某高层建筑桩基础选型的案例分析

张敏

摘要：作为建筑物的重中之重的基础，在结构设计中有着它独有的重要地位。在实际工程中，由于科技的发展，机械设备的日新月异，建筑物的多元化等等原因，基础的类型，也日益变得多样化起来。选择何种基础类型，对一个项目的结构选型至关重要。本文通过实际项目的案例，谈谈最常见的灌注桩与预应力管桩的基础选型。

关键词：基础选型；灌注桩；管桩；比选

一、项目概况

某项目位于广州南沙。拟建造高层酒店，其中主楼129米，框架核心筒结构。群楼3-5层，其中有不少大跨度及中空区域。地下2层，主要功能为车库及各种机房，且地下室面约为群楼及塔楼面积2倍，比较多的纯地下室区域。该区域为园林覆土区域，覆土约1.2米。

二、地质条件

项目所处地点广州南沙，属于典型的珠江三角洲冲积地貌。根据地质报告显示，地层分布较为均匀。简化的来归纳来说，第<1>层为填土，约1～3米。第<2-1>层，淤泥或淤泥质土，平均厚度为20米。第<2-2><2-3>层，为砂层，厚度约为10-20米。第<4>层，为片麻岩层，岩石发育一般，各种风化均有揭露，其下部均为微风化岩层。地基承载力推荐表及各地层有关桩基设计参数建议如下：

三、基础持力层适应性评价

根据地质报告初步分析。可对基础持力层做如下适应性评价：<1>人工填土层，挖除；<2-1>淤泥/淤泥质土层，挖至设计标高，不适宜做天然基础；<2-2><2-3>细砂砾砂层，不适宜高层建筑桩基础持力层；<4-1>全风化岩层，可作为预制桩基础持力层；<4-2>强风化岩层，可作为预制桩基础持力层；<4-3>中风化岩层，宜作为钻（冲）孔灌注桩基础持力层；<4-4>微风化岩层，宜作为钻（冲）孔灌注桩基础持力层。

四、可选方案初步分析

根据项目特征及地质资料，可选方案初步分析如下表：

五、桩基础计算数据

桩基初步计算数据。由于篇幅有限，本文直接给出根据地质报告初步计算所取单桩承载力特征值。

六、对本项目分区域进行桩基选型

1、根据工程计算，本项目塔楼高达129米，为框架核心筒结构，柱底竖向力较大（高达30000~5000KN），塔楼区域优选承载力较大的灌注桩基础。

2、而裙楼及纯地下室区域，则存在需要对管桩和灌注桩的选择比对问题。在竖向受力方面，裙楼及纯地下室区域的柱底力轴力在3000KN~10000KN之间，可使用灌注桩的单柱单桩，亦可使用管桩的多桩承台。

3、而本项目存在2层地下室，抗浮水位基本位于室外地面，所以，裙楼区域及纯地下室区域的抗浮工况，成为了桩基础选型的另外一个至关重要的约束条件。根据计算，裙楼区域及地下室区域的柱下浮力在3000KN~4000KN之间，由于项目淤泥层较厚，岩层较深，不宜采用锚杆抗拔，所以，抗拔的重任就交在桩基础上了。由于管桩抗拔力较小，采用管桩抗拔需要多根，采用大直径的（1200~1400mm）灌注桩抗拔，则需要1~2根。

4、根据实际工程经验，做了以下优劣比对

5、经济性比较。本项目桩长约30米。根据市场数据，管桩成本约190元每米，而1200~1400mm直径的灌注桩约在2100元每立方米。初步估算，桩基成本，一根1400mm直径的灌注桩，或者2根1200mm直径的灌注桩成本，将大于13~15根预应力管桩的成本。（其他相关成本不在这里详细讨论。）

七、结论及建议

根据以上分析及计算，本项目：

1、塔楼桩基础选大直径灌注桩。

2、纯地下室区域及裙楼采用灌注桩及管桩均可实施。结合本项目特征与地质条件以及工程经验，管桩施工技术纯熟，施工周期短，综合成本较低，施工质量比较容易保证。故此区域建议采用高强预应力管桩。

结语

由于篇幅有限，很多计算数据及计算过程并没有在文中一一罗列。但仅从上述简要的分析来看，一个项目的桩基础选型，必须与地质条件相适应，因地制宜，结合工程特征，当地经验以及本着安全、经济、高效等原则去谨慎确定。让合理的桩基础为工程质量及工程寿命保驾护航！