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摘要：本文主要结合某工程实例，从安全性、经济性、可行性等多方面对钻孔灌注桩与复合地基方案进行了综合比较，为该类工程的设计积累了经验。
关键词：钻孔灌注桩；复合地基方案；经济指标
随着我国城市建设的发展，旧城改造进程逐步加快，但在人口集中、建筑物密集的城市用地十分紧张，因此日趋紧缺的可用地资源与迅速增长的房屋需求之间的矛盾越发凸显出来。为了充分利用既有土地资源，建筑模式转向立体空间发展，大量地基土层需要经过加强处理方能满足承载力需求。与此同时，为了尽可能的降低开发成本，对于设计成果的质量要求中，“经济”已成为越来越重要的一项指标。在这种形势下，如何科学、经济地拟定基础方案，兼顾安全性与经济性、可实施性，成为了基础方案选型的重要内容。本文通过对某工程实例的基础方案的比较论证，对上述问题的解决思路作一抛砖引玉式的探讨。
某住宅组团系由三幢高层主楼及大底盘地下车库构成，其中主楼均为剪力墙结构。根据地质勘察报告显示，建筑场区地形平坦，地貌属于山前冲洪积平原类型，地层结构及成因较复杂。采用筏板基础时，基底压力约480kPa。基底下第二层粉质粘土（fak=150 kPa）作为持力层时，修正后的地基承载力仍无法满足要求。若将其全部挖除至第三层粘土（fak=240 kPa），虽经修正后的地基承载力可满足要求，但场区普遍需要开挖4m以上，局部深处需开挖8.5m，工期长，施工难度大，土方量大，极不经济；且受场区环境限制，放坡空间有限，需采取一定的边坡支护措施，进一步增加了基础造价，因此天然地基方案无法成立。根据地质勘察报告的建议，宜对主楼范围内采用CFG复合地基方案对地基持力层进行加强处理。但考虑到复合地基需成桩数量较多，对土体扰动较严重，有一定的局限性。因此参考类似工程经验， 将钻孔灌注桩纳入方案比较范围，从安全性与经济性各方面综合加以比对。
一、CFG桩复合地基：根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)计算:
1、技术分析。采用ф600的素混凝土桩对地基进行复合处理，fsp,k=m Ra/Ap+β(1－m)fsk
单桩承载力极限值（以36#孔计算）
Quk=3.14×0.6×（35×2.04+40×2.2+70×1.1+75×1.9+65×4.5+70×5.6）+[(3.14 ×0.6x0.6)/4]×2500＝2003.4＋706.5=2709.9kN
单桩竖向承载力特征值Ra＝2709.9/2＝1305.0kN ，取Ra=1300kN
按桩身混凝土承载力验算：（桩身混凝土强度等级C20）
Q=ψcfcAp=0.8×9.6×[(3.14×6002)/4]＝2170kN>1.35Ra=1755kN
综合取单桩竖向承载力特征值Ra＝1300kN
fsp,k=0.087×1300/0.2826+0.75×(1-0.087)×150=503kPa 可满足承载力要求
2、经济分析
（1）桩造价
①单桩长度确定：桩顶标高34.20m,取34#--37#、42#--45#探孔共八组进行计算，土层内桩长平均值17.4m+截桩长度0.6m=18m。
②单桩体积V＝[(3.14×0.62)/4] ×18＝5.1m3
③单樁造价600×5.1=3060元/棵
④数量：以典型单元计算[(35+1.2)/1.8+1][(16.6+1.2)/1.8+1]=230棵
⑤桩总价230×3060元/棵＝70.38万元
（2）筏板造价
640×（36.2×17.8×1.2）=49.5万元
（3）褥垫层177元/m3×（36.4×18×0.2）=2.32万元
（4）C15垫层177元/m3×（36.4×18×0.1）=1.16万元
（5）检测费用3万元/组（平板堆载）
静载试验，全楼综合1％×690＝6.9棵且＞=3棵，取7棵，7棵桩×3万元/棵＝21万元，平均每单元21万元/3=7万元，以上合计：133.36万元。
二、钻孔灌注桩：根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)计算:
1、桩顶标高34.350m
单桩承载力极限值（以43＃探孔计算）
Quk=Qsk+Qrk+Qpk
侧限力Qsk＝（0.13×35＋40×1.8+70×2.8+75×3.1+65×3.2+70×5.5+369×1.2×0.07×0.9）×3.14×0.6＝2121.3KN
0.07—嵌岩桩侧阻修正系数; 0.9－中风化折减系数
Qrk＝3.14×0.6×6260×(0.07)×1.2×0.9＝891.6KN
Qpk＝0.3×0.9×6260×(π0.62/4)=477.63KN
0.3—嵌岩桩端阻修正系数
Quk=2121.3＋891.6＋477.63=3490.5kN，Ra=2052.9KN
2、以典型单元计算，桩数为109棵
3、单桩造价
确定桩长：桩顶标高34.20m,取34#--37#、42#--45#探孔共八组进行计算，土层内桩长平均值19.2m+入岩深度1.2m+截桩长度0.6m= 21m，V＝（π/4）d2×h＝（3.14/4）×0.62×21=6 m3，单棵造价 1100元/m3×6m3＝6600元。
4、桩总价6600×109＝71.94万元
5、防水底板35×16.6×500×0.25=7.3万元
6、承台 700×1.2×1.0×[35×5+16.6×10]=28.64万元
7、垫层0.1×1.4×[35×5+16.6×10]×177=0.85万元
8、实验费用
大应变109×10％＝11棵11×5400＝5.94万元
小应变109×20％＝22棵22×510＝1.1万元
静载综合全楼 109×3×1％＝3.27棵 且＞3棵 4棵×3万/棵＝12万元，平均每单元4万元，合计：4－8项，119.77万元。
三、通过以上经济技术比较，结论如下：
1、技术方面，两种方案均可满足承载力需要。且两种方案均为常见的基础工程方案，易于实施。
2、造价方面，复合地基要比桩基高133.36－119.77＝13.59万元。
3、施工方面，复合地基成桩速度快，噪音低；但成桩数量大，泥浆排放量较多，污染较严重。
4、检测方面，复合地基检测桩数多，应检测时间长，综合考虑工期较长。
基于以上几点考虑，基础最终采用钻孔灌注桩方案。经实施后，工程效果良好，经济效益显著，得到了各方的一致好评。
根据上述工程实例的计算比对，可以发现在基础方案拟定过程中，需要做到以安全为前提，以技术为保障，以降低造价、缩短工期为目标，综合考虑各相关方面的问题，结合新理论、新工艺，因地制宜，拟定出科学、经济的基础方案，方可为社会创造更大的效益。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：钻孔灌注桩；复合地基方案；经济指标
随着我国城市建设的发展，旧城改造进程逐步加快，但在人口集中、建筑物密集的城市用地十分紧张，因此日趋紧缺的可用地资源与迅速增长的房屋需求之间的矛盾越发凸显出来。为了充分利用既有土地资源，建筑模式转向立体空间发展，大量地基土层需要经过加强处理方能满足承载力需求。与此同时，为了尽可能的降低开发成本，对于设计成果的质量要求中，“经济”已成为越来越重要的一项指标。在这种形势下，如何科学、经济地拟定基础方案，兼顾安全性与经济性、可实施性，成为了基础方案选型的重要内容。本文通过对某工程实例的基础方案的比较论证，对上述问题的解决思路作一抛砖引玉式的探讨。
某住宅组团系由三幢高层主楼及大底盘地下车库构成，其中主楼均为剪力墙结构。根据地质勘察报告显示，建筑场区地形平坦，地貌属于山前冲洪积平原类型，地层结构及成因较复杂。采用筏板基础时，基底压力约480kPa。基底下第二层粉质粘土（fak=150 kPa）作为持力层时，修正后的地基承载力仍无法满足要求。若将其全部挖除至第三层粘土（fak=240 kPa），虽经修正后的地基承载力可满足要求，但场区普遍需要开挖4m以上，局部深处需开挖8.5m，工期长，施工难度大，土方量大，极不经济；且受场区环境限制，放坡空间有限，需采取一定的边坡支护措施，进一步增加了基础造价，因此天然地基方案无法成立。根据地质勘察报告的建议，宜对主楼范围内采用CFG复合地基方案对地基持力层进行加强处理。但考虑到复合地基需成桩数量较多，对土体扰动较严重，有一定的局限性。因此参考类似工程经验， 将钻孔灌注桩纳入方案比较范围，从安全性与经济性各方面综合加以比对。
一、CFG桩复合地基：根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)计算:
1、技术分析。采用ф600的素混凝土桩对地基进行复合处理，fsp,k=m Ra/Ap+β(1－m)fsk
单桩承载力极限值（以36#孔计算）
Quk=3.14×0.6×（35×2.04+40×2.2+70×1.1+75×1.9+65×4.5+70×5.6）+[(3.14 ×0.6x0.6)/4]×2500＝2003.4＋706.5=2709.9kN
单桩竖向承载力特征值Ra＝2709.9/2＝1305.0kN ，取Ra=1300kN
按桩身混凝土承载力验算：（桩身混凝土强度等级C20）
Q=ψcfcAp=0.8×9.6×[(3.14×6002)/4]＝2170kN>1.35Ra=1755kN
综合取单桩竖向承载力特征值Ra＝1300kN
fsp,k=0.087×1300/0.2826+0.75×(1-0.087)×150=503kPa 可满足承载力要求
2、经济分析
（1）桩造价
①单桩长度确定：桩顶标高34.20m,取34#--37#、42#--45#探孔共八组进行计算，土层内桩长平均值17.4m+截桩长度0.6m=18m。
②单桩体积V＝[(3.14×0.62)/4] ×18＝5.1m3
③单樁造价600×5.1=3060元/棵
④数量：以典型单元计算[(35+1.2)/1.8+1][(16.6+1.2)/1.8+1]=230棵
⑤桩总价230×3060元/棵＝70.38万元
（2）筏板造价
640×（36.2×17.8×1.2）=49.5万元
（3）褥垫层177元/m3×（36.4×18×0.2）=2.32万元
（4）C15垫层177元/m3×（36.4×18×0.1）=1.16万元
（5）检测费用3万元/组（平板堆载）
静载试验，全楼综合1％×690＝6.9棵且＞=3棵，取7棵，7棵桩×3万元/棵＝21万元，平均每单元21万元/3=7万元，以上合计：133.36万元。
二、钻孔灌注桩：根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)计算:
1、桩顶标高34.350m
单桩承载力极限值（以43＃探孔计算）
Quk=Qsk+Qrk+Qpk
侧限力Qsk＝（0.13×35＋40×1.8+70×2.8+75×3.1+65×3.2+70×5.5+369×1.2×0.07×0.9）×3.14×0.6＝2121.3KN
0.07—嵌岩桩侧阻修正系数; 0.9－中风化折减系数
Qrk＝3.14×0.6×6260×(0.07)×1.2×0.9＝891.6KN
Qpk＝0.3×0.9×6260×(π0.62/4)=477.63KN
0.3—嵌岩桩端阻修正系数
Quk=2121.3＋891.6＋477.63=3490.5kN，Ra=2052.9KN
2、以典型单元计算，桩数为109棵
3、单桩造价
确定桩长：桩顶标高34.20m,取34#--37#、42#--45#探孔共八组进行计算，土层内桩长平均值19.2m+入岩深度1.2m+截桩长度0.6m= 21m，V＝（π/4）d2×h＝（3.14/4）×0.62×21=6 m3，单棵造价 1100元/m3×6m3＝6600元。
4、桩总价6600×109＝71.94万元
5、防水底板35×16.6×500×0.25=7.3万元
6、承台 700×1.2×1.0×[35×5+16.6×10]=28.64万元
7、垫层0.1×1.4×[35×5+16.6×10]×177=0.85万元
8、实验费用
大应变109×10％＝11棵11×5400＝5.94万元
小应变109×20％＝22棵22×510＝1.1万元
静载综合全楼 109×3×1％＝3.27棵 且＞3棵 4棵×3万/棵＝12万元，平均每单元4万元，合计：4－8项，119.77万元。
三、通过以上经济技术比较，结论如下：
1、技术方面，两种方案均可满足承载力需要。且两种方案均为常见的基础工程方案，易于实施。
2、造价方面，复合地基要比桩基高133.36－119.77＝13.59万元。
3、施工方面，复合地基成桩速度快，噪音低；但成桩数量大，泥浆排放量较多，污染较严重。
4、检测方面，复合地基检测桩数多，应检测时间长，综合考虑工期较长。
基于以上几点考虑，基础最终采用钻孔灌注桩方案。经实施后，工程效果良好，经济效益显著，得到了各方的一致好评。
根据上述工程实例的计算比对，可以发现在基础方案拟定过程中，需要做到以安全为前提，以技术为保障，以降低造价、缩短工期为目标，综合考虑各相关方面的问题，结合新理论、新工艺，因地制宜，拟定出科学、经济的基础方案，方可为社会创造更大的效益。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。