下部的地下水溢出带，地质构成简单。拟建场地总地形起伏较小，自然坡降0.15%。

2.2 水文地质条件

本次勘察在勘察深度范围发现地下水，地下水位埋深在地表下2.80～6.50m，地下水类型为潜水，水位变化主要受大气降水的影响。常年变幅为1.00-1.50m。

2.3 场地土构成与特征

据勘察深度28.00～30.00m揭露，拟建场地岩土层自上而下分别为：①素填土（层厚为0.30～0.70m，主要以粉土为主）、②粉土（埋深0.30～0.70m，厚度20.40～21.90m，摇振反应中等，韧性低；分布均匀，力学性质一般，其承载力特征值fak=120kPa）、③圆砾（埋深21.20～22.90m，未揭穿，颗粒大小较均匀，骨架颗粒排列杂乱，颗粒基本连续，一般粒径2-18mm，分选性、磨圆均较好，颗粒呈次圆状，成分以硬质岩石为主，局部夹有30～50cm粉土。厚度较大，分布均匀、连续，物理力学性质良好。其承载力特征值fak=280kPa）。

2.4 场地评价

该场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g，设计地震分组为第三组。根据场地波速测试成果，场地土覆盖层厚度大于20.0m，等效剪切波速为223～241m/s，为中软场地土，Ⅱ类建筑场地，属抗震不利地段。

场地土对混凝土结构具有强腐蚀，对混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。地下水对混凝土结构具有强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，且本场地饱和粉土存在中等液化，在拟建场区内未发现不良地质现象。

3. 建筑结构型式及计算结果

以该工程中某栋A3户型住宅为例，层数为18层，为剪力墙结构。建筑高度为52.2m，高宽比为4.5，倾覆力矩大，且该场地内粉土层存在中等液化现象，对基础及上部结构的整体刚度要求高。对其计算结果进行举例说明。其计算结果数据详表1。

表1

4. 地基处理及基础方案

本工程地处高烈度区，且地震分组为第三组，地震作用大，对高层建筑而言，其基础设计出现了广东等中、低烈度区很少遇到的抗倾覆问题。而场地地质条件兼有承载力低、中度液化、中强腐蚀性等多种不利条件。这都使合理选用安全、经济、施工方便快速的地基处理及基础方案显得尤为重要。

4.1 多层建筑地基基础方案

对多层建筑，均考虑采用天然基础。其中砌体结构采用墙下条基，框剪结构采用独立基础加联系梁。均需要解决地基承载力低及液化的问题，主要对比以下两种地基处理方法。

4.1.1 强夯法：先将表层耕土清除，清至基底标高黄土状粉土层，在采用强夯法对建筑区域进行地基处理，影响深度6.00m，处理后地基承载力特征值fak≥160kPa。造价低，施工快。

4.1.2 夯扩桩：先将表层耕土清除，清至黄土状粉土层，桩长不小于4.0m，影响深度6.0m，地基处理后地基承载力fak≥250kPa。承载力高但工期长且造价偏高。

通过比较分析，最终选取强夯法对多层建筑场地进行地基处理。对多层建筑地基采用强夯方式处理是合理的，应进行试夯取得可靠依据后推广，但应考虑分期施工过程中，后期强夯对前期已施工建筑结构的影响。

4.2 高层建筑地基基础方案

高层（11层及18层）剪力墙结构的基础形式，可选的有CFG桩地基处理、夯扩桩地基处理、钻孔桩、预应力管桩等。

4.2.1 CFG桩：CFG桩作为地基处理的一种方式，其优点是施工速度较快、造价适中，且在喀什地区使用广泛，有较丰富的施工经验。但其桩身质量稳定性与钻孔桩、预制桩相比较差。

4.2.2 夯扩桩： 夯扩桩有挤土作用，应设钢筋笼提供抗拔作用，桩长应达20m，挤土桩在液化层的单桩承载力可不折减或少折减，以粉土层或圆砾作持力层，可用于高层。夯扩桩成桩的深度可达25m，但长度超过20m的夯扩桩，其施工质量较难控制，经济指标也不理想。

4.2.3 钻孔灌注桩：优点是挤土效应小，持力层可选圆砾层，承载力有保证，其较高的单桩承载力也符合高层建筑的要求，并能提供高层结构抗震需要的抗拔力。但工期较长、造价较高，场地较脏乱等均是其明显的缺点。另外，据了解当地由于高层建筑不多，钻孔桩近年来采用较少，且桩径普遍偏小，是否具备足够的施工队伍及设备需进一步落实。

4.2.4 高强预应力混凝土管桩：预应力管桩作为广东地区使用最普遍的一种桩型，其优点是施工快速、竖向承载力也有保证，且造价较低。本工程地质情况就承受竖向荷载而言，使用管桩是可行的。但据了解喀什地区并无管桩生产厂家，采用该桩型需预定且运距较远，其造价也较广东地区高。另外由于高层建筑抗倾覆需要提供抗拔力，这并非管桩优势，会增加布桩数量。

综合考虑上述各种基础型式，高层建筑采用CFG桩基础形式。桩体以圆砾层为持力层，圆砾地基承载力特征值fak=300kPa；变形模量Eo=28MPa，桩的极限侧阻力标准值qsik=140kPa；桩的极限端阻力标准值qpk=3000kPa。

5.设计体会

针对抗震设防烈度高的地区地基处理及基础方案设计，不仅要考虑结构型式及计算结果对基础的影响，也要综合论证各种方案的可行性，比较其优劣，选取安全、适用、经济的方案。

参考文献

1 JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程

2 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范

3 GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范

4 JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范