1建筑地基处理方案初步选择
1.1多层建筑地基处理常用的地基处理方式
根据场地内多层房屋建筑物的特点，本工程可供比选的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、挤密桩法和柱锤冲扩桩法等。
1.2各地基处理方案在本项目应用的可行性分析
上述地基处理方案按加固作用机理分类，主要分为夯实、桩基置换和换填等三大类。
1.2.1夯实加固类
夯实加固类的地基处理方法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、素填土和杂填土等。需要的施工设备仅为夯锤和一般的起重机，设备简单，施工工艺简单。不需要钢筋、水泥和砂石等建筑材料，节约三材。虽然从适用的土质情况、施工机械、施工工艺和建筑材料来源等方面考虑，在本工程中应用夯实加固技术是可行的，但是，由于本地基处理场地位于县城旁边，其周边存在较密集的房屋建筑物。该地基处理方法在施工时产生的夯击波会对附近的人和建筑都会产生有害作用，容易引起房屋开裂，影响建筑的安全使用，产生的噪音也会影响人的身心健康。因此，从对周边环境的影响考虑，排除使用夯实加固类地基处理方法。
1.2.2桩基置换类
桩基置换类地基处理方法几乎适用于所有的软弱土地基。各类桩型的成孔工艺主要有机械钻孔、人工挖孔、冲抓成孔及预制桩打入成孔等。各类成桩方法均有一整套成熟的施工工艺和施工机械并得到广泛应用。桩身材料可以由钢筋混凝土、砂石、水泥、水泥土、石屑、碎石、粉煤灰和钢材等材料的一种或几种组成，这些建筑材料来源丰富广泛，在一般情况下均可获得。因此，从适用的土质情况、施工机械、施工工艺和建筑材料来源等方面考虑，在本工程中应用桩基置换加固地基技术是可行的。
1.2.3换填类
该地基处理方法适宜于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。它可以采用人工作业或机械化施工。该方法施工工艺简单，施工设备简便易得。换填的建筑材料来源广泛且简单易得。因此，从适用的土质情况、施工机械、施工工艺和建筑材料来源等方面考虑，在本工程中应用换填加固地基技术是可行的。但是，由于本工程地基处理的深度大多数为4m以上，而换填加固地基方法的处理深度一般为3m以内，超过3m时，经过处理后的地基沉降量大，况且，由于为移民安置回建房，工期要求较紧，需要在填土完成后不久即进入住宅建筑物的施工，此时，压实填土层还没有完成自重固结，在这种情况下，地基沉降变形量大且变形延续时间长，将会对上部建筑物产生较长时间的有害影响。因此，从变形控制及建筑物使用期间的安全性考虑，本工程不应采用换填类的地基处理方法。
2本工程地基处理比选方案的选定
由上述初选可知，本工程地基处理方法应该在桩基置换类的方法中进行选择。因此，可供比选的桩基方案有：振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法、挤密桩法和柱锤冲扩桩法。本工程设计要求加固后的复合地基承载力特征值不小于180kPa，处理深度为7～12m。根据设计要求并结合上述各种桩基加固地基的特点，分析比选确定桩基的过程如下：
（1）夯实水泥土桩法、石灰桩法和柱锤冲扩桩法的处理深度为6～10m，在大部分处理区域达不到设计处理深度的要求，因而不予考虑。
（2）砂石桩法对施工质量要求比较严格，若不能确保施工质量，砂石桩将无从谈起。由于为移民工程项目，如果不慎留有工程隐患,后果显现后极易产生不稳定因素。从一次性地基处理成功的角度考虑，不应采用砂石桩。
（3）振冲加固地基方法在施工时有泥水从孔内返出，处理不当则很容易污染现场，造成环境污染。需要额外对泥水进行处理，间接增加了地基处理费用。从环境保护和造价方面考虑，不宜采用振冲法。
（4）水泥土搅拌法在成桩过程中会对附近土体产生较大扰动，容易造成附近建筑物倾斜、路面隆起和管线破坏等不利影响。由于本工程所在区域的周边存在较密集的建筑物和道路，一旦由于施工操作不当造成附近建筑物倾斜和路面隆起，不但会延误工期，而且将对周边居民的生产生活造成很大的不利影响。从社会影响和工期方面考虑，本工程不应采用水泥土搅拌法。
（5）高压喷射注浆法在处理效果、施工工艺难易程度和环境保护等方面均有较大优势，但相比其他方法的成桩方案，该方法的单位桩长投资偏大。从经济合理方面考虑，本工程不应采用水泥土搅拌法。
（6）挤密桩法在劳动力投入、劳动强度和施工进度等方面具有优势。但利用该方法处理地基时，处理的范围应超出建筑物外墙基础底面外缘一定范围，处理的范围和规模将比建筑物的占地面积大出许多，相应地增大了地基处理的费用。从经济合理方面考虑，本工程不应采用挤密桩法。
（7）水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）在处理效果、工程造价、施工速度和环境保护等方面具有较大优势。尤其是在处理效果方面，相比其他的散体桩（碎石桩、砂桩等）和一般粘结强度桩（深层搅拌桩、石灰桩等），CFG桩具有如下优点：①由于它是高粘结强度桩，桩身强度较高，因而周围土体的围压对桩体传递垂直荷载的影响不大；②置换作用最强。通过设置具有调节功能的褥垫层，使桩土共同承担荷载，能够充分发挥桩间土的承载能力；③较强的桩长效应，可以全长发挥侧阻力，桩越长，其承载力提高越大；④具有非常明显的端承作用。当桩端落在好的土层上时，可以充分发挥好土层的支撑作用；⑤所形成的复合地基模量大，建筑物沉降量小；⑥成桩效率高，成桩质量优良且易于控制，使用范围广。
（8）柱锤冲扩桩法。其作用机理为反复将重锤提到高处使其自由落下冲击成孔，然后分层填料夯实形成扩大桩体，与桩间土组成复合地基的地基处理方法。其填料主要为建筑垃圾、渣土和各种无机固体废料等，能够减少环境污染和变废为宝。具有适用范围广泛、用料标准低、就地取材、社会经济效益好等特点。但其地基处理深度不宜超过6m，复合地基承载力特征值不宜超过160kPa。通过上述对各种桩基特点的分析，结合本工程的设计条件，最终选择水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）作为地基处理的方案。
3地基处理方案优化设计
3.1初设阶段CFG桩设计
在初步设计阶段，由于种种原因,地基处理设计的有关资料不齐全,在这种情况下,为了能够比较合理地确定地基处理的工程量及投资,采用了通过桩土面积置换率来推求桩基工程量的方法。具体计算如下:m=d2de2de=1.05sA=m×Fn=A/AiL=nLi式中m———桩土面积置换率；d———桩径，采用500mm；s———桩间距，取3.5d，mm；A———桩身总面积，m2；F———基础处理面积，m2；Ai———单根桩截面面积，m2；n———桩根数，根；Li———平均桩长，取10m；L———总桩长，m。根据上述计算公式，计算结果见表2。由上述计算可知，本工程16612m2地基处理面积需要的CFG桩总长度为62640m，桩径为d=500mm。强度等级采用C20。
3.2技施阶段CFG桩设计
在技施阶段，根据各住宅建筑物的结构特点、基础形式和所处场地位置等条件，通过优化CFG桩的桩径大小、桩基布置形式、间距、强度等级和桩长等关键参数，利用JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》中的9.2.5公式和9.2.6公式进行复合地基承载力和单桩竖向承载力验算，从而确定出桩基工程量。计算结果见表3。
4技术经济分析
根据两个阶段的地基处理工程量编制概（预）算，确定出地基处理的投资及相关技术经济指标，详见表4。由表4可知，剔除价格变化因素的影响后，技施阶段地基处理的单位面积投资为416元/m2，比初步设计阶段的单位面积投资498元/m2节省了16.5%。从单位桩长投资来看，初设阶段的单位桩长投资为132元/m；技施阶段的单位桩长投资为126元/m，剔除价格变化因素的影响后，其单位投资为106元/m，单位桩长投资节省19.7%。
5结语
在地基处理方案的比选中，结合项目的自身特点以及综合分析各种处理方法在具体项目中应用的技术可行性、处理效果、环境影响以及经济合理性等方面，可以确定出适合项目自身特点的地基处理方法，在此基础上,对选定的地基处理方法的关键参数进行优化设计。通过上述工作，可以较好地达到投资控制的目的。
作者：黄飞仁 黄汉球 单位：广西水电工程局 广西电力工业勘察设计研究院
