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摘 要：介于天然地基和常规地基基础之间的过渡基础形式的疏桩基础是一种复合桩基，现今已被广泛应用在多层民用建筑中，但是还是较少被应用在带裙房的高程建筑施工中。本文将结合某一级复杂地质条件的小区施工建设项目，简要研究了在该小区高层住宅中应用疏桩基础，其结果表明取得较为显著的经济效益，希望能对类似路面带裙房高程建筑工程起到借鉴作用。
关键词：疏桩 复合桩基 高层建筑
一、引言
介于天然地基和常规地基基础之间的疏桩基础是一种考虑对桩和层台底基层共同承担的荷载的复合桩基。应用疏桩基础能够取得几点优势：单桩能够承担极限承载力的荷载；使用少量桩就可以将沉降控制在允许的范围内；减少用桩数量，并取得显著的经济效益；对承台下地基土承担的荷载进行考虑，采取桩-土-台共同工作的方式。
二、工程概况
本工程为某一级小区住宅施工建设项目，按照规范方法需要液化判别地基上部的-1粘质粉土、-2砂质粉土和-3粉砂层，对其进行7度的近震测试，从而判断出该地基土是一种不液化土，但是下部第四系覆盖层中有土洞存在，将其划属为不利抗震的地段。
三、比较和选择基础方案
本住宅区具有较大的上部荷载，并且不可以将沉降缝设置在主楼和地下车库之间，由于建筑物要求较高的沉降和不均匀变形的要求，再加上不良的岩溶和土洞地质发育导致场地的地质条件变得极为复杂，所以基础方法的选取将会对工程的安全性和总费用造成直接影响。按照结构所要求的沉降和不均匀沉降，可以对以下基础方案进行选择：
1.地基处理。高层住宅基底20m深度范围内主要是由-1粘质粉土、-2砂质粉土和-3粉砂层组成，其中后面两层土具有较大的厚度和较高的力学强度和中等压缩性。对其进行验算发现，如果使用天然的地基，持力层使用-2砂质粉土，修正其基础深度和宽度，可以确定地基承载力基本达到基底压力的要求，但是具有过大的沉降，不适合进行使用。如果在上部地基中采取振冲碎石桩法进行处理，使得基础直接位于加固后的人工地基上，但是无法按照现有的处理方式进行处理深度，这是因为有相对软弱土层⑤号和⑦号夹在20～35m深度范围内，易导致主楼和裙房车库相邻基础上具有较大的沉降差，因此不适合采取该方式。
2.常规桩基础。综合考虑到上部结构荷载和地层分布情况，使用具有较大直径的钻孔灌注桩，并选取基岩作为持力层，能够满足正常地质条件下的高层建筑的规范要求。但是由于该场地地下存在溶洞，按照现有的方法和勘探设备，是无法对溶洞、土洞的大小和范围进行探明。如果是使用常规基础对溶洞和土洞进行穿透则存在较大的难度和较多的施工随机性因素，所以不适宜使用该方式。
3.疏桩基础。如果持力层使用-2砂质粉土，对其进行验算和修正后，地基承载力能够达到基底压力的要求。如果对具有较大间距的摩擦桩进行适当的布置，使得上部荷載由基础下的地基土和桩共同分担，按照沉降要求确定出桩数，不仅能够在允许范围内控制基础沉降和不均匀沉降，还可以防止基底附加应力全部被常规桩基传递到地层深部而对岩溶的稳定性造成影响，所以疏桩基础的方案是可以考虑使用的。
四、计算疏桩基础设计
例如17号楼的基础设计，该楼地上有15～16层，地下一层，采取框架结构，10500㎡的建筑面积，建筑单体上部荷载效应具有150929KN标准组合值和142958KN准永久组合值。
1.验算基底附加压力。选择0.6m直径的钻孔灌注桩和⑧层的桩端持力层、25m的有效桩长、平板式筏板的基础，按照外墙挑出1.5m，得到724.3㎡的基底总面积，40KN/㎡的地下室和底板总和荷载。持力层使用-2层，按照规范方法对天然地基进行宽度和深度的修整，则具有295kpa的承载力特征值。天然地基承载力相比较于修正后的地基承载力特征值而言，是符合要求的。
2.确定桩数。
2.1确定常规桩基桩数。为了方便进对桩数和基础沉降的关系进行计算研究，按照相等面积、形心基本重合的原则先简化基础底面成45×16.1m的规则矩形。从表1中的数据可以得出单桩竖向承载力具有1207kN的特征值和0.141的端阻比。按照常规的设计方案，单桩承载力设计值为732KN，需要200根桩。
2.2确定疏桩基础桩数。按照200根的常规桩基桩数、1/3的常规桩基桩数和0根桩数这三种情况，分别对均匀布桩时候基础中心处沉降进行计算，在线性变化的假定下，描绘出基础中心沉降量S和桩数n之间的关系。
3.基岩顶面或溶洞顶面附加应力分析。由于⑧-2a粘土混碎石土层下面有较大埋藏深度本的溶洞存在，如果对其使用常规桩基的基础形式，不处理潜在的岩溶，当基底的附加应力传递到地层深部的时候会对岩溶的稳定造成影响，使用疏桩基础则是可以减少溶洞顶面的附加应力。随着不断增加的桩数，基岩顶面的附加应力也在不断增大，尤其是使用常规桩基数时候具有最大的应力。通过观察其变化过程可以看出，初期增大幅度比较明显。具有10%的基岩顶面的附加应力和自重应力比值，而采取60根桩的疏桩基础则具有8.5%的比值。所以可以得出，在一定程度上复合桩基能够将基岩顶面的附加应力降低。
4.基础筏板内力有限元分析。采取SUPER SAR有限元分析软件，在对桩-土-筏共同作用进行考虑前提下，有限元分析其基础，对上部结构标准组合下实际传到底板面的墙、柱荷载进行计算，除了17号楼筏板需要1.2厚度，其他都是选取1m厚度，纯车库的筏板取0.6m厚度。从筏板弯矩计算结果可以得出，小范围内有2790KN的筏板最大弯矩值出现。相比较天然地基而言，使用疏桩之后，明显减小了筏板的弯矩，并且也有效的控制了主楼和裙房间的沉降差。通过观测计算结果可以得出，沿着主楼和裙房之间的带裙房高层建筑剖面的沉降曲线是一条“缓变形”。主楼和裙房之间的沉降差造成不大的筏板内力，采取一定的加强结构的方法来处理主楼和车库交接范围筏板是能够满足规范要求的。
五、结语
疏桩基础作为一种复合桩基，其可以通过采取较少桩数量以达到控制沉降和节省成本等效益。针对当前疏桩基础应用实例较小情况，文章通过结合连体地下车库实例，结合建筑物沉降要求高和存在岩溶地质特点，最终选取疏桩基础的方案，合理地确定出疏桩基础桩数。通过有限元分析结果表明，使用疏桩之后，明显减小了筏板的弯矩，并且也有效的控制了主楼和裙房间的沉降差，为同类工程提供有价值参考实例。
参考文献：
[1]于鹏； 王建平.疏桩基础在高层建筑桩—筏基础中的应用探讨 [J].山西建筑，2007，（11）：18-22.
[2]董建国； 袁聚云； 赵锡宏.高层建筑桩箱（筏）基础变形控制设计理论 [C].中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集，2016，（09）：52-56.
关键词：疏桩 复合桩基 高层建筑
一、引言
介于天然地基和常规地基基础之间的疏桩基础是一种考虑对桩和层台底基层共同承担的荷载的复合桩基。应用疏桩基础能够取得几点优势：单桩能够承担极限承载力的荷载；使用少量桩就可以将沉降控制在允许的范围内；减少用桩数量，并取得显著的经济效益；对承台下地基土承担的荷载进行考虑，采取桩-土-台共同工作的方式。
二、工程概况
本工程为某一级小区住宅施工建设项目，按照规范方法需要液化判别地基上部的-1粘质粉土、-2砂质粉土和-3粉砂层，对其进行7度的近震测试，从而判断出该地基土是一种不液化土，但是下部第四系覆盖层中有土洞存在，将其划属为不利抗震的地段。
三、比较和选择基础方案
本住宅区具有较大的上部荷载，并且不可以将沉降缝设置在主楼和地下车库之间，由于建筑物要求较高的沉降和不均匀变形的要求，再加上不良的岩溶和土洞地质发育导致场地的地质条件变得极为复杂，所以基础方法的选取将会对工程的安全性和总费用造成直接影响。按照结构所要求的沉降和不均匀沉降，可以对以下基础方案进行选择：
1.地基处理。高层住宅基底20m深度范围内主要是由-1粘质粉土、-2砂质粉土和-3粉砂层组成，其中后面两层土具有较大的厚度和较高的力学强度和中等压缩性。对其进行验算发现，如果使用天然的地基，持力层使用-2砂质粉土，修正其基础深度和宽度，可以确定地基承载力基本达到基底压力的要求，但是具有过大的沉降，不适合进行使用。如果在上部地基中采取振冲碎石桩法进行处理，使得基础直接位于加固后的人工地基上，但是无法按照现有的处理方式进行处理深度，这是因为有相对软弱土层⑤号和⑦号夹在20～35m深度范围内，易导致主楼和裙房车库相邻基础上具有较大的沉降差，因此不适合采取该方式。
2.常规桩基础。综合考虑到上部结构荷载和地层分布情况，使用具有较大直径的钻孔灌注桩，并选取基岩作为持力层，能够满足正常地质条件下的高层建筑的规范要求。但是由于该场地地下存在溶洞，按照现有的方法和勘探设备，是无法对溶洞、土洞的大小和范围进行探明。如果是使用常规基础对溶洞和土洞进行穿透则存在较大的难度和较多的施工随机性因素，所以不适宜使用该方式。
3.疏桩基础。如果持力层使用-2砂质粉土，对其进行验算和修正后，地基承载力能够达到基底压力的要求。如果对具有较大间距的摩擦桩进行适当的布置，使得上部荷載由基础下的地基土和桩共同分担，按照沉降要求确定出桩数，不仅能够在允许范围内控制基础沉降和不均匀沉降，还可以防止基底附加应力全部被常规桩基传递到地层深部而对岩溶的稳定性造成影响，所以疏桩基础的方案是可以考虑使用的。
四、计算疏桩基础设计
例如17号楼的基础设计，该楼地上有15～16层，地下一层，采取框架结构，10500㎡的建筑面积，建筑单体上部荷载效应具有150929KN标准组合值和142958KN准永久组合值。
1.验算基底附加压力。选择0.6m直径的钻孔灌注桩和⑧层的桩端持力层、25m的有效桩长、平板式筏板的基础，按照外墙挑出1.5m，得到724.3㎡的基底总面积，40KN/㎡的地下室和底板总和荷载。持力层使用-2层，按照规范方法对天然地基进行宽度和深度的修整，则具有295kpa的承载力特征值。天然地基承载力相比较于修正后的地基承载力特征值而言，是符合要求的。
2.确定桩数。
2.1确定常规桩基桩数。为了方便进对桩数和基础沉降的关系进行计算研究，按照相等面积、形心基本重合的原则先简化基础底面成45×16.1m的规则矩形。从表1中的数据可以得出单桩竖向承载力具有1207kN的特征值和0.141的端阻比。按照常规的设计方案，单桩承载力设计值为732KN，需要200根桩。
2.2确定疏桩基础桩数。按照200根的常规桩基桩数、1/3的常规桩基桩数和0根桩数这三种情况，分别对均匀布桩时候基础中心处沉降进行计算，在线性变化的假定下，描绘出基础中心沉降量S和桩数n之间的关系。
3.基岩顶面或溶洞顶面附加应力分析。由于⑧-2a粘土混碎石土层下面有较大埋藏深度本的溶洞存在，如果对其使用常规桩基的基础形式，不处理潜在的岩溶，当基底的附加应力传递到地层深部的时候会对岩溶的稳定造成影响，使用疏桩基础则是可以减少溶洞顶面的附加应力。随着不断增加的桩数，基岩顶面的附加应力也在不断增大，尤其是使用常规桩基数时候具有最大的应力。通过观察其变化过程可以看出，初期增大幅度比较明显。具有10%的基岩顶面的附加应力和自重应力比值，而采取60根桩的疏桩基础则具有8.5%的比值。所以可以得出，在一定程度上复合桩基能够将基岩顶面的附加应力降低。
4.基础筏板内力有限元分析。采取SUPER SAR有限元分析软件，在对桩-土-筏共同作用进行考虑前提下，有限元分析其基础，对上部结构标准组合下实际传到底板面的墙、柱荷载进行计算，除了17号楼筏板需要1.2厚度，其他都是选取1m厚度，纯车库的筏板取0.6m厚度。从筏板弯矩计算结果可以得出，小范围内有2790KN的筏板最大弯矩值出现。相比较天然地基而言，使用疏桩之后，明显减小了筏板的弯矩，并且也有效的控制了主楼和裙房间的沉降差。通过观测计算结果可以得出，沿着主楼和裙房之间的带裙房高层建筑剖面的沉降曲线是一条“缓变形”。主楼和裙房之间的沉降差造成不大的筏板内力，采取一定的加强结构的方法来处理主楼和车库交接范围筏板是能够满足规范要求的。
五、结语
疏桩基础作为一种复合桩基，其可以通过采取较少桩数量以达到控制沉降和节省成本等效益。针对当前疏桩基础应用实例较小情况，文章通过结合连体地下车库实例，结合建筑物沉降要求高和存在岩溶地质特点，最终选取疏桩基础的方案，合理地确定出疏桩基础桩数。通过有限元分析结果表明，使用疏桩之后，明显减小了筏板的弯矩，并且也有效的控制了主楼和裙房间的沉降差，为同类工程提供有价值参考实例。
参考文献：
[1]于鹏； 王建平.疏桩基础在高层建筑桩—筏基础中的应用探讨 [J].山西建筑，2007，（11）：18-22.
[2]董建国； 袁聚云； 赵锡宏.高层建筑桩箱（筏）基础变形控制设计理论 [C].中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集，2016，（09）：52-56.