CFG樁的偏位處理實(shí)例

王中士，王東明

（1.商丘市華廈建筑設(shè)計(jì)有限公司，河南 商丘 476000；

2.保定市建筑設(shè)計(jì)院有限公司，河北 保定 071000）

1 復(fù)合地基作用機(jī)理

復(fù)合地基是指部分土體被增強(qiáng)或被置換，形成由地基土和豎向增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的人工地基。就本工程而言，CFG樁復(fù)合地基置換部分土體，形成由樁間土和豎向增強(qiáng)體CFG共同承擔(dān)由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底的荷載。復(fù)合地基由CFG樁、樁間土、褥墊層三部分組成。由于樁與樁間土彈性模量相差較大，為使這兩種不同的材料共同工作，需要樁頂?shù)娜靿|層厚度來調(diào)節(jié)上部荷載的分配，才能使三者作為一個(gè)整體人工地基。

2 工程概況

本工程為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地上20+1層，地下1層，基礎(chǔ)為平板式筏板基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)混凝土等級采用C35，設(shè)計(jì)筏板厚度均為1.3m。地基采用CFG樁復(fù)合地基。上部結(jié)構(gòu)傳至筏板底面的總荷載標(biāo)準(zhǔn)值為192754kN，筏板面積按500m2計(jì)算，則基礎(chǔ)底面反力為386 kPa，為保證有一定的安全儲(chǔ)備，基礎(chǔ)底面處理后復(fù)合地基未考慮深度修正的承載力特征值為不小于415kPa。CFG樁樁端持力層為第6層細(xì)砂，各土層巖土參數(shù)和典型地質(zhì)剖面詳見勘察報(bào)告。經(jīng)勘察，場區(qū)穩(wěn)定水位為現(xiàn)狀地表下5.0m～5.2m。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012），本工程CFG樁復(fù)合地基主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

3 問題分析

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）7.1.4條的規(guī)定：復(fù)合地基增強(qiáng)體單樁的樁位施工允許偏差：對條形基礎(chǔ)的邊樁沿軸線方向應(yīng)為樁徑的±1/4，沿垂直軸線方向應(yīng)為樁徑的±1/6，其他情況樁位的施工允許偏差應(yīng)為樁徑的±40%；樁身的垂直度允許偏差應(yīng)為±1%。本工程為筏板基礎(chǔ)，樁位允許偏差為±40%樁徑，即偏差在±160mm范圍內(nèi)。

CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù) 表1

圖1 （CFG樁位上下偏移距離）

圖2 （CFG樁位左右偏移距離）

但是，本工程的CFG樁復(fù)合地基施工完成，基礎(chǔ)開挖，截取護(hù)樁，清理保護(hù)土后，發(fā)現(xiàn)施工樁位與設(shè)計(jì)樁位偏差過大，且兩個(gè)方向均有偏差，偏差距離約20mm～600mm之間，一半以上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范允許的偏差160mm。根據(jù)現(xiàn)場量測樁位偏移距離見圖1、圖2。

圖3 設(shè)計(jì)與施工樁位對比

圖4 最不利置換率處

CFG樁復(fù)合地基整體設(shè)計(jì)樁位與施工樁位對比布置圖見圖3；設(shè)計(jì)樁位的置換率m=7.44%，而實(shí)際施工樁位選擇樁位偏差最大、置換率最不利的位置如圖四，實(shí)際置換面積為圖4中四邊形面積：Ae=2.615m2，由單樁面積Ap=0.125m2，可得實(shí)際置換率m=Ap/Ae=4.81%，比設(shè)計(jì)置換率降低了約35%。施工現(xiàn)場實(shí)景樁位見圖5。

4 工程檢驗(yàn)與分析

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）和《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）對CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收內(nèi)容的相關(guān)要求，在CFG樁復(fù)合地基施工完成后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)和CFG樁單樁靜載試驗(yàn)。但是本工程由于施工樁位與設(shè)計(jì)樁位偏差較大，受其影響部分區(qū)域面積置換率較小，在最不利置換率位置樁間土發(fā)揮的作用要大于其他部位，基于復(fù)合地基是樁和樁間土通過褥墊層將上部荷載傳遞至復(fù)合地基，樁與土共同發(fā)揮作用，因此，需補(bǔ)充樁間土淺層平板載荷試驗(yàn)，以進(jìn)一步驗(yàn)證地基承載力。

4.1 復(fù)合地基增強(qiáng)體單樁靜載荷試驗(yàn)

該試驗(yàn)按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）附錄C的要求進(jìn)行。CFG樁施工結(jié)束28d后進(jìn)行檢驗(yàn)，承壓板采用直徑為0.4m的圓板，單樁試驗(yàn)樁數(shù)為4根，單樁最終加荷為1300kN，分10級加載，每級加載130 kN。當(dāng)Q-s曲線呈緩變型時(shí)，取最大加載量對應(yīng)的沉降量s與40mm相比較，如果比40mm小，則表明滿足設(shè)計(jì)要求，如果小的多，則表示有一定的富裕量。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，實(shí)際設(shè)樁長均17m左右，經(jīng)試驗(yàn)，單樁豎向承載力特征值的平均值為Ra=712 kN，滿足要求。

圖5 施工現(xiàn)場樁位

4.2 單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

該試驗(yàn)按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）附錄B的要求進(jìn)行。CFG樁施工結(jié)束28d后進(jìn)行檢驗(yàn)，復(fù)合地基檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)為4點(diǎn)。試驗(yàn)承壓板所用尺寸為1.3m×1.3m（面積為1.69m2）的方板。最終加載量為1403kN（相當(dāng)于830kPa），分8級加荷,每級加載175.4 kN（相當(dāng)于103.75kPa）。在加載時(shí)，加載至最終荷載，壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線，按相對變形來確定復(fù)合地基承載力特征值。本工程樁身范圍內(nèi)以黏性土、粉土為主，取s/b（s為載荷試驗(yàn)承壓板的沉降量，b為承壓板的寬度）等于0.01即s=1.3×0.01=13mm對應(yīng)的壓力值p，試驗(yàn)表明p=1403kN時(shí)，沉降量為9mm小于13mm，復(fù)合地基的承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 樁間土淺層平板載荷試驗(yàn)

該試驗(yàn)應(yīng)滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)附錄C的要求。承壓板采用邊長0.5m的方板（面積為0.25m2）。試驗(yàn)點(diǎn)取3點(diǎn)，各試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)計(jì)的最大加荷量為75kN（相當(dāng)于300kPa），分8級加載，每級9.375kN（相當(dāng)于37.5kPa）。所得試驗(yàn)結(jié)果顯示p-s曲線呈緩變型，沉降量s=6mm時(shí)，最大加載量為80kN大于75kN。滿足此假定，說明樁間土的承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求。

5 偏位處理

依據(jù)文獻(xiàn)[4]的相關(guān)結(jié)論：CFG樁復(fù)合地基增強(qiáng)體偏位對基礎(chǔ)底板沉降影響較小，而對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力有一定的影響。結(jié)合本工程相關(guān)試驗(yàn)和實(shí)際情況可得出該工程CFG樁偏位處理方案為：為提高基礎(chǔ)的整體剛度，降低CFG樁偏位的不利影響，結(jié)合現(xiàn)場條件，加大筏板厚度至1.4m，配筋不變。

[1]GB50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]JGJ79-2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]GB50204-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2002.

[4]盧萍珍，于東暉，等.CFG樁復(fù)合地基增強(qiáng)體偏位影響分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2014(20).