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东莞市建筑设计院有限公司 523000
摘要：本文主要分析了卵石地基高层建筑的基础设计，阐述了在当前形势下，加强高层建筑卵石地基基础设计的重要性，针对目前在高层建筑地基设计中相关技术进行研究。笔者通过研究，总结和归纳自身多年工作经验，提出一些加强高层建筑卵石地基设计的对策。希望通过本文的分析能帮助相关高层建筑基础设计单位提高卵石地基设计工作水平和质量，能更好地做好设计工作。
关键词：卵石地基；高层建筑；基础设计分析
高层建筑基础设计是一项十分复杂且重要的工作，设计工作包括很多方面，而卵石地基的设计工作作为整个高层建筑基础设计系统中最重要的组成部分，其设计工作水平和质量将直接影响着整个高层建筑工程的施工质量，关系着后期工程的使用周期和使用寿命，甚至会影响人们生命安全。因此，探讨、分析高层建筑基础设计具有重要的作用和意义，只有相关高层建筑工程管理工作人员重视工作、研究卵石地基的设计，最终，才能积极寻找高层建筑卵石地基基础设计的相关设计方案，从而提高整个卵石地基高层建筑基础设计工作的水平和质量。
一、工程概况
关于卵石地基高层建筑基础设计分析，我们主要结合工程实例进行探究。本文主要借鉴了某建筑物的基础设计及地基处理，对卵石地基在高层建筑中的基础设计进行分析。
某建筑总建筑面积为36000平方米，高度为100米，分为地上和地下两个部分，主楼的基底面积为40*40平方米，地下建筑有停车场、设备及人防用房等。该工程的地质条件相对稳定，土层主要有杂填土、粉土、粉质粘土等，圆砾卵石层主要的成分有卵石、砂等进行填充。圆砾卵石层的上部属于粘土质，下部属于砂质，并且地下水的类型分为两种，在杂填土中的类型为上部滞水，主要的成分是雨水或是生活用水等，圆砾卵石层地下水的类型主要是下部承压水，并且水位的变化影响着建筑物的基础设施及地基的承受力。该地区其他的高层建筑物主要的基础一般采用的是大直径的钻孔或是沉管灌注桩以及钢筋混凝土预制桩，但是，存在一定的缺陷。
二、卵石地基的基础设计
（一）基础设计方案
该地区的地形地貌特点和地质构造的主要特点有：基岩埋藏较深，最高可达83米；圆砾卵石层的厚度可达62米，其上层的覆盖层的厚度可达11米，在通常情况下不能作为建筑物的地基持力层；另外地下水位高且随季节变化较大。根据这些特点，我们设计了相关的方案：本建筑主要采用的是筏板基础并且对地基进行加固。由于该地区的圆砾卵石层埋藏在8米左右并且层面较为稳定且承载力度高，因此，设计时持力层的筏板浅基础主要采用的是圆砾卵石层。同时，主楼板的埋深占整个建筑物高度的1/12。由于圆砾卵石层的上部不能将地基的承载力以及压缩性很好的体现出来，因此在进行设计的时候将筏板下的卵石层做了压力灌浆处理，使筏板下的卵石层可以固结在一起，增加了地基的承载力，保证了建筑物的安全。但是，在该设计方案中，还存在以下幾个问题：1、圆砾卵石层作为高层建筑的地基，是否存在沉降不均匀的问题。2、在圆砾卵石层内进行灌浆加固地基，这种地基处理方式的效果如何。3、地下水位的高低对卵石层面的地基的影响如何考虑等。因此，我们进行了以下方面的研究。
（二）基础设计研究
在进行基础设计时，要用高层建筑的浅基础设计方法，对地基承载力、基础沉降等方面进行计算的时候，要按照相关的要求进行。主要考虑以下几个方面：
1、地基承载力设计
地基承载力的是高层建筑基础中地基持力层最重要的设计参数，其承载力的参数值直接影响着基础设计的安全和成本的高低。对于圆砾卵石层的地基承载力的参考值，我们主要可以结合《地质报告》中的动力触探范围值、当地经验数值、以及地基基础设计规范中的承载力取值范围进行计算。综合这些取值范围，我们最终确定以当地的设计经验取值为主，该取值不仅计算方便，而且更加符合地基设计规范值。在经过对地基深度及宽度修正后，得出的承载值比较符合该建筑物的设计情况。
2、地基基础沉降的计算
地基基础设计的一个重要的内容就是将地基基础沉降范围值限定在规定的取值范围内，因此，本次对于地基基础沉降值的计算方式主要采用了以下几种：《地基规范》中的方法、弹性力学方法以及《建筑结构设计综合手册》中的方法。其中《地基规范》中的方法主要是采用的简化分层总和法，再对基低压力计算时采用附加压力值；《手册》中的计算方式主要采用大基础天然地基的沉降计算，并在对沉降量的计算过程中采用了基坑的地基回弹。而按弹性力学方法计算沉降值的结果偏大，主要是因为对地基沉降设计时持力层是单一的匀质土层，所以采用的是建立在弹性半空间地基模型上的计算方法，而在设计中没有对地基中的变形模量随深度的变化而产生的影响进行考虑，因此导致数据偏大。
由于对地基基础的沉降值还没有一个准确的算法，因此具有不确定性，所以在施工完成前对沉降的计算存在很大的难度，只能估算一个大致的范围，所以在进行取值时，要进行综合考虑。
3、地下水的影响
我们在对基坑进行开挖时，杂填土中的上部滞水随之排出并对基层开挖和持力层没有造成影响。但是处于下部的承压水则对其的影响较大。地下水会随着周围江河水位的增长而增加，因此要在周围的水源处于枯水期的时候进行开挖。并且要在地基基坑内挖出集水井进行对地下水的排放，尽量降低地下水对地基基坑和持力层带来的不利影响。
4、地基压力灌浆设计
在对地基沉降值进行估算时选择的范围，虽然可以满足设计要求，但是在实际的应用中取值偏大。取值偏大的后果就是在进行对建筑的管网、道路进行设计时，需要采取预留沉降等多种措施。同时，持力层的圆砾卵石层上部级配质量较差且分布不均，由此引发了地基的压缩量增大，导致了基础地基存在不均匀沉降或是大范围沉降，这种情况是要坚决避免的。因此，针对这些问题，采取了对圆砾卵石层上部进行压力灌浆的处置措施，主要是为了达到持力层均匀以及提高地基的承载力的目的。
在对地基大面积开挖时，由于圆砾卵石层上部的孔隙进行发育扩大，导致渗透性随之增强，因此，如果刚刚开挖到持力层就开始进行灌浆，达不到应有的效果。所以，我们可以考虑以下措施，先浇筑两米厚的钢筋混凝土筏板，并在筏板内预留灌浆套管，过一段时间后进行钻孔灌浆，不仅可以保证灌浆的效果，而且还可以加快施工速度。在进行灌浆时，灌浆孔应采用梅花形进行布置，结合地基沉降的发生的范围进行灌浆，可以节约成本。并且同时采用套管护臂，用钻机将护臂套管分为三段，从下往上灌浆，灌浆材料的水灰比要逐渐变浓，灌浆的顺序要分序孔分别进行。
我们在进行对基础持力层的圆砾卵石层进行设计计算时，为了保证设计的安全可靠，我们分别对承压板荷载、灌浆层动力触探、筏板下地基反力实测以及基础的沉降观测等不同的实验。通过实验我们可以发现圆砾卵石层在高层建筑中拥有良好的承载能力，而且更为经济、适用。
结束语
综上所述，本文主要分析了卵石地基高层建筑的基础设计方案，通过这些分析确定了卵石地基在高层建筑的基础设计上的可行性。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为提高我国卵石地基高层建筑的基础设计工作做出重要的贡献。
参考文献：
[1]黄伟.基于高层建筑基础设计关键分析[J].中华民居（下旬刊），2013，12：23-24.
[2]高嵩.关于高层建筑基础设计的几点思考[J].科技与企业，2014，02：138.
[3]王海波.高层建筑基础设计以及地基处理研究[J].江西建材，2014，01：47.
摘要：本文主要分析了卵石地基高层建筑的基础设计，阐述了在当前形势下，加强高层建筑卵石地基基础设计的重要性，针对目前在高层建筑地基设计中相关技术进行研究。笔者通过研究，总结和归纳自身多年工作经验，提出一些加强高层建筑卵石地基设计的对策。希望通过本文的分析能帮助相关高层建筑基础设计单位提高卵石地基设计工作水平和质量，能更好地做好设计工作。
关键词：卵石地基；高层建筑；基础设计分析
高层建筑基础设计是一项十分复杂且重要的工作，设计工作包括很多方面，而卵石地基的设计工作作为整个高层建筑基础设计系统中最重要的组成部分，其设计工作水平和质量将直接影响着整个高层建筑工程的施工质量，关系着后期工程的使用周期和使用寿命，甚至会影响人们生命安全。因此，探讨、分析高层建筑基础设计具有重要的作用和意义，只有相关高层建筑工程管理工作人员重视工作、研究卵石地基的设计，最终，才能积极寻找高层建筑卵石地基基础设计的相关设计方案，从而提高整个卵石地基高层建筑基础设计工作的水平和质量。
一、工程概况
关于卵石地基高层建筑基础设计分析，我们主要结合工程实例进行探究。本文主要借鉴了某建筑物的基础设计及地基处理，对卵石地基在高层建筑中的基础设计进行分析。
某建筑总建筑面积为36000平方米，高度为100米，分为地上和地下两个部分，主楼的基底面积为40*40平方米，地下建筑有停车场、设备及人防用房等。该工程的地质条件相对稳定，土层主要有杂填土、粉土、粉质粘土等，圆砾卵石层主要的成分有卵石、砂等进行填充。圆砾卵石层的上部属于粘土质，下部属于砂质，并且地下水的类型分为两种，在杂填土中的类型为上部滞水，主要的成分是雨水或是生活用水等，圆砾卵石层地下水的类型主要是下部承压水，并且水位的变化影响着建筑物的基础设施及地基的承受力。该地区其他的高层建筑物主要的基础一般采用的是大直径的钻孔或是沉管灌注桩以及钢筋混凝土预制桩，但是，存在一定的缺陷。
二、卵石地基的基础设计
（一）基础设计方案
该地区的地形地貌特点和地质构造的主要特点有：基岩埋藏较深，最高可达83米；圆砾卵石层的厚度可达62米，其上层的覆盖层的厚度可达11米，在通常情况下不能作为建筑物的地基持力层；另外地下水位高且随季节变化较大。根据这些特点，我们设计了相关的方案：本建筑主要采用的是筏板基础并且对地基进行加固。由于该地区的圆砾卵石层埋藏在8米左右并且层面较为稳定且承载力度高，因此，设计时持力层的筏板浅基础主要采用的是圆砾卵石层。同时，主楼板的埋深占整个建筑物高度的1/12。由于圆砾卵石层的上部不能将地基的承载力以及压缩性很好的体现出来，因此在进行设计的时候将筏板下的卵石层做了压力灌浆处理，使筏板下的卵石层可以固结在一起，增加了地基的承载力，保证了建筑物的安全。但是，在该设计方案中，还存在以下幾个问题：1、圆砾卵石层作为高层建筑的地基，是否存在沉降不均匀的问题。2、在圆砾卵石层内进行灌浆加固地基，这种地基处理方式的效果如何。3、地下水位的高低对卵石层面的地基的影响如何考虑等。因此，我们进行了以下方面的研究。
（二）基础设计研究
在进行基础设计时，要用高层建筑的浅基础设计方法，对地基承载力、基础沉降等方面进行计算的时候，要按照相关的要求进行。主要考虑以下几个方面：
1、地基承载力设计
地基承载力的是高层建筑基础中地基持力层最重要的设计参数，其承载力的参数值直接影响着基础设计的安全和成本的高低。对于圆砾卵石层的地基承载力的参考值，我们主要可以结合《地质报告》中的动力触探范围值、当地经验数值、以及地基基础设计规范中的承载力取值范围进行计算。综合这些取值范围，我们最终确定以当地的设计经验取值为主，该取值不仅计算方便，而且更加符合地基设计规范值。在经过对地基深度及宽度修正后，得出的承载值比较符合该建筑物的设计情况。
2、地基基础沉降的计算
地基基础设计的一个重要的内容就是将地基基础沉降范围值限定在规定的取值范围内，因此，本次对于地基基础沉降值的计算方式主要采用了以下几种：《地基规范》中的方法、弹性力学方法以及《建筑结构设计综合手册》中的方法。其中《地基规范》中的方法主要是采用的简化分层总和法，再对基低压力计算时采用附加压力值；《手册》中的计算方式主要采用大基础天然地基的沉降计算，并在对沉降量的计算过程中采用了基坑的地基回弹。而按弹性力学方法计算沉降值的结果偏大，主要是因为对地基沉降设计时持力层是单一的匀质土层，所以采用的是建立在弹性半空间地基模型上的计算方法，而在设计中没有对地基中的变形模量随深度的变化而产生的影响进行考虑，因此导致数据偏大。
由于对地基基础的沉降值还没有一个准确的算法，因此具有不确定性，所以在施工完成前对沉降的计算存在很大的难度，只能估算一个大致的范围，所以在进行取值时，要进行综合考虑。
3、地下水的影响
我们在对基坑进行开挖时，杂填土中的上部滞水随之排出并对基层开挖和持力层没有造成影响。但是处于下部的承压水则对其的影响较大。地下水会随着周围江河水位的增长而增加，因此要在周围的水源处于枯水期的时候进行开挖。并且要在地基基坑内挖出集水井进行对地下水的排放，尽量降低地下水对地基基坑和持力层带来的不利影响。
4、地基压力灌浆设计
在对地基沉降值进行估算时选择的范围，虽然可以满足设计要求，但是在实际的应用中取值偏大。取值偏大的后果就是在进行对建筑的管网、道路进行设计时，需要采取预留沉降等多种措施。同时，持力层的圆砾卵石层上部级配质量较差且分布不均，由此引发了地基的压缩量增大，导致了基础地基存在不均匀沉降或是大范围沉降，这种情况是要坚决避免的。因此，针对这些问题，采取了对圆砾卵石层上部进行压力灌浆的处置措施，主要是为了达到持力层均匀以及提高地基的承载力的目的。
在对地基大面积开挖时，由于圆砾卵石层上部的孔隙进行发育扩大，导致渗透性随之增强，因此，如果刚刚开挖到持力层就开始进行灌浆，达不到应有的效果。所以，我们可以考虑以下措施，先浇筑两米厚的钢筋混凝土筏板，并在筏板内预留灌浆套管，过一段时间后进行钻孔灌浆，不仅可以保证灌浆的效果，而且还可以加快施工速度。在进行灌浆时，灌浆孔应采用梅花形进行布置，结合地基沉降的发生的范围进行灌浆，可以节约成本。并且同时采用套管护臂，用钻机将护臂套管分为三段，从下往上灌浆，灌浆材料的水灰比要逐渐变浓，灌浆的顺序要分序孔分别进行。
我们在进行对基础持力层的圆砾卵石层进行设计计算时，为了保证设计的安全可靠，我们分别对承压板荷载、灌浆层动力触探、筏板下地基反力实测以及基础的沉降观测等不同的实验。通过实验我们可以发现圆砾卵石层在高层建筑中拥有良好的承载能力，而且更为经济、适用。
结束语
综上所述，本文主要分析了卵石地基高层建筑的基础设计方案，通过这些分析确定了卵石地基在高层建筑的基础设计上的可行性。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为提高我国卵石地基高层建筑的基础设计工作做出重要的贡献。
参考文献：
[1]黄伟.基于高层建筑基础设计关键分析[J].中华民居（下旬刊），2013，12：23-24.
[2]高嵩.关于高层建筑基础设计的几点思考[J].科技与企业，2014，02：138.
[3]王海波.高层建筑基础设计以及地基处理研究[J].江西建材，2014，01：47.