带裙楼高层建筑天然地基承载力修正浅析

孙永胜

(山东省第七地质矿产勘查院，山东临沂 276000)

0 引言

近年随着城市建设的发展，建筑工程多为整体车库开挖，高层建筑周边多为车库，如何准确判定高层建筑的天然地基承载力，成为摆在技术人员面前的一道难题。在满足结构安全性的前提下，应优先选用天然地基。然而，在工程实践中，很多技术人员在拿捏不准的情况下偏向安全设计，盲目选用地基处理或桩基础，造成了工程浪费。文中拟从天然地基承载力特征值的确定和深宽修正的本质入手，结合工程实例，以提高技术人员准确应用规范的水平，在保障结构安全的前提下节约工程造价。

1 天然地基承载力的确定和修正的本质

1.1 天然地基承载力的确定

在岩土工程技术标准中，地基承载力的确定是地基基础设计的重要内容。规范中指出:“地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定”［1］。由于全国地质条件千差万别，新版规范取消了地基承载力表，给了技术人员更大的自由度，提倡通过工程实践得出地区经验参数。山东省出台了地方标准，给出了本地区的“地基岩土的承载力特征值”表，可供其他省份参考［2］。高大钊等讨论了地基承载力地区经验的总结、地基承载力的安全度、地基承载力特征值及其应用、不固结不排水剪指标的应用等8个有关地基承载力的问题，对如何理解和执行规范提出了意见［3］。

1.2 承载力修正的本质

无论是理论公式还是现场试验，地基承载力均与基础的宽度和深度有着紧密关系，其变化规律是极为复杂的，受到各种因素的制约，截止到目前尚未被人们所完全知晓。李静指出:地基承载力的深度修正，就是为了考虑基础两侧基底标高以上的超载对基础两侧滑动土体向上滑动的抵抗作用，超载的分布宽度应满足大于(2～4)B，总结了地基承载力深度修正的3要素，指出了设计中存在的错误认识及说明［4］。于海峰、韩云山等根据太沙基或朗肯承载力理论，给出了不同情况下承载力深度修正的埋深取值，并建议采取各种手段包括计算机技术，通过理论分析提出一套较为合理的深宽修正系数［5，6］。

2 工程概况及地质条件

2.1 工程概况

某带裙楼高层住宅楼工程位于临沂市河东区，地上22层，层高3 m，地下2层，框剪结构，筏板基础，基础埋深约7.8 m，设计基底压力Pk=450 kPa。住宅楼2倍宽度为2层地下车库，独立基础+防水板。场地抗震设防烈度8度，设计地震分组第二组，设计基本地震加速度0.20g。

2.2 地质条件

根据勘察单位提供的资料，地下水位埋深2 m，地质条件及其他物理力学参数如表1所示。

表1 地层及其他物理力学参数表

3 地基承载力修正计算

3.1 带裙房高层建筑承载力修正分类

为了突出问题，作出如下假设:考虑主楼短边方向，裙楼边长大于主楼边长两倍，两侧裙楼埋深一样，主楼基础为整体性较好的筏板基础或箱形基础。

1)主裙楼一体的筏板基础。

其计算埋深可将裙楼的超载折算成土层厚度。

2)主裙楼间设缝，粗砂充实至地面，筏板基础。

粗砂可以传递水平方向受力，主楼地基的承载力修正可参照情况1)。

3)裙楼为独立基础。独立基础不能形成连续均匀的分布荷载，不能考虑裙房荷载的贡献。其计算埋深应为从裙房室内地面算起的天然埋深。

4)裙房为独立柱基础+防水板。柱距较小、防水板较厚、土质也较好时，可考虑防水底板的作用，应通过防水底板下反力测试，积累一定实测资料后进行，参照情况1)对基底反力折减后作为超载;对于无反力测试依据的情况，参照情况3)。

3.2 承载力计算实例

本高层住宅楼基础埋深位于第⑤层粗砂层，勘察单位根据标贯试验结果，依据规范查表 G.0.3－2 取插值［6］，得出天然地基承载力特征值fak=300 kPa，需要依据规范5.2.4条 fa=fak+ηbγ(b－3)+ηdγm(d－0.5)进行承载力修正［1］。其中，承载力修正系数，ηb=3.0，ηd=4.1，b=6.0 m，γ=9 kN/m3，γm=11.75 kN/m3。

本工程理论上应按防水底板的地基反力，计算出折算深度后，用于深度修正。但由于这方面的资料较少，具有很大的经验性，且无法准确取得防水底板的地基反力。因此，本工程采用地下车库室内地面算至主楼筏板底:d=1.5 m。经过计算得出，修正后的地基承载力特征值fa=432.7 kPa＜Pk，无法满足承载力要求，建议采用桩基础。

3.3 天然地基承载力的再确定

因该小区有十余栋住宅楼，全部采用桩基础造价高、工期长，又重新对该项目进行了专项论证，一致得出如下结论:因标贯试验结果差异性较大，依据经验或地方标准查表确定承载力具有很大的局限性，建议增加浅层平板载荷试验。平板载荷试验结果:第⑤层粗砂层fak=330 kPa，修正后 fa=462.7 kPa＞Pk，满足承载力要求，22层住宅楼可以采用天然地基。

4 结语

1)天然地基承载力的确定是一个综合的复杂性问题，在实践中应采用多方法综合确定，不能仅凭某一种原位测试就盲目否认天然地基，载荷试验仍是确定fak最直接的方法。2)对于带裙房的高层建筑，由于地基基础的复杂性，其基底以上的相邻超载千差万别，承载力是否修正、如何修正等问题，在规范中是不能直接找出答案的。3)在工程实际应用相对缺乏的情况下，通过本实例的计算分析，为从业人员在类似项目中的承载力修正提供了可靠依据。