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摘要：地基基礎施工是土木工程建筑施工的基礎性工程，其質量的高低對整個項目施工質量存在直接影響。本文以復合地基基礎為研究對象，聯系工程實例，就復合地基基礎在高層建筑結構設計中的應用進行了簡要分析，以期加深對復合地基基礎的理解，為高層建筑復合地基基礎實踐提供有益指導。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；復合地基

引言

城市化建設進程的不斷推進促進了建筑行業的高速發展，在此背景下建筑工程項目呈現出多樣化、數量化發展態勢。而高層建筑以其占地面積小、建筑面積大、城市現代化代表性強等優勢得到迅速發展，占建筑工程項目主體地位。在高層建筑建設施工過程中，地基基礎作為基礎性工程，其設計與應用的重要性不斷提升。以下是筆者對高層建筑結構設計中復合地基基礎運用的幾點心得體會，意在拋磚引玉。

1對“復合地基基礎”的基本認識

地基基礎施工是建筑施工中的基礎工程，是建筑工程項目結構設計中所需優先考慮的內容，其穩定性、可靠性、科學性、牢固性對整個建筑工程項目施工質量、使用效果存在直接影響。復合地基基礎作為地基基礎領域中的重要組成部分，主要是指在地基基礎設計與施工過程中，通過土體置換、配置加筋材料等方式，構造基體與增強體結合的人工地基，以改善天然地基強度，提升地基基礎荷載承載能力，滿足建筑工程項目建設施工對地基基礎施工的要求。通常情況下，根據復合地基基礎荷載傳遞機理進行分類，可分為豎向增強體復合地基基礎（樁體復合形式）、水平向增強復合地基基礎（加筋土形式）兩種類型，其中豎向增強體復合地基基礎應用較為廣泛[1]。水泥土攪拌樁復合地基、振沖樁復合地基、水泥粉煤灰碎石樁復合地基、高壓噴射注漿樁復合地基、螺旋桿復合地基等是當前高層建筑結構設計中較為常見的幾種復合地基。以水泥粉煤灰碎石樁復合地基為例，在垂直向荷載力作用下，水泥粉煤灰碎石樁復合地基基礎中的樁體、樁間土會在一定程度上沉降變形，其中樁間土變形程度要高于樁體變形程度。位于基礎下方的褥墊層更具樁體傳遞的荷載力情況進行調整，使樁體與樁間土之間達到受力平衡，同時提升樁間土密實度，提升地基基礎整體荷載承載能力[2]。因此，水泥粉煤灰碎石樁復合地基的應用，具備樁體抗剪切力能力提升、樁間土密實、地基基礎排水、水平荷載與垂直荷載協調、樁間土摩擦阻力提升等作用，以保證地基基礎設計與應用的達標，避免高層建筑地基基礎不均勻沉降問題的產生。

2高層建筑結構設計中復合地基基礎的應用實踐

2.1工程簡介

某高層建筑屬房屋住宅建筑，建筑高度約為99m，由地上與地下兩部分構成，地上二十三層，地下三層，建筑總面積超過28000m2，采用框架核心筒結構進行施工。高層建筑建設施工要求：建筑結構安全等級達到二級；建筑地基基礎設計等級達到甲級；建筑結構設計使用超過五十年；建筑抗震設防烈度為Ⅶ度。在對高層建筑施工現場進行地質勘察發現，高層建筑所在施工場地相對平坦，不存在不穩定地下水，地下土層分布情況如表1所示。

2.2復合地基基礎應用要點

2.2.1復合地基類型科學選用在本工程施工過程中，涉及到的軟弱土層相對較多，天然地基無法滿足高層建筑建設需求。與此同時，高等建筑基地標高接近粉土土層，加之高層建筑采用的框架核心筒結構，對地基基礎荷載承載能力的要求相對較高。在對高層建筑地基基礎進行處理時，應用預應力管樁、高壓噴射注漿樁的成本投入較高，經濟效益不明顯。對此，根據高層建筑施工現場條件，結合相關規定與技術標準，設計應用水泥粉煤灰碎石樁復合地基基礎處理方案進行高層建筑地基基礎施工。

2.2.2復合地基基礎質量控制為保證復合地基基礎應用的科學性、準確性，在建筑結構設計中需注意以下幾點：（1）嚴格遵循水泥粉煤灰碎石樁復合地基設計原則，進行方案設計。通常情況下，在水泥粉煤灰碎石樁復合地基設計過程中，需對高層建筑地基基礎的承載力需求具有準確全面了解，并結合地質勘察結果，確定水泥粉煤灰碎石樁的承載力、長度、直徑、強度、樁土置換率等基本參數。例如，在本工程中，水泥粉煤灰碎石樁的有效樁長需控制在15~25m范圍內，以保證單樁承載能力滿足地基基礎設計需求。由于水泥粉煤灰碎石樁的樁間距可以是樁徑的3~5倍，對此在施工過程中在滿足高層建筑結構設計需求的前提下，為提升施工經濟性，應盡量選擇大樁距進行基礎處理。值得注意的是，在樁徑選擇過程中，注重土層承載力影響，土層承載力較低時，需適當縮短樁距，以規避結構沉降問題的產生。在褥墊層設計過程中，由于褥墊層厚度與樁垂直荷載，樁與土水平荷載存在密切關聯性，通常厚度越大，水平荷載所在比重越大。對此，可根據高層建筑基底承載力選擇褥墊層厚度，褥墊層材料以粗砂為主，夯填度不超過0.9。與此同時，依據高層建筑結構設計要求進行地基變形驗算，了解地形變形基本情況，包括沉降差、沉降量等，并在此基礎上設計褥墊層，以保證褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復合地基中保護作用的有效發揮。（2）科學選擇水泥粉煤灰碎石樁復合地基施工方法。目前，在高層建筑水泥粉煤灰碎石樁復合地基施工過程中，振動沉管灌注施工工藝、管內泵壓混合料施工工藝與螺旋鉆孔灌注施工工藝是應用較為廣泛的幾種施工方法。不同施工工藝，施工要求、施工方法、施工成本投入不同。對此，需綜合分析高層建筑施工現場環境條件、施工周期、水泥粉煤灰碎石樁復合地基施工要求等，選擇經濟效益、社會效益、環保效益較強的方法進行實踐作業。在本工程中，由于高層建筑地基基礎施工所在地以粘性土為主，具備工期短任務重特征，對此設計選擇成本低、施工時間短、成樁質量高、周邊環境影響小的長螺旋鉆孔灌注樁施工工藝。

2.3復合地基基礎應用效果

在復合地基基礎施工完成后，依據國家有關規定對水泥粉煤灰碎石樁復合地基進行質量檢測評價，發展復合地基承載力符合相關規定，能夠有效滿足高層建筑結構設計要求。與此同時，采用對比分析法，進行樁基礎與復合地基基礎效益評估，發展復合地基基礎的經濟效益較好。例如，假設在高層建筑地基基礎施工中，選擇直徑800mm的后注漿鉆孔灌注樁進行地基基礎處理時，需要應用到的樁數量為189根，樁長為35m，則需要投入成本約為432萬（189×35×1300×0.503）；選擇直徑400mm，樁長15m的長螺旋鉆孔水泥粉煤灰碎石樁進行復合地基基礎處理時，雖然應用樁的數量較多，但由于長螺旋鉆孔水泥粉煤灰碎石樁造價成本相對較低，導致復合地基基礎施工整體成本遠低于后注漿鉆孔灌注樁基礎施工。

3結論

綜上所述，復合地基作為一種人工地基，通過土地強化可有效增強地基基礎負荷承載能力，保證地基基礎的穩定、牢固與可靠。在高層建筑結構設計中，根據施工現場環境條件，結合高層建筑建設要求，科學設計與應用復合地基基礎具備較強經濟性、實踐操作性。因此，建筑企業以及相關工作人員應加強對復合地基基礎的理解，提升復合地基基礎應用的科學性、準確性，增強高層建筑結構設計能力，助力建筑行業優化發展。

參考文獻

[1]陶景暉，金如元，陸飛，等.巖溶地區高層建筑剛性樁復合地基現場試驗研究[J].建筑結構學報，2017，38（06）：163-174.

[2]林如鍇.分析高層建筑地基基礎方案優化設計[J].建材與裝飾，2017（46）：104-105.

作者：楊德躍 單位：廣東誠實建設工程設計有限公司