［摘要］为解决传统高层建筑基础施工中地基处理出现偏差，导致基础施工质量低等问题。可通过调整施工允许偏差、土方开挖达到桩基施工平台要求，完成高层建筑基础施工。并在此基础上，设计地基处理技术，通过计算地基挖掘深度，CFG桩复合地基施工，控制地基固结变形，实现地基处理。设计实例分析结果表明，设计技术地基沉降量明显低于对照组，提高了高层建筑基础施工质量。
［关键词］高层建筑；基础施工；地基挖掘深度
1项目概况
本次研究项目概况：云南省棚户区改造省级统贷项目（以下简称：棚户区改造项目），拟建场地位于云南省昆明市大板桥镇，北侧毗邻320国道，东侧毗邻文博路，南部为宝象河及苗圃用地，西侧为民用住宅及苗圃用地。本工程基坑面积约为14491m2，周长472.2m，深度3.82~6.58m（包括底板厚度）。项目建设过程中采用深搅桩止水帷幕结合降水井解决地下水问题；采用喷锚挂网支护解决基坑边坡防护；采用高压注浆解决成桩夹碴问题。采用CFG桩复合地基加强地基承载力，达到设计承载要求。高层建筑大型化以及复杂化，其基础施工难度增高。在施工过程中，采用规范、合理的地基处理技术，能够延长高层建筑的有效寿命。
2高层建筑基础施工
2.1调整施工允许偏差
基于Querty软件，调整高层建筑基础施工偏差的项目包括：垫层换填、地基表层的含水量、地基的强度、样桩厚度、中线高度、地基土压实厚度以及相邻浇筑段高低差。应用Querty软件调节施工偏差数值，并检验施工偏差，得出与地基接触更加紧密的施工偏差。施工允许偏差调整结果，见表1。表1中调整前的施工允许偏差与调整后允许偏差在数值上差别不大，但调整后能够提高高层建筑施工质量。
2.2土方开挖
土方开挖中可能会产生施工变形，为以防变形，具体实施过程如下。（1）以分层、分块、对称、平衡的原则为准，土方采用盆式开挖方式。（2）施工单位在开挖前应编制施工组织方案，符合相关要求才能进行实地施工。（3）施工单位在开挖过程中应当采取相应的措施以防基坑边坡以及周围动态土坡的稳定性受到影响。应避免大量施工材料堆放在在基坑内部，地面超载控制在15kN/m2以下。
2.3桩基施工平台要求
原地面高程高于设计桩顶高程，为4.2~4.8m，施工区域为河道改迁回填区域，不具备开挖基坑后桩基施工条件。原地面平整后，利用长螺旋桩机自原地面开始钻进施工，以增加负空段，为保证成桩质量，长螺旋钻孔灌注桩应灌注至原地面。以此，完成高层建筑基础施工。
3高层建筑基础施工地基处理技术
3.1计算地基挖掘深度
高层建筑基础施工时，地基沉降控制工作尚未完成前，沉降量过大时常出现，同时还会对高层建筑中的结构造成不利影响，导致高层建筑施工质量不合格，并以防其后期运行的稳定性受影响。因此，在处理高层建筑地基时，应先确定地基中的基础沉降量，按照沉降规律，计算房屋建设地基挖掘深度，其计算公式：式中：M为高层建筑基础施工地基挖掘深度；k为高层建筑基础施工区域地基沉降位移取值范围，通常情况下以一个单位为标准，即k取1；n为高层建筑基础施工区域地基沉降范围中的分层数量；d为地基厚度；b1k和b2k分别为地基结构和房建结构的凝结缝隙比值。经上式计算可得到高层建筑基础施工中地基挖掘深度。由于地基上施工需要一定的沉降时间，其变化规律与地基处理关系密切，因此在计算过程中还应考虑到地基处理的相关参数，以得到地基挖掘深度。
3.2CFG桩复合地基
该复合地基螺旋钻孔灌注成桩，桩径400mm，Z1以⑤22层（破碎–较破碎角砾灰岩）、⑤22层（较完整角砾灰岩）、⑥12破碎–较破碎砂质白云岩、白云岩、⑥22云岩、白云岩为桩端持力层。Z1桩长以达到持力层为准，施工时应反复3次无法继续钻进方可终孔，桩长不小于15m。设计长螺旋钻孔灌注桩承载力特征值不小于300kN，加固后复合地基承载力不小于180kPa。长螺旋钻孔灌注桩成桩工艺采用长螺旋钻孔压灌桩。成桩材料采用C20素混凝土。宜在施工结束28d后检验承载力，复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的数量不应少于总桩数的1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3个点，采用低应变动力试验检测桩身完整性，检查数量不低于总桩数的10%。试验得到的复合地基承载力特征值为180kPa。
3.3地基固结变形控制
为了进一步提高地基处理质量，还需要控制地基在重力负荷条件下的固结变形情况。假设地基的深度为m，地基与周围土壤材料存在着如公式（2）所示的渗流关系：式中：v1为在某一时间点中高层建筑基础施工荷载的变化量大小；g1为在某一时间点地基竖直方向上发生的孔隙水流量大小；t为某一时间点；γ为地基孔隙大小；v2为在某一时间点地基周围土壤变化引起体积变化的大小；g2为地基周围土壤在其竖直方向上的孔隙大小。根据地基的组成成分，可将其看作地基与周围土壤2部分组成，并且地基形成了较为均质的材料结构。因此，根据公式（2）可得出在高层建筑基础施工过程中重力负荷条件下，其固结速率大小。相对加固深度的数值与处理后的地基的固结速率比天然地基固结速率的比值有着相同的变化趋势，通过控制相对加固深度和地基固结变形，可以进一步控制高层建筑基础施工质量。
4试验分析
4.1试验准备与流程
以棚户区改造项目为例，分析设计高层建筑基础施工地基处理技术与传统技术。机械设备包括：（1）碾压机（GHFJ-264K型号）；（2）运输机（LJHS-51S5型号）。利用公式（1）计算地基挖方深度为3.82m。布置5个测点，利用测量仪器对测点地基沉降程度进行测量，JGJ79—2012《建筑地基处理技术规范》中规定，地基沉降量不得超过0.1m，否则将视为处理质量不合格，影响到整体高层建筑稳定性。实验将测量的地基沉降量作为试验结果，地基沉降量越低，证明该技术对地基的处理效果越好。单桩竖向抗压静载荷试验：试验采用分级慢速维持荷载法，逐级加载，每级荷载达到相对稳定标准后施加下一级荷载。试验分为10级，每级加载60kN，10级总加载量600kN。桩长12.5m，当施加第10级600kN荷载时，累计沉降量为17.74mm，Q-S曲线未出现陡降段，且S-lgt曲线未向下弯曲。根据要求，终止试验。按规范规定，该桩的单桩竖向抗压极限承载力为600kN。复合地基载荷试验方法：承压板面积大小依据桩间距大小选定。加载方式：采用慢速维持荷载法，逐级加载，当每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，以此递增至设计要求极限荷载（或试验提前破坏），之后分级卸荷至零。
4.2结论分析
设计单桩复合地基极限承载力360kPa，每级加载36kPa乘以实际压板面积，逐级加载。压板面积为2.56m2，当施加第10级360kPa（922kN）荷载时，累计沉降量为15.43mm，P-S曲线未出现陡降段，且S-lgt曲线未向下弯曲。根据要求，终止试验。按规范规定，该复合地基试验点的极限承载力为360kPa。
5结束语
通过实例分析，证明了地基处理技术有广泛的适用性，并且设计存在优化必要性。但该研究不足之处在于未对本次地基沉降量测定结果的精密度与准确度进行检验，地基沉降量测定结果的可信度需进一步提高，有待进一步研究。
作者:杨昭 单位:云南滇中保障房建设有限公司