1  工程概况

本工程总建筑面积约17万 m2，为1层地下室（局部2层），地上由14栋楼组成，其中1~4号楼为3层商业，层高6 m；5~13号楼及15号楼为14~20层住宅，层高2.95 m。商业及纯地下室为独立基础，主楼为筏形基础，持力层为稍密卵石层，地基承载力特征值为320 kPa。地下室为框架结构，地上商业为框架结构，住宅为剪力墙结构。

2  地质情况

本工程场地地貌属岷江水系成都平原一级阶地。据现场勘探资料，构成场地的地层为：第四系全新统人工填土层（Q₄^ml），第四系全新统冲洪积层（Q₄^al+pl） 及白垩系上统灌口组泥岩（K₂^g）。其岩层自上而下为：①1杂填土；②2素填土；②粉土；③1细砂；③2中砂；④卵石（④1松散卵石；④2稍密卵石；④3中密卵石；④4密实卵石）；⑤中风化泥岩。

3  换填地基处理方案

10号楼为18层住宅，位于场地西北侧，土方开挖至设计标高后发现场地内填土呈零星状分布，经钎探查明填土厚度一般在300 mm左右，最大填土深度不超过500 mm，填土下为密实卵石层。对此确定的地基处理方案是直接清除填土，选择与垫层混凝土同等级的混凝土与垫层混凝土一起一次浇筑到位。

换填是最简单的地基处理方案，常用的换填材料主要有砂卵石、粘土、混凝土等，若换填量较小，混凝土不需进行压实度检测，在减少设计变更和缩短工期方面有明显优势，换填成本可被广泛接受。

4  预应力管桩地基处理方案

4.1  地质条件与处理方案选择

4.1.1  地质条件

13号楼及15号楼为14层住宅，位于场地东南侧，紧邻市政主干道。该楼栋区域土方开挖至设计标高后发现基础范围内靠主干道侧为填土，远离主干道侧为密实卵石层，开挖探坑揭露卵石层呈断崖式下跌分布。

4.1.2  地基处理方案比选

方案一为将填土全部挖出，换填C15混凝土至原设计垫层底标高，原基础设计形式不变；方案二为采用旋挖成孔灌注桩基础；方案三为采用预应力混凝土管桩基础。

（1）方案一分析：因基坑支护已按原设计基坑深度施工完成，靠基坑侧不具备放坡条件，若换填将面临垂直开挖工况，安全隐患较大；成本较高，初步估算换填量在2 000 m3左右；换填不会对原基础设计图进行更改；工期短，5 d内即可完成整个地基处理。

（2）方案二分析：需养护28 d后才能进行破桩头和桩基检测工序，工期较长，预计将比原设计筏形基础工期增加87 d；旋挖成孔灌注桩需采用泥浆护壁，影响文明施工；需重新进行基础设计，属于重大设计变更，图纸审查手续烦琐。

经综合考虑，预应力混凝土管桩与换填方案相比具有较低的成本优势，与旋挖成孔灌注桩相比不需养护28 d，具有工期优势，故优选方案三，即采用预应力混凝土管桩基础。

4.2  技术经济分析

4.2.1  技术分析

（1）进入密实卵石层的深度越深预应力管桩施打所需的力越大，但预应力管桩单桩承载力有限，在密实卵石层中打进困难、且有断桩风险，需采用旋挖机辅助引孔，方能满足有效桩长需求。

（2）13号楼及15号楼共338根预应力管桩，进入30~100 mm的卵石层，发生断桩3根，断桩率为0.89%。将断桩废弃后还需在该桩左右对称位置补打两根管桩，方可满足承载力要求。

（3）针对于作业面上部为软弱的杂填土层而下部为坚硬的密实卵石层的地质情况，杂填土层可直接施打预应力管桩，密实卵石层则采用旋挖机引孔植桩。

（4）针对于作业面为密实卵石层的地质情况，采用旋挖机直接在卵石层上引孔，因卵石层粘聚性小，孔口易垮塌且桩基定位困难，故采用换填厚1.5~2 m的填土并碾压密实，以解决上述问题。

4.2.2  经济分析

（1）预应力混凝土管桩施工完成后即可开展桩基检测，在众多地基处理方案中具有明显的工期优势。

（2）废桩量高主要有两方面的原因，一是预应力管桩为工厂预制产品，长度在出厂前已确定，配桩长度往往大于实际打桩长度，需进行截桩；二是因建筑内有电梯集水井，集水井深度按3.3 m计算，则集水井内管桩截桩长度不小于3.3 m，同时按规范要求集水井基坑开挖需做60°放坡，放坡内管桩全部需进行截桩（图1）。

图1  预应力管桩截桩示意

5  高压旋喷桩地基处理方案

5.1  地质条件与处理方案选择

5.1.1  地质条件

本工程~轴/~轴区域为1层地下室区域，原设计为独立基础，开挖至抗水板垫层底标高后，经补充地质勘察，发现场地卵石层呈盆地状分布，填土最深在盆地中央，填土深达4.8 m。

5.1.2  方案比选

方案一为采用高强预应力管桩+承台基础；方案二为大开挖3.5~5 m至中密或密实卵石层后做独立基础，回填砂夹卵石至抗水板板底，在柱与抗水板交接位置设置柱帽；方案三为原独立基础不变，采用高压旋喷桩对独立基础区域进行加固。

经分析，方案一前期曾采用，但施工过程中发现管桩施工较困难；方案二分开挖及回填量大；但基础形式不需进行大的改动且工期短。

考虑到本区域为纯地下室，只需对独立基础范围内地基进行加固即可满足承载力要求，故选择方案三，即高压旋喷复合地基方案。

5.2  技术与经济分析总结

5.2.1  技术分析

（1）独立基础下按正方形布置高压旋喷桩桩，桩距0.74 m，桩径0.4 m，有效桩长6.0 m且进入持力层深度不小于0.5 m，共布置旋喷桩1 233根。处理后地基承载力特征值fsp不小于320 kPa，复合地基压缩模量Esp不小于10 MPa。

（2）一般空心钻孔管径仅50 mm，成孔直径小，与旋挖钻机相比在砂夹卵石层中成孔更容易。

5.2.2  经济分析

（1）高压旋喷桩需养护28 d后才能进行桩基检测，对工期紧张的工程不利。

（2）高压旋喷桩通过加固地层来提高地基承载力，不改动原基础结构形式，不涉及重大设计变更。

（3）对独立基础而言，高压旋喷桩仅需布置在独立基础范围内，基础外不需布置，工程量较小，经济优势更明显。

6  放阶+封闭空间处理方案

6.1  地质条件与处理方案选择

6.1.1  地质条件

9号楼高20层，位于场地西北侧，紧邻6号楼，6号楼竣工层地下室，9号楼设1层地下室。9号楼区域地层卵石层基本呈斜坡状分布，近6号楼一侧的填土深度基本与6号楼地下2层持平，远离6号楼层一侧为卵石层。

6.1.2  方案比选

方案一：将基础2/3整体降至地下2层标高，再将另外1/3部分放坡两阶（每阶高1 m）向上尽量退回地下1层并回填砂夹卵石至地下1层板面标高。

方案二：将基础2/3整体降至地下2层标高，再将另外1/3部分放坡两阶（每阶高1 m）向上尽量退回地下1层并沿9号楼外剪力墙增设挡墙，将主楼范围内地下2层至地下1层之间作为封闭空间。

方案三：将基础整体降至地下2层标高，采用素混凝土回填至地下1层抗水板板底。

方案一分析：（1）若条件允许，局部适当放阶对边坡及主楼外的影响减小，可降低造价；（2）砂卵石分层回填须均匀密实，对施工要求较高；（3）主楼内部分竖向构件厚度和全数保护层厚度增加、筏板需加厚至1 200 mm；（4）需修改人防设计并重新报审；（5）主楼范围内竖向构件四周及地下1层人防底板需增加防水及防水保护层。

方案二分析：（1）若条件允许，局部适当放阶对边坡及主楼外的影响减小，可降低造价；（2）增设外围挡土墙形成封闭空间会提高外墙造价；（3）需增加主楼内部分竖向构件厚度；（4）牵涉人防设计封板修改并重新报审；（5）仅增加外墙防水及防水保护层。

方案三分析：（1）施工速度较快；（2）开挖已形成的边坡安全隐患较大、主楼范围外基础标高影响增大（主楼需向外1∶2逐级放坡回到地下1层）；（3）回填素混凝土费用较高；（4）筏板需加厚至1 200 mm；（5）需增加主楼内部分竖向构件厚度；（6）牵涉地下1层修改并需重新报审；（7）回填区域外围增设砖胎膜封闭并增设外部防水。

方案一造价测算2 835 144.55元；方案二造价测算2 743 643.66元；方案三造价测算4 852 355.54元。经考虑造价和工期，确定采用方案二。9号楼基础放阶做法如图2所示。

图2  9号楼基础放阶做法示意

6.2  技术分析总结

（1）与桩基方案相比，筏板方案施工质量易控制，在可能的情况下改变筏板形式（如本方案筏形基础持力层满足受力要求，可通过放坡达到目的），可优选筏形基础方案。

（2）采用两阶放坡，每阶高1 m，阶梯处模板支设要求高，须特别注意混凝土浇筑顺序和浇筑时间控制。

（3）封闭空间需留设材料出口，以便模板支撑体系材料拆除后外运，考虑到封闭空间后期无实际用途，模板支撑体系可永久留在封闭空间内。

6.3  经济分析总结

（1）采用二阶放坡，可充分利用现状地质条件，降低工程造价。

（2）通过放阶形式解决密实卵石层斜坡状分布，以保持筏形基础形式不变，与桩基方案相比，工期更短。