高层建筑地基勘察设计分析

(Shaanxi Branch of Sichuan Zhide Geotechnical Engineering Co. Ltd., Xi'an 710000, China)【摘 要】基于高层建筑地基勘察设计要求,分析了高层建筑地基类型与勘察设计要点，并以某住宅工程项目为例，对地基方案的选 择与设计展开了详细的探讨。[Abstract ] Based on the requirements of foundation investigation and design of high-rise buildings, the types and key points of foundation investigation and design ofhigh-rise buildings are analyzed, taking a residential project as an example, the selection and design of foundation

scheme are discussed in detail.【关键词】高层建筑;地基类型；勘察设计[Keywords ] high-rise buildings; foundation type; survey and design【中图分类号1TU47；TU97

【文献标志码】B

【文章编号]1007-9467 (2019)08-0068-03[D01]10.13616/j.cnki.gcjsysj.2019.08.0241高层建筑地基勘察设计要求高层建筑地基工程是一项复杂的系统工程，勘察、设计、

验结果、区域地层参数的取值经验等进行地基选择与优化设

计工作,落实相关验算工作,保证地基方案安全可靠,防止和 避免各类事故的发生。施工、检测等环节紧密相连,任一环节的失误均会引起严重后

果,导致地基与基础事故的出现，比如:(1)对场地工程地质缺 乏全面、正确的了解；(2)环境问题和其他不可抗拒的自然灾 害弓I起的地基与基础事故，如洪水冲刷、地震弓I起的事故;(3)

2高层建筑地基类型与勘察设计要点2.1高层建筑地基类型高层建筑已成为现代城市建设中的主要建筑形式，其高 度高、层数多、荷载重，对不均匀沉降十分敏感，多数采用筏 形、箱形基础或桩筏组合基础，不同基础类型的适用情况见

施工质量造成地基与基础事故,如未按设计施工图施工、未按 技术操作规程施工;(4)方案不合理或设计计算错误,如荷载 计算不正确、基础设计方面错误、沉降计算不准确m。表lo因此,为从源头上防止地基事故的发生，必须要做好相关 的勘察设计工作，对建筑工程地质条件与周边环境进行详细

2. 2高层建筑地基勘察设计要点2.2.1勘察要点1)现场勘察高层建筑地基现场勘察技术众多,包括:工程测量、工程

勘察与试验分析,根据工程地质报告、原位试验结果、土工试【作者简介】刘川(1986~),男，陕西三原人，工程师，从事岩土勘 察施工及地质灾害评伍设计与研究。

地质调查、钻探、井探、原位测试、场地剪切波测试、钻孔超声

波测试、简易水文观测等,具体根据工程实际情况选用。基于68基础工程设计Engineering Design ofthe Ground表1不同基础类型的适用情况术的发展，基础设计方法持续完善,逐渐

适用情况开始采用统一考虑上部结构、基础与土也

基础类型分类平板式和肋梁式筏基特点筏板基础刚度大，可减小基础 沉降、调整沉降差埋深大，可较好形成 补偿基础，提高承载力适用于软弱地基,对不均 匀沉降要求严格的建筑物基共同作用的方法。基本方程见式（1）:（K+K„+K^U=Q+SK+ksW'适用于软弱地基上的高层、 重型或对不均匀沉降要求

严格的建筑物箱形基础（1）式中，Ks为地基刚度矩阵;K”、s”分别为

类型众多,如混凝土桩、

桩基础承载力高，可较好地

钢筋混凝土桩、钢管 （型钢）桩和复合桩等抵抗水平荷载产生的

倾覆力矩适用范围广，可根据不同

桩型选择桩筏（箱）基础筏（箱）可传递竖向、 水平荷载，同时与桩 形成整体，增加基础

刚度适用于软土地基,受地质 或施工条件限制,单桩承 载力无法满足要求的建

筑物起的沉降叫上部结构等效边界刚度矩阵与荷载向 量;K、@、U分别为基础子结构刚度矩阵、

荷载向量与位移向量；仍'为相邻建筑引

高层建筑特点，要求勘探点与勘探孔的布置，必须满足能掌握

纵、横方向地层结构和均匀性评价要求,其中,箱形或筏形基

求出节点位移〃后，逐步向上回代，可获得全部节点位 移，求得结构内力。础,勘探孔深度可按专项或参考计算方法计算;桩基础，控制 性勘探孔深度需满足桩基基础评价和设计要求。2）室内试验室内试验的目的是为高层建筑地基设计提供可靠数据，

3实例分析3.1项目背景某住宅工程项目共计12栋住宅楼，地上28层~31层、地

具体要点是：（1）含水量试验:主要用于评价土的湿度，多采用 烘干法；（2）液塑限试验：多采用液塑限联合测定仪测定土的

下1层，局部地区设地下2层.均是作为停车场使用,项目总

液塑限值;（3）固结试验:地基土内存在高压缩性土层且需预 建筑面积26.318x10%*,住宅塔楼与裙楼、地下室分别采用剪 力墙结构、框架结构。测建筑物沉降历时关系时，可利用压缩试验仪测定土样在侧 限条件下的变形与时间-压力的关系,获得固结系数C,; （4）剪 切试验:主要是用于获得地基承载力，地基不同部位土样可采

3.2基础勘察情况本项冃采用钻探方法，根据勘察结果可得场地土层情况 见表2,局部存在不良地质，钻孔见洞率（溶洞）7.22%，岩溶发 育,洞内全充填。土层物理力学参数取不同的试验方法，包括:直接剪切试验（快剪、固结快剪、 慢剪）、三轴压缩试验（不固结不排水剪、固结不排水剪、固结

排水剪）。 表22.2.2设计要点土层名称咼层建筑

①填石与素填土(2«植土®-l粉砂③-2粉质黏土③-3粉砂®-4砾砂@-1粉质黏土④-2粉质黏土®-l全风化岩⑤-2强风化岩®-3中风化岩⑤-4微风化岩工程早期采用 的是不考虑共

层厚/m0.7-6.29003-1.0 0.5〜7.20.7〜10.00.4-9.10.7-11.70.7-12.80.5-13.70.5-17.0900.50-22.90.24-24.21.30-10.5/Lt/kPaqJkPa13022180301302218060190321903032035550801 2001 5004 000

同作用的基础

1212设计方法，其主 要是将整个结

gJkPaE/MPay/(kN/m3)4.25I&34.344.0519.24.9119.61&318.719.3构划分为3个 独立部分，根据

1&919.319.3注:人为地基承载力特征值;％为桩基侧摩擦阻力;％”为桩端阻力;&为土的压缩模量;7为土的天然重度。静力平衡条件单独求解。但由于忽略了上部结构与基础、基底

3. 3地基方案选择与设计3.3.1地基方案选择根据地质勘察报告,本工程基底位于素填土层、粉砂层、与土体介质间的变形协调，存在较大的弊端，基础内力、变形 情况与实际不符。基于我国高层建筑工程实践经验的丰富、计算机分析技

粉质黏土层，属于中等偏高压缩性土，承载力不足.必须进行69工程建设与设计Conslriu tum& Design F'erProjeel土也基处理或采用桩基础。本项冃桩基础推荐方案为CM桩复合地基，比选方案为 预应力混凝土管桩（PHC）、钻（冲）孔混凝土灌注桩基础。3.4地基承载力、沉降计算与观测1） 复合地基承载力特征值按JGMT 210—2010（冈卜柔性 桩复合地基技术规程》公式（4.2.4）计算，可得人*=461.31kPa＞

本项冃场地内全风化岩与强风化岩存在互为夹层的情 况,强风化岩埋深变化大,桩长难以配置.极易出现偏桩、断桩

PS上部荷载标准值）=460kPa.满足承载力要求。2） 复合地基沉降计算采用倍数提高模量后的分层总和

法，可得CM桩复合地基沉降最终变形量＜20mm,满足工程要 求;完成施工后进行沉降观测显示,最大沉降＜ 11mm o的问题，同时.①填土和素填土层填石较厚,阻碍了预制桩施 工,不宜采用此方案叫若采用钻（冲）孔混凝土灌注桩基础，需

在施工前进行超前钻，查明桩端持力层以下3倍桩径范围的

3） 完成施工后，开展应变、抽芯、单桩载荷试验、复合地基 载荷试验,均满足规范与设计要求。地质情况,造价较高、工期不可控，现对本项冃钻（冲）孔灌注 桩与CM桩复合地基进行比较，具体见表3。4结语综上所述,现代城市高层建筑层出不穷，可靠的基础是其

表3钻（冲）孔灌注桩与CM桩复合地基比较地基方案持力层钻（冲）孔灌注桩CM桩复合地基全风化或强风化岩满足较短易保证中风化或微风化岩满足屹立不倒、安全运营的前提。对此，必须落实高层建筑基础勘 察设计工作，根据场地特点和拟建物特征,科学选用钻探、井

安全性工期施工质量长不易保证探、原位测试、场地剪切波测试、抽水试验、室内试验、载荷试 验等勘察方法,并根据勘察结果合理选择地基方案,做好相应 的承载力、沉降计算等，切实保证基础设计方案满足规范要 求。Jb造价元/m，对环境影响193有泥浆污染静载、抽芯158无静载、低应变、抽芯检测要求经对比,CM桩复合地基经济性好、质量易保证、无污染,

【参考文献】推荐采用。[1】赵晓峰.谭江，党发宁.西安某高层住宅楼倾斜原因分析[J].西北水

3.3.2地基方案设计力发电,2006（4）:32-36.本项冃最终选用CM桩复合地基筏板基础，裙楼、地下室

【2】郭密文，魏国堂,沈伊晔.高层建筑大底盘基础下CFG桩复合地基

部分选用CM桩复合地基独立基础.C桩、M桩具体设计参数 如下:C桩桩型为长螺旋泵压混凝土灌注桩、C20素混凝土，桩

变刚度设计[J].工程勘察.2010⑺:22-26.【3】赖琼华.高层建筑桩基持力层的选择及承载力分析小.岩石力学与

工程学报,2004⑵:339-343.径500mm,桩端打至强、中或微风化岩面;M桩桩型为深层搅

拌桩，桩径500mm.桩长5m。图2为A9、A10栋基础平面图。图2 A9»A10栋基础平面图【收稿日期12018-12-1470