李亮

摘要：由于持力層土層分布不均勻，針對不同位置的商業(yè)單體基礎(chǔ)形式進(jìn)行了方案選擇，通過比較樁基礎(chǔ)，墩基礎(chǔ)以及天然基礎(chǔ)在不同區(qū)域的適用性和經(jīng)濟(jì)性，選用了較為合理的基礎(chǔ)方案。

關(guān)鍵詞：地下車庫；持力層 ；樁基礎(chǔ)；墩基礎(chǔ)；獨(dú)立基礎(chǔ)；經(jīng)濟(jì)；適用性

隨著生活水平的提高，人對環(huán)境和美的認(rèn)識(shí)越來越高。建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜化及城鎮(zhèn)化規(guī)模向內(nèi)陸城市不斷擴(kuò)大化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師更容易接觸到不同類型結(jié)構(gòu)形式，比如不同的結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)類型。相對于在同一城市或同一地域項(xiàng)目單一的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目的全國化可以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的專業(yè)水平，同時(shí)，對結(jié)構(gòu)方案的合理性，及經(jīng)濟(jì)適用性要求更高；結(jié)構(gòu)體系和形式的選擇應(yīng)借鑒當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)以及經(jīng)濟(jì)水平，選出最優(yōu)最合理的方案，如此既能滿足甲方在建筑功能上的要求，又能為甲方節(jié)省費(fèi)用，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

本文所述項(xiàng)目位于安徽省蕪湖縣灣沚鎮(zhèn)蕪湖南路以西，荊山河路以北，羅福河路以東，征地約20.4畝。擬建4棟商業(yè)樓，均為五層框架結(jié)構(gòu)，均通過地下車庫聯(lián)通。工程總建筑面積約30890平方米。原為耕地及水塘，經(jīng)后期作用有所改變，場地起伏較大。

圖1 單體分布圖

如圖1所示，單體A和B均為一層地下室，地上結(jié)構(gòu)5層；計(jì)算時(shí)結(jié)構(gòu)嵌固層為地下室頂板（一層樓面）。單體C部分地下一層，部分處于地下二層與地下一層的過渡區(qū)域；單體D為二層地下室；C、D單體從C單體一層底板向上均為5層；計(jì)算時(shí)C、D單體均嵌固在地下室頂板（一層樓面），為多塔結(jié)構(gòu)，C、D二層樓面連接在一起。建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合土層分布特點(diǎn)；A、B單體通過地下室連通，地庫底面標(biāo)高為-5.800；C、D單體通過地下室連通，地庫底面標(biāo)高為-4.500。兩個(gè)地下車庫通過中間的連通道（中間設(shè)置結(jié)構(gòu)縫+止水帶斷開）放坡連接。

一、基礎(chǔ)型式的選取

隨著建筑市場日益蓬勃發(fā)展，市場競爭的日趨激烈。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效降低結(jié)構(gòu)造價(jià)成本成為建筑企業(yè)擴(kuò)張市場份額、強(qiáng)化競爭的有力武器。對一般結(jié)構(gòu)來說，基礎(chǔ)的投資成本，占工程結(jié)構(gòu)總價(jià)的比重可占到三分之一強(qiáng)。因此，依據(jù)施工環(huán)境和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，合理選擇基礎(chǔ)型式是直接影響工程造價(jià)的主體因素；同時(shí)，合理的基礎(chǔ)型式還會(huì)有效的縮短建設(shè)工期，使基坑維護(hù)的工序變得更加便捷、高效，從而達(dá)到節(jié)省工程造價(jià)的目的。

由地勘報(bào)告可知，本項(xiàng)目A、B單體區(qū)域板底標(biāo)高距離設(shè)計(jì)選定的卵石層頂?shù)木嚯x起伏非常大，范圍在1～6米不等，大部分區(qū)域大于5米；而C、D單體區(qū)域板底標(biāo)高剛好位于卵石層頂附近（只有少部分區(qū)域有2米的落差）。結(jié)合場地土質(zhì)情況，在確定基礎(chǔ)方案時(shí)，本工程決定對兩個(gè)區(qū)域采取不同的基礎(chǔ)型式，結(jié)構(gòu)在中間設(shè)置連通道將結(jié)構(gòu)斷開，以避免不同基礎(chǔ)型式產(chǎn)生的沉降差引起基礎(chǔ)的應(yīng)力不均勻。

（一）A、B區(qū)域基礎(chǔ)型式選擇

此區(qū)域單體車庫底板板底距離④層卵石頂?shù)木嚯x約1至6米，大部分區(qū)域?yàn)?米，少部分約1米（區(qū)域?。?。若采用樁基礎(chǔ)，持力層埋深較淺，設(shè)計(jì)者面臨選擇樁基礎(chǔ)還是淺基礎(chǔ)的問題。

由全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施/結(jié)構(gòu)/地基與基礎(chǔ)（2009版）附錄H，H.0.1-5可知，樁長少于6米及L/D≤3時(shí)按墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94-2008》3.3.3-5可知，樁基全斷面進(jìn)入持力層的深度，對于碎石土不應(yīng)小于1d，若在滿足這個(gè)前提下，本區(qū)域大部分區(qū)域可采用樁基礎(chǔ)（樁長均大于6米），依據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，采用人工挖孔灌注樁。對于上部分持力層較淺的區(qū)域，若采用墩基礎(chǔ)，其實(shí)質(zhì)是埋置比較深的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，計(jì)算原理和方法同柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；只是基槽象挖孔樁一樣挖而不是大開挖，墩基礎(chǔ)多用于多層建筑，由于基底面積按天然地基的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算，免去了單墩載荷試驗(yàn)。因此，在工期緊張的條件下較受歡迎。墩基施工應(yīng)采用挖（鉆）孔樁的方式，擴(kuò)壁或不擴(kuò)壁成孔。考慮到埋深過大時(shí)，如采用墩基方法設(shè)計(jì)則不符合實(shí)際，因此規(guī)定了長徑比界限及有效長度不超過5m的限制，以區(qū)別于人工挖孔樁。當(dāng)超過限制時(shí)，應(yīng)按挖孔樁設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)。由于本區(qū)域淺基礎(chǔ)區(qū)域較小，且墩基礎(chǔ)施工工藝與人工挖孔樁相同，但承載力遠(yuǎn)小于樁基礎(chǔ)，因此A、B單體采取的基礎(chǔ)型式為：柱下獨(dú)立承臺(tái)+人工挖孔灌注樁，車庫地板采用防水板，厚度為300mm。為便于比較，設(shè)計(jì)了樁基礎(chǔ)和墩基礎(chǔ)兩種方案，以便進(jìn)行造價(jià)對比。

（二）C、D區(qū)域基礎(chǔ)型式選擇

由于④層卵石層承載力特征值較高，達(dá)300kPa，本區(qū)域基礎(chǔ)型式為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板型式，防水板厚度為250mm。部分區(qū)域持力層埋置較深（約2米），基坑開挖時(shí)應(yīng)超開挖至持力層標(biāo)高，局部超挖部分采用粗礫砂、碎石分層鋪設(shè)后碾壓、夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高；再澆注100厚混凝土墊層。

二、造價(jià)比較

本工程結(jié)合場地土層分布特點(diǎn)，合理地將車庫一分為二，通過不同區(qū)域基礎(chǔ)持力層埋深的特點(diǎn)，選取了不同的基礎(chǔ)型式。通過A、B區(qū)域全部采用樁基礎(chǔ)和全部采用墩基礎(chǔ)兩種方案比較，由于墩基礎(chǔ)承載力較低（計(jì)算方法等同于獨(dú)立基礎(chǔ)），導(dǎo)致整個(gè)場地土方開挖量大，加之墩基礎(chǔ)（人工挖孔墩）結(jié)構(gòu)配筋和施工工藝與人工挖孔灌注樁并無大的不同，而持力層普遍埋置較深的情況下，本區(qū)域采用墩基礎(chǔ)造價(jià)大大提高，因此A、B區(qū)域采用樁基礎(chǔ)是最佳選擇，本工程設(shè)計(jì)的人工挖孔灌注樁設(shè)計(jì)直徑為800mm，樁長均為7米，總共153根樁；C、D區(qū)域采用了獨(dú)立基礎(chǔ)，較之左側(cè)的人工挖孔灌注樁， C、D區(qū)域的基礎(chǔ)造價(jià)粗略估算可比A、B區(qū)域節(jié)省，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，并大大縮短了施工周期（見表1）?？梢?，合理的利用場地特點(diǎn)，選合適的建筑方案和基礎(chǔ)型式尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50007-2011）

[2]全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施/結(jié)構(gòu)/地基與基礎(chǔ)（2009版）