摘要: 針對(duì)擬建的某高層建筑地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求, 提出了采用CFG樁對(duì)地基進(jìn)行處理, 本文通過(guò)對(duì)CFG樁在高層建筑地基處理中的施工實(shí)踐，介紹CFG樁在達(dá)拉特旗地區(qū)高層建筑地基處理中的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)過(guò)程。

　　關(guān)鍵詞: CFG樁,合地基,基處理,層建筑

　　CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是由水泥、粉煤灰碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層與基礎(chǔ)連接，把樁和承臺(tái)(基礎(chǔ))斷開(kāi)，改變了過(guò)分依賴(lài)于樁承擔(dān)垂直荷載和水平荷載的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，由于褥墊層的變形調(diào)整作用，復(fù)合地基樁土相互作用性狀良好。與以往鋼筋混凝土樁基相比，節(jié)省了大量的鋼材，降低了成本，縮短了工期。經(jīng)過(guò)多年的科研和工程實(shí)踐，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)從最初應(yīng)用于多層建筑發(fā)展到廣泛應(yīng)用于高層建筑地基處理，目前已成為應(yīng)用較為普遍的地基處理技術(shù)。

　　1 工程概況

　　內(nèi)蒙古某商住樓擬建建筑物為1 棟16 層的高層建筑。兩層地下室，±0. 00 標(biāo)高為1007.450 m。建筑物為剪力墻結(jié)構(gòu), 基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ), 其標(biāo)高為-6.700 m( 1000.75m) 。

　　根據(jù)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地勢(shì)平坦，場(chǎng)地在地貌上屬黃河沖積平原上，地層結(jié)構(gòu)和巖性構(gòu)成簡(jiǎn)單。在勘察深度40.0m深度范圍內(nèi)，除表層普遍分布有建筑垃圾外，天然地層由第四系沖積地層(Q4al)及第四系河湖相地層(Q4l)構(gòu)成，

　　第①層 雜填土(Q4ml)：厚度一般為0.70～2.10m。

　　第②層 粉砂(Q4eol)：顆粒均勻，松散～稍密狀態(tài)，層厚一般為0.30～1.70m。

　　第③層 粉砂(Q4al)：粒度比較均勻，稍密狀態(tài)，層厚一般為7m。

　　第③-1層 粉質(zhì)粘土(Q4al)：可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度較高，層厚一般為0.30～0.50m。

　　第④層 粘土(Q4al)：很濕～飽和，可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度較高，層厚一般為1.60～2.20m。

　　第⑤層 粉砂(Q4l)：粒度比較均勻，中密狀態(tài)，層厚一般在10.0m左右。

　　第⑥層 細(xì)砂(Q4l)：顆粒均勻，中密～密實(shí)狀態(tài)。在40.0m鉆孔深度范圍內(nèi)尚未揭穿。

　　2 CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)

　　2.1參數(shù)及公式選用

　　根據(jù)地勘報(bào)告，參數(shù)選用下表：

 

　　2.2樁長(zhǎng)及間距的確定及驗(yàn)算

　　CFG 樁樁端進(jìn)入第⑥層細(xì)砂, 樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高約為- 7.130m (1000.320 m) 。有效樁長(zhǎng)按17. 0 m 控制。CFG 樁設(shè)計(jì)樁徑為400 mm, 所有CFG 樁按正方形布置于筏板基礎(chǔ)下,樁距(中心間距)為1.8 m, 樁芯混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。建筑下地層變化較大, 計(jì)算采取的各層樁間土厚度分別為:粉砂3.3 m, 黏土1.9 m, 粉砂11.2 m,細(xì)砂0.6 m。單樁承載力: 按樁周土摩阻及端阻計(jì)算, R a1 = 650kN 。單樁豎向承載力特征值取R a = 650 kN 。計(jì)算結(jié)果:計(jì)算面積置換率m= 0. 0387,等效圓直徑d e = 2. 034 m,樁體抗壓強(qiáng)度平均值f cu = 17 .810 kPa >15.5kPa,建筑筏板基礎(chǔ)面積為403 ㎡,需要樁數(shù)為1號(hào)樓142根。

　　經(jīng)復(fù)核驗(yàn)算, 復(fù)合地基承載力特征值f spk = 320 kP a, 滿足設(shè)計(jì)要求; 復(fù)合地基壓縮模量滿足設(shè)計(jì)要求; 實(shí)際布樁數(shù): 1號(hào)樓167根 。

　　2.3褥墊層設(shè)計(jì)

　　褥墊層技術(shù)是 CFG 樁復(fù)合地基的一項(xiàng)核心技術(shù)。復(fù)合地基的許多特性都與褥墊層有關(guān)。褥墊層設(shè)計(jì)是否合理，對(duì) CFG 樁復(fù)合地基的承載力和沉降變形都將產(chǎn)生較大的影響。褥墊層具有調(diào)整樁土應(yīng)力比的作用,若褥墊層厚度過(guò)小，樁對(duì)基礎(chǔ)將產(chǎn)生很顯著的應(yīng)力集中，需考慮樁對(duì)基礎(chǔ)的沖切，這勢(shì)必導(dǎo)致基礎(chǔ)加厚。如果基礎(chǔ)受水平荷載作用，可能造成復(fù)合地基中樁發(fā)生斷裂。樁間土承載能力不能充分發(fā)揮，要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力，必然要增加樁的數(shù)量或長(zhǎng)度，造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。隨著墊層厚度的增加, 樁土應(yīng)力比減小, 若褥墊層厚度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致樁承擔(dān)的荷載太少，實(shí)際上復(fù)合地基中樁的設(shè)置已失去意義。

　　總之，若要充分發(fā)揮樁間土承載力, 可適當(dāng)增大褥墊層厚度,若要充分發(fā)揮樁的承載力, 可鋪設(shè)厚度較小的墊層, 墊層粒徑也具有調(diào)整樁土應(yīng)力比的作用。進(jìn)行復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地基土情況、樁體性質(zhì)以及設(shè)計(jì)的樁土應(yīng)力比, 選擇粒徑合適、厚度適宜的墊層。為保證CFG 樁與樁間土共同作用, 調(diào)整樁土應(yīng)力比, 在基礎(chǔ)下鋪設(shè)300 mm 厚的褥墊層, 褥墊層材料宜用中( 粗) 砂及碎石的混合料。碎石粒徑不大于30 mm。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法, 夯實(shí)后的褥墊層厚度與虛鋪厚度之比不得大于0. 90。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　本工程采用 CFG 樁處理地基取得了良好的效果，同時(shí)也滿足了該地基的設(shè)計(jì)要求，為今后類(lèi)似工程提供借鑒。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[2]龔曉南.地基處理手冊(cè)(第三版)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

　　[3]《達(dá)拉特旗樹(shù)林召鎮(zhèn)東源國(guó)際廣場(chǎng)巖土工程勘察報(bào)告》內(nèi)蒙古萬(wàn)和工程勘察有限責(zé)任公司.