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摘要：本文结合广州市南沙区某高层建筑基础选型实例，从建筑基础方案适宜性、选型、地下室抗浮设计、基坑开挖支护、岩土参数取值等方面进行评价，并提出合理化建议。
关键词：高层建筑；建筑基础；基础选型；评价及建议
中图分类号：TU208文献标识码： A
1 工程概况
场地位于广州市南沙区，占地面积约200×170平方米，拟建建筑包括：住宅楼，8栋，25-31层，占地面积约20×25-25×35平方米不等，采用框剪结构；附属商铺，4栋，1层，占地面积约12×85-12×150平方米不等，采用框架结构；文化室，1栋，1层，占地面积约15×35平方米，采用框架结构。拟建建筑物均拟采用桩基础。建筑红线内设有2层地下室，负2层地下室底板设计标高约为广州高程2.0米。工程重要性等级属一级，场地复杂程度等级及地基复杂程度等级属二级，岩土工程勘察等级为甲级。
2 基础选型及评价
2.1基础方案适宜性评价
本地区常用的基础型式有天然地基、桩基础、复合地基等，现对各基础型式的适宜性分别评价如下：
1、天然地基
基坑开挖至设计标高后，约有一半区域坑底仍有稍厚的软土，土层的承载力不高、压缩性较大，这些区域不适宜采用天然地基基础；部分区域揭示工程性质稍好的中密中粗砂、残积土或风化岩，这些区域可考虑采用天然地基基础，其中场地东北部的6#楼和西南部的3#楼区域，基坑挖至设计标高后，出露中风化岩或中风化岩埋藏浅，适宜采用天然地基，以中风化岩作基础持力层。
2、桩基础
本地区常用的桩型有预应力管桩、旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩等。
a、预应力管桩
预应力管桩桩身性能好，施工质量易控制，施工速度快，经济性较好，适用于本场地环境条件。基坑开挖后，场地强度较高的风化岩埋深不大，且岩面起伏较大，有效桩长较短，桩承载力相对较低，对荷载较大的建筑，需要较密集的桩，故对高层建筑不适宜采用预应力管桩基础；对荷载较小的附属建筑及纯地下室区域宜慎重选用预应力管桩基础。
b、旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩
旋挖孔或钻(冲)孔灌注桩嵌岩能力较预应力管桩强，桩的稳定性好，桩长、桩径选择灵活，可取得较高的单桩承载力，适合于良好持力层埋深不太大的地基条件及荷载较大、荷载分布较集中的建筑物，较适宜用于本工程；由于中风化岩岩质较硬，成桩工艺的选择应考虑此不利因素；由于灌注桩成桩质量较难控制，故施工时应采取有效措施确保孔底清渣质量及混凝土灌注质量，另外，排出的渣土、泥浆易污染环境，须进行妥善处理。
c、人工挖孔桩
场地地下水埋藏浅，基坑开挖之后坑底仍有稍厚的饱和砂土及软土，人工挖孔施工困难，安全性、经济性差，因此本工程不适宜采用人工挖孔桩基础。
3、复合地基
通过地基处理可提高地基土的承载能力和压缩模量，从而满足承载力及变形控制要求，本工程中25~31层住宅楼荷载较大，不适宜采用地基处理方案；附属建筑及纯地下室区域荷载不太大，适宜采用地基处理方案，由于场地的淤泥工程性质差、承载力低，压缩性高，工后沉降量仍较大，本地区缺乏地基处理经验，如采用地基处理方案，建议选取有代表性的区域进行现场试验，以取得方案的可行性及相关参数。
2.2基础选型建议
综合分析场地、地基条件及周边环境、各基础型式特点、拟建建筑荷载大小等因素，对拟建的25~31层住宅楼、附属建筑适宜采用的基础型式建议如下：
1、住宅楼:
对1#、2#、4#、5#、7#、8#住宅楼建议采用冲孔灌注桩基础，以④-2层中风化岩作桩端持力层，可根据柱荷载大小选用Φ1000～Φ2000mm桩径，如桩端嵌入中风化岩1~2米且桩长不小于5米，预估桩长5～18米（以地下室底板设计标高起算），具体的桩径、桩长等根据荷载大小结合岩土参数及地区经验确定。对3#、6#楼区域由于基坑开挖后，中风化岩直接出露或中风化岩埋藏浅，建议采用天然地基基础，以④-2层中风化岩作基础持力层，基础尺寸、埋深宜根据荷载大小、地基稳定性结合岩土参数计算确定。
2、附属建筑及纯地下室:
建议优先考虑采用与主楼一致的基础型式。
地下室开挖后，对中密中粗砂、残积土或风化岩直接出露或按地下车库底板设计标高起算松软土厚度小于2米的区域，可采用天然地基基础，以②-2层中粗砂及其下岩土层作为基础持力层，基础尺寸、埋深宜根据荷载大小、地基稳定性结合岩土参数计算确定；对按地下车库底板设计标高起算松软土厚度大于2米的区域，也可考虑采用复合地基基础，以小型预制桩、素混凝土桩或水泥土搅拌桩作竖向增强体，与桩间土组成复合地基，建议处理至④层风化岩，桩对土的置换率及水泥掺入比可根据要求的复合地基承载力和变形控制要求及岩土参数确定。
天然地基承载力特征值的确定应通过现场载荷试验或其它原位测试确定；单桩竖向承载力特征值的确定应进行抗压、抗拔静载试验并符合相关规范要求，初步设计时，可按《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)有关公式估算，设计取值时应结合本地区设计经验；复合地基的承载力特征值的确定应符合有关规定，初步设计时，可按《建筑地基处理技术规范》（DBJ15-38-2005）有关公式估算，设计取值时应结合本地区设计经验。
2.3地下室抗浮设计建议
拟建2层地下室底板设计标高约为广州高程2.00米，勘察期间测得孔内静止水位标高约为广州高程4.61～6.51米，高于地下室底板设计标高，因此地下室底板设计及施工期间应考虑地下水的浮托作用，上部荷载不能抵消地下水浮力的区域应采取抗浮措施，建议设置抗浮锚杆或采用冲孔灌注桩作抗拔桩，锚杆的数量、嵌固深度或抗拔桩的桩长、桩径根据要求的抗浮力结合岩土参数及地区经验确定。
单根錨杆的抗拔承载力特征值或基桩的抗拔承载力特征值宜通过现场试验确定，初步设计时，可按《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)有关公式估算，设计取值应结合地区设计经验。
地下室使用期间应考虑到地下水不良作用问题，考虑到地下水作用的长期性、季节性及短时强降雨等不利组合因素影响，结合本地区经验，建议地下室抗浮设计水位取室外地坪设计标高。
2.4基坑开挖支护建议
拟建2层地下室底板设计标高约为广州高程2.00米，场地现地面标高约5.0~6.0米，预计基坑整体开挖深度不超过5.0米（其中南侧西段约6米），由勘探结果可知，与基坑开挖有关的岩土层为①层耕植土、②-1层淤泥、②-2层中粗砂、③层残积土及④层风化岩，其中②-1层属高压缩性软土，具触变性、流变性，②-2层中粗砂的透水性较强，在水压差作用下有流砂、涌土的可能性，场地地下水位较浅，基坑开挖面积（约190×150平方米）较大，场地南侧道路有较多的地下管线，应采取有效支护措施及地下水控制措施，确保坑壁稳定及施工安全。
据现场踏勘，地下室边线距南侧丹桂路路边地下管线最近距离约7米，距北侧河涌最近距离约30米，东西两侧为空地（均为本项目后期用地），按《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)划分，建筑基坑侧壁安全等级南侧区段属二级，其余区段属三级。结合地区经验及场地工程地质条件、环境条件，建议采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩墙挡土兼作截水帷幕的方案，挡墙的深度应满足坑壁土体稳定性要求、截水帷幕的深度应满足抗管涌要求。为增加水泥土挡墙的抗倾覆和抗滑移稳定性，可在搅拌桩中植入钢筋砼预制桩或钢管桩。场地东侧、西侧及北侧为空地，南侧西段坑壁土质较好，也可采用放坡开挖方案，建议采用坡率1:1~1:3（具体坡率应通过边坡稳定计算确定），基坑外围应采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩作截水帷幕。坑内积水可采用集水明排的方式排放。
基坑开挖支护方案应进行专门设计，在基坑开挖过程中应严格按设计方案施工并按规定作好监测工作，发现异常及时处理，应尽可能选择在旱季施工，在基坑开挖至设计深度后，由于部分区域为饱和软土，建议采用粗粒土（如砖渣）作填料，并设置纵横排水沟，以保证基础施工正常作业。
2.5岩土参数取值建议
综合分析、统计原位测试及试样室内试验数据并参考地区经验，各岩土层地基承载力特征值 fak、桩周土的摩擦力特征值qsia、桩端土的承载力特征值qpa、抗拔摩阻力折减系数λi、饱和状态单轴抗压强度标准值frk及土体（岩石）与锚固体极限摩阻力标准值qs建议采用表8.1数值（单位：kPa）。
表1桩基础设计参数建议值表
注: 1、对嵌岩桩，④-2层基岩段桩端与桩侧承载力的发挥系数C1、C2可分别取0.4、0.05（其中钻、冲孔桩尚须乘以0.8的折减系数），同时桩端嵌岩深度、桩底沉渣厚度等指标控制应符合相关规定。
2、表中qs值适用于直孔一次常压灌浆工艺，当采用二次灌浆工艺时可适当提高。
各岩土层的天然重度γ、压缩模量Es、变形模量E0、凝聚力C、内摩擦角Ф、垂直渗透系数kV、水平渗透系数kH、素混凝土灌注桩桩侧摩阻力特征值qsia和桩端持力层端阻力特征值qpa、水泥土搅拌桩桩周土的摩擦力特征值qs及土（岩）对挡墙基底的摩擦系数μ建议采用表2数值。
表2基坑开挖支护及变形驗算参数建议值一览表
说明：表中凝聚力C和内摩擦角Ф为直接快剪试验数据。
3结论
1）拟建商业楼、文化室等附属建筑建议优先考虑采用与主楼一致的基础型式，也可考虑采用天然地基基础或复合地基基础。
2）建筑基坑侧壁安全等级南侧区段为二级，其余区段为三级。建议采用水泥土搅拌桩（或高压旋喷桩）墙挡土兼作截水帷幕或放坡开挖的方案。坑内积水可采用集水明排的方式排放。
3）地下室底板设计及使用期间应考虑地下水的浮托作用，上部荷载不能抵消地下水浮力的区域应采取抗浮措施，可设置抗浮锚杆或采用冲孔灌注桩作抗拔桩。建议抗浮设计水位取室外地坪设计标高。
4）如在工程桩施工后再进行基坑开挖工程，在基坑开挖前应制定合理的开挖方案，在开挖过程中应注意防止施工机械对桩的碰撞损坏，同时，严格遵循分层分段开挖、先支护后开挖的原则，切忌一次开挖到底。
5）③层残积土、④-1层硬土状强风化岩具受水易软化、崩解特性，受水后承载力会大为降低，当基础开挖至设计深度后，应及时清理浮土、浇筑砼垫层封底，防止地基受水软化，以确保地基承载力的正常发挥。
6）由于花岗岩风化不均匀，中风化岩埋深变化大，当以中风化岩作桩端持力层时，基础施工中应注意鉴别，必要时宜进行施工勘察以指导桩基施工，确保桩端持力层满足设计要求。
参考文献（References）
[1]韩琪,陈汉聪,廖仁喜.阳江市花岗岩残积土工程地质评价和基础选型[J].西部探矿工程.2004，10：15-16.
[2]张振义.岩土工程基础选型中问题及分析[J].科技创新与应用.2012，3（上）：18.
[3]刘胜.试论岩土工程勘察报告中建筑工程基础选型的若干问题[J].建材与装饰.2008，4：307-308.
[4]郭凯.某办公综合楼结构设计中的基础选型分析探讨[J].四川建材.2010，3（36）：79-81.
[5]程振宇.某办公综合楼结构设计中的基础选型分析探讨[J].建筑规划与设计.2013，12：220-223.
[6]李军伟.建筑工程勘察对基础选型的影响分析[J].能源矿产.2013，9：130-131.
关键词：高层建筑；建筑基础；基础选型；评价及建议
中图分类号：TU208文献标识码： A
1 工程概况
场地位于广州市南沙区，占地面积约200×170平方米，拟建建筑包括：住宅楼，8栋，25-31层，占地面积约20×25-25×35平方米不等，采用框剪结构；附属商铺，4栋，1层，占地面积约12×85-12×150平方米不等，采用框架结构；文化室，1栋，1层，占地面积约15×35平方米，采用框架结构。拟建建筑物均拟采用桩基础。建筑红线内设有2层地下室，负2层地下室底板设计标高约为广州高程2.0米。工程重要性等级属一级，场地复杂程度等级及地基复杂程度等级属二级，岩土工程勘察等级为甲级。
2 基础选型及评价
2.1基础方案适宜性评价
本地区常用的基础型式有天然地基、桩基础、复合地基等，现对各基础型式的适宜性分别评价如下：
1、天然地基
基坑开挖至设计标高后，约有一半区域坑底仍有稍厚的软土，土层的承载力不高、压缩性较大，这些区域不适宜采用天然地基基础；部分区域揭示工程性质稍好的中密中粗砂、残积土或风化岩，这些区域可考虑采用天然地基基础，其中场地东北部的6#楼和西南部的3#楼区域，基坑挖至设计标高后，出露中风化岩或中风化岩埋藏浅，适宜采用天然地基，以中风化岩作基础持力层。
2、桩基础
本地区常用的桩型有预应力管桩、旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩等。
a、预应力管桩
预应力管桩桩身性能好，施工质量易控制，施工速度快，经济性较好，适用于本场地环境条件。基坑开挖后，场地强度较高的风化岩埋深不大，且岩面起伏较大，有效桩长较短，桩承载力相对较低，对荷载较大的建筑，需要较密集的桩，故对高层建筑不适宜采用预应力管桩基础；对荷载较小的附属建筑及纯地下室区域宜慎重选用预应力管桩基础。
b、旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩
旋挖孔或钻(冲)孔灌注桩嵌岩能力较预应力管桩强，桩的稳定性好，桩长、桩径选择灵活，可取得较高的单桩承载力，适合于良好持力层埋深不太大的地基条件及荷载较大、荷载分布较集中的建筑物，较适宜用于本工程；由于中风化岩岩质较硬，成桩工艺的选择应考虑此不利因素；由于灌注桩成桩质量较难控制，故施工时应采取有效措施确保孔底清渣质量及混凝土灌注质量，另外，排出的渣土、泥浆易污染环境，须进行妥善处理。
c、人工挖孔桩
场地地下水埋藏浅，基坑开挖之后坑底仍有稍厚的饱和砂土及软土，人工挖孔施工困难，安全性、经济性差，因此本工程不适宜采用人工挖孔桩基础。
3、复合地基
通过地基处理可提高地基土的承载能力和压缩模量，从而满足承载力及变形控制要求，本工程中25~31层住宅楼荷载较大，不适宜采用地基处理方案；附属建筑及纯地下室区域荷载不太大，适宜采用地基处理方案，由于场地的淤泥工程性质差、承载力低，压缩性高，工后沉降量仍较大，本地区缺乏地基处理经验，如采用地基处理方案，建议选取有代表性的区域进行现场试验，以取得方案的可行性及相关参数。
2.2基础选型建议
综合分析场地、地基条件及周边环境、各基础型式特点、拟建建筑荷载大小等因素，对拟建的25~31层住宅楼、附属建筑适宜采用的基础型式建议如下：
1、住宅楼:
对1#、2#、4#、5#、7#、8#住宅楼建议采用冲孔灌注桩基础，以④-2层中风化岩作桩端持力层，可根据柱荷载大小选用Φ1000～Φ2000mm桩径，如桩端嵌入中风化岩1~2米且桩长不小于5米，预估桩长5～18米（以地下室底板设计标高起算），具体的桩径、桩长等根据荷载大小结合岩土参数及地区经验确定。对3#、6#楼区域由于基坑开挖后，中风化岩直接出露或中风化岩埋藏浅，建议采用天然地基基础，以④-2层中风化岩作基础持力层，基础尺寸、埋深宜根据荷载大小、地基稳定性结合岩土参数计算确定。
2、附属建筑及纯地下室:
建议优先考虑采用与主楼一致的基础型式。
地下室开挖后，对中密中粗砂、残积土或风化岩直接出露或按地下车库底板设计标高起算松软土厚度小于2米的区域，可采用天然地基基础，以②-2层中粗砂及其下岩土层作为基础持力层，基础尺寸、埋深宜根据荷载大小、地基稳定性结合岩土参数计算确定；对按地下车库底板设计标高起算松软土厚度大于2米的区域，也可考虑采用复合地基基础，以小型预制桩、素混凝土桩或水泥土搅拌桩作竖向增强体，与桩间土组成复合地基，建议处理至④层风化岩，桩对土的置换率及水泥掺入比可根据要求的复合地基承载力和变形控制要求及岩土参数确定。
天然地基承载力特征值的确定应通过现场载荷试验或其它原位测试确定；单桩竖向承载力特征值的确定应进行抗压、抗拔静载试验并符合相关规范要求，初步设计时，可按《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)有关公式估算，设计取值时应结合本地区设计经验；复合地基的承载力特征值的确定应符合有关规定，初步设计时，可按《建筑地基处理技术规范》（DBJ15-38-2005）有关公式估算，设计取值时应结合本地区设计经验。
2.3地下室抗浮设计建议
拟建2层地下室底板设计标高约为广州高程2.00米，勘察期间测得孔内静止水位标高约为广州高程4.61～6.51米，高于地下室底板设计标高，因此地下室底板设计及施工期间应考虑地下水的浮托作用，上部荷载不能抵消地下水浮力的区域应采取抗浮措施，建议设置抗浮锚杆或采用冲孔灌注桩作抗拔桩，锚杆的数量、嵌固深度或抗拔桩的桩长、桩径根据要求的抗浮力结合岩土参数及地区经验确定。
单根錨杆的抗拔承载力特征值或基桩的抗拔承载力特征值宜通过现场试验确定，初步设计时，可按《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)有关公式估算，设计取值应结合地区设计经验。
地下室使用期间应考虑到地下水不良作用问题，考虑到地下水作用的长期性、季节性及短时强降雨等不利组合因素影响，结合本地区经验，建议地下室抗浮设计水位取室外地坪设计标高。
2.4基坑开挖支护建议
拟建2层地下室底板设计标高约为广州高程2.00米，场地现地面标高约5.0~6.0米，预计基坑整体开挖深度不超过5.0米（其中南侧西段约6米），由勘探结果可知，与基坑开挖有关的岩土层为①层耕植土、②-1层淤泥、②-2层中粗砂、③层残积土及④层风化岩，其中②-1层属高压缩性软土，具触变性、流变性，②-2层中粗砂的透水性较强，在水压差作用下有流砂、涌土的可能性，场地地下水位较浅，基坑开挖面积（约190×150平方米）较大，场地南侧道路有较多的地下管线，应采取有效支护措施及地下水控制措施，确保坑壁稳定及施工安全。
据现场踏勘，地下室边线距南侧丹桂路路边地下管线最近距离约7米，距北侧河涌最近距离约30米，东西两侧为空地（均为本项目后期用地），按《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)划分，建筑基坑侧壁安全等级南侧区段属二级，其余区段属三级。结合地区经验及场地工程地质条件、环境条件，建议采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩墙挡土兼作截水帷幕的方案，挡墙的深度应满足坑壁土体稳定性要求、截水帷幕的深度应满足抗管涌要求。为增加水泥土挡墙的抗倾覆和抗滑移稳定性，可在搅拌桩中植入钢筋砼预制桩或钢管桩。场地东侧、西侧及北侧为空地，南侧西段坑壁土质较好，也可采用放坡开挖方案，建议采用坡率1:1~1:3（具体坡率应通过边坡稳定计算确定），基坑外围应采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩作截水帷幕。坑内积水可采用集水明排的方式排放。
基坑开挖支护方案应进行专门设计，在基坑开挖过程中应严格按设计方案施工并按规定作好监测工作，发现异常及时处理，应尽可能选择在旱季施工，在基坑开挖至设计深度后，由于部分区域为饱和软土，建议采用粗粒土（如砖渣）作填料，并设置纵横排水沟，以保证基础施工正常作业。
2.5岩土参数取值建议
综合分析、统计原位测试及试样室内试验数据并参考地区经验，各岩土层地基承载力特征值 fak、桩周土的摩擦力特征值qsia、桩端土的承载力特征值qpa、抗拔摩阻力折减系数λi、饱和状态单轴抗压强度标准值frk及土体（岩石）与锚固体极限摩阻力标准值qs建议采用表8.1数值（单位：kPa）。
表1桩基础设计参数建议值表
注: 1、对嵌岩桩，④-2层基岩段桩端与桩侧承载力的发挥系数C1、C2可分别取0.4、0.05（其中钻、冲孔桩尚须乘以0.8的折减系数），同时桩端嵌岩深度、桩底沉渣厚度等指标控制应符合相关规定。
2、表中qs值适用于直孔一次常压灌浆工艺，当采用二次灌浆工艺时可适当提高。
各岩土层的天然重度γ、压缩模量Es、变形模量E0、凝聚力C、内摩擦角Ф、垂直渗透系数kV、水平渗透系数kH、素混凝土灌注桩桩侧摩阻力特征值qsia和桩端持力层端阻力特征值qpa、水泥土搅拌桩桩周土的摩擦力特征值qs及土（岩）对挡墙基底的摩擦系数μ建议采用表2数值。
表2基坑开挖支护及变形驗算参数建议值一览表
说明：表中凝聚力C和内摩擦角Ф为直接快剪试验数据。
3结论
1）拟建商业楼、文化室等附属建筑建议优先考虑采用与主楼一致的基础型式，也可考虑采用天然地基基础或复合地基基础。
2）建筑基坑侧壁安全等级南侧区段为二级，其余区段为三级。建议采用水泥土搅拌桩（或高压旋喷桩）墙挡土兼作截水帷幕或放坡开挖的方案。坑内积水可采用集水明排的方式排放。
3）地下室底板设计及使用期间应考虑地下水的浮托作用，上部荷载不能抵消地下水浮力的区域应采取抗浮措施，可设置抗浮锚杆或采用冲孔灌注桩作抗拔桩。建议抗浮设计水位取室外地坪设计标高。
4）如在工程桩施工后再进行基坑开挖工程，在基坑开挖前应制定合理的开挖方案，在开挖过程中应注意防止施工机械对桩的碰撞损坏，同时，严格遵循分层分段开挖、先支护后开挖的原则，切忌一次开挖到底。
5）③层残积土、④-1层硬土状强风化岩具受水易软化、崩解特性，受水后承载力会大为降低，当基础开挖至设计深度后，应及时清理浮土、浇筑砼垫层封底，防止地基受水软化，以确保地基承载力的正常发挥。
6）由于花岗岩风化不均匀，中风化岩埋深变化大，当以中风化岩作桩端持力层时，基础施工中应注意鉴别，必要时宜进行施工勘察以指导桩基施工，确保桩端持力层满足设计要求。
参考文献（References）
[1]韩琪,陈汉聪,廖仁喜.阳江市花岗岩残积土工程地质评价和基础选型[J].西部探矿工程.2004，10：15-16.
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