建筑结构选型热门范文10篇之第三篇：岩溶地区建筑地基基础设计方案比选分析
摘要：文章通过笔者的工作实践， 就岩溶地区建筑结构基础设计要求进行了阐述， 提出了建筑结构基础选型和设计要点， 并结合工程实例针对岩溶地区建筑地基基础设计方案比选进行了详细的分析， 并提出建议， 以供参考。
关键词：建筑结构基础选型； 设计； 方案比选； 岩溶地区；
近年来，随着我国经济水平的不断提升，商业综合体建筑不断增多，人们不仅注重建筑质量，还对建筑的美观性提出了更高的要求。为了实现这一目标，需要对建筑结构进行优化，以确保结构的合理性、可靠性和经济性。文章着重探讨了岩溶地区建筑结构基础选型设计要点。
1 建筑基础设计概述
基础设计作为建筑结构设计中重要组成部分，直接影响到建筑的整体质量。在建筑基础设计过程中，应满足以下要求：（1）满足建筑正常使用要求，包括使用性能良好，具有足够的耐久性能。（2）确保结构能整体的稳固性，防止结构出现连续倒塌事件。根据以上要求，在建筑地基设计时，应充分考虑到以下两个因素：一是地基要具有足够的耐久性能；二是在长期荷载作用下，地基变形不会损坏承重结构。
2 岩溶地区建筑结构基础选型设计实例
2.1 工程概况
某商业综合体项目地上为5层，地下为1层。建筑总高不超过24m,为多层建筑，地下室主要使用功能为停车库及设备功能用房，首层到5层集零售商业、超市、健身、家居、教育培训、美容SPA、儿童游乐、电影院、餐饮铺等各种商业业态。工程采用框架结构，抗震等级为三级，安全等组为一级，结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度（0.05g），基本风压为0.4kN/m2.
2.2 地质条件
根据钻孔揭露，场地岩土层按其地质年代和成因类型自上而下可划分为素填土、粉质黏土、中风化石灰岩和溶洞四大部分。岩土层主要设计参数如下。（1） 1层，素填土：未完成自重固结，层厚1.5~5.3m,层底标高135.0~142.64m.（2） 2层，粉质黏土：揭露层厚0.8~13.80m,层厚超10m的基本在东侧，SY3基底处。层底标高10.98~147.61m.（3） 3-1层，中风化石灰岩：每个钻点均有揭示。（4） 3-2层，溶洞：溶洞出现的标高无规律，各钻孔均不相同。
2.3 基础方案比选
结合场地情况，从承载力和控制差异沉降的角度，现基础形式分为两种方案。基础方案一：西侧岩石独立基础+东侧桩基础，桩基础采用旋挖灌注桩，桩径分为800mm、1000mm、1200mm三种，桩端持力层为较完整的中风化灰岩，桩身应穿过溶洞进入稳定岩层。西侧独立基础持力层为中风化灰岩，地基承载力特征值暂按2500kPa,以现场岩石压板试验为准。基础方案二：西侧区域因基底基本为岩石，考虑做平板式筏板基础，地基承载力按180kPa;东侧区域因场地溶洞多、黏土厚，为调节不均匀沉降，考虑做平板式筏板基础，柱下做CFG桩地基处理，荷载主要由柱下复合地基区域承担，柱间只承受部分荷载。
（1）基础方案一。 （1） 桩基础区域需要每个桩下做超前钻作为桩终孔的依据，800mm桩径的为一桩一孔，1000mm和1200mm桩径的为一桩二孔。勘探点终孔条件为桩进入岩石深度+6m稳定中风化岩层，并保证桩长大于等于10m. （2） 西侧独立基础区域，结合此区域施工完的基础和开挖后的土层情况（岩面起伏大等），应保证基底下3倍基础宽度且不小于5m深度为连续的较完整中风化灰岩。 （3） 若独立基础面积内不存在完整的岩面，或基底3倍宽度，5m范围内有软弱下卧层，则此柱下应改为桩基础。此基础方案虽采用两种基础方案，独立基础和桩基础，但持力层均为岩层，沉降量小，可不考虑不均匀沉降的差异。
（2）基础方案二。 （1） 因场地岩面起伏较大，西侧天然地基下的筏板基础应在板底和柱墩下超挖500mm,回填级配砂石500厚作为褥垫层以调节沉降差。每个柱下区域布置三个超前钻孔点。 （2） 东侧复合地基区域因土层不均匀，且溶洞见洞率较大，4桩承台每个柱下区域布置3个超前钻点，其余每个CFG桩下承台布置5个超前钻点。 （3） CFG桩端持力层为中风化灰岩，复合地基承载力特征值估算为410kPa,以最终试验为准。此基础方案西侧筏板基础沉降由褥垫层调节，东侧因底板标高距岩层较深，采用CFG桩进行地基处理，CFG桩的桩端持力层为岩层，基础沉降也又柱下承台和CFG桩之间的褥垫层去调节，不均匀沉降也较小。
（3）基础方案比选。基础方案一：西侧岩石柱下独立基础+东侧桩基础。优点：防水板厚小，不需超挖后回填褥垫层，基础开挖量小。桩基础大部分为单柱单桩，防水板只承受水反力，不承受土反力，承台和防水板配筋均较小。缺点：西侧独立基础区域基础底面处可能找不到完整的岩面；从区域其他高层桩基础施工情况，桩长不好控制。
基础方案二：筏板基础。优点：基础整体性好。缺点：柱墩处以及筏板厚度均较厚，且西侧需超挖，开挖量和回填量较大。筏板整体钢筋量均较大。基础方案经济性比选如表1所示。
通过基础方案经济型比选，基础方案一，从钢筋，混凝土含量，土方量等因素均较优。建议选择基础方案一。
3 结论
综上所述，本文进行两个基础方案的比选，得出结论如下：（1）岩溶强发育场地，当基础底板距离岩层较深，且基底下土有一定承载力是，可采用桩基础，或者CFG桩地基处理，使桩穿过溶洞落在稳定岩层，两种基础都应做超前钻孔，作为桩长设计的依据并指导施工。（2）当基础底板为岩面时，此时可做岩石地基基础，此基础形式简单，经济性好，但也需判断基础底面下主要持力层范围不存在溶洞。（3）当溶洞有填充物，且填充物具有一定承载力时，多层建筑也可考虑做整体性较好的筏板基础，当基础底面岩面起伏大，可考虑做褥垫层来条件不均匀沉降。
表1 基础方案经济性比选
参考文献
[1]江汝平。岩溶地区高层建筑复合地基设计[J].科学技术创新， 2018 （19） :95-96.
[2]雷建海。贵州岩溶地区层状岩质基坑失稳机理及稳定性评价理论研究[D].贵阳：贵州大学， 2007.
[3]沈冰。岩溶地区桩基础稳定性研究[D].桂林：广西大学， 2006.
