CFG樁復合地基處理在新疆某高層的應用

趙新平（烏魯木齊市城市測繪院　烏魯木齊　830000）

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CFG樁復合地基處理在新疆某高層的應用

趙新平
（烏魯木齊市城市測繪院烏魯木齊830000）

摘要某高層建筑采用筏板基礎，由于基底以下為粉土，承載力不能滿足設計要求，采用CFG樁復合地基處理，經載荷試驗和沉降觀測，CFG樁復合地基處理后滿足設計要求，建筑物的總沉降和差異沉降均滿足規(guī)范要求。

關鍵詞高層建筑CFG樁載荷試驗沉降

1　工程概況

昌吉市某工程建筑面積1.8萬平方米，地上二十五層，地下2層，建筑最高處78.2 m，基礎埋深-12.0 m。結構形式為框剪結構，采用筏板基礎。筏板尺寸為51 m×18 m。標準層面積為720㎡。結構設計要求：復合地基承載力特征值500 kPa，復合地基壓縮模量Es≥25 MPa。

2　工程地質情況

2.1地層剖面

地層剖面見圖1。

2.2相關土層物理力學指標

相關土層物理力學指標見表1。

圖1　地層剖面圖

表1　相關土層物理力學指標表

3　地基處理方案選擇及CFG樁地基設計

3.1地基處理方案選擇

根據建設單位提供的巖土工程勘察報告，如采用天然地基，本工程基底位于②粉土層，其承載力及沉降不滿足結構設計要求，必須進行地基處理。

地基處理方案首先要滿足結構設計要求，其次才考慮經濟因素，本工程要求的地基承載力很高，同時對控制不均勻沉降也有嚴格要求，按照本地區(qū)建筑經驗，除樁基礎（樁筏基礎）外，廣泛使用的為CFG樁復合地基處理后能滿足結構設計對承載力和差異沉降的要求。

3.2 CFG樁復合地基設計

3.2.1樁間土承載力確定

基底標高-12.0 m（自然地面以下-10.8 m，室內外高差1.2 m）座于②粉土層，勘察報告提供的地基承載力僅為140 kPa，按JGJ79-2012第7.1.5條及GB/ T50783-2012第5.2.1條并結合地區(qū)經驗，將樁間土的地基承載力fsk按天然地基承載力fak=140 kPa設計計算。

3.2.2單樁設計

經過多種樁徑比選，單方混凝土發(fā)揮效應及成孔單價、工期綜合因素考慮，采用樁徑d=600 mm，選擇第③層圓礫作為CFG樁復合地基中增強體樁端持力層，樁端進入持力層深度不小于2.0倍樁徑（大于等于1.20 m，設計控制為1.50 m），設計計算時有效樁長≥11.5 m，根據按JGJ79-2012第7.1.5預估單樁極限承載力標準值1 900 kN。

根據以上的設計參數(shù)CFG樁單樁極限承載力：Quk=Qsk+Qpk（JGJ94-2008第5.3.5公式計算，其中計算參數(shù)取值依據為建設單位提供的審查合格的巖土工程勘察報告）。

經計算，單樁承載力設計值按Ra=Quk÷2=950 kN計算（JGJ94-2008公式5.2.2）。

樁身強度fcu驗算：fcu≥4×0.9×950÷（0.6×0.6× 3.14÷4）=12 084.81 kPa。

設計采用樁體混凝土等級為C20，R28=20 000 kPa＞fcu滿足強度要求，考慮地基土具有弱腐蝕性，實際施工及設計圖紙采用C25混凝土澆筑增強體。

3.2.3復合地基

根據設計計算比選，滿足面積置換率（保證處理后承載力）前提，為便于施工，設計采用1.5 m×1.5 m正方形布樁：

fk=m·Rk/Ap+αβ（1-m）fs，k=550 kPa＞500 kPa

（JGJ79-2012公式7.1.5-2，預留5%安全儲備）。

3.2.4變形驗算

在用分層總和法進行沉降計算主樓沉降。經程序計算，其結果為：最大沉降43.1 mm，滿足設計及規(guī)范要求。

3.2.5布樁

根據上述結果，在筏板基礎范圍內采用1.50 m× 1.50 m梅花形布樁（因場地限制，筏板邊與CFG樁復合地基增強體樁心重合，未外擴設置保護增強體），增強體樁端進入第③層圓礫約1.50 m（要求逐樁檢查保證樁端進入持力層深度≥1.20 m及2.0倍樁徑）。

3.2.6施工工藝

本次CFG樁復合地基的施工根據現(xiàn)場條件選用長螺旋鉆孔灌注成樁，商品C25混凝土澆筑。

3.3本次CFG復合地基的材料使用要求

⑴混凝土、混凝土外加劑和摻和料：均由有資質的商品混凝土攪拌站提供，施工前要求提交水泥、緩凝劑、粉煤灰產品合格證及砂子、石子、水泥等檢驗報告，要求達到國家相應標準要求。

⑵長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工的混凝土坍落度宜為180～200 mm。

⑶CFG樁復合地基施工過程中，抽樣做混合料試塊，每天每100 m3混凝土至少做一組（3塊）試塊（邊長為150 mm的立方體），標準養(yǎng)護，測定其28 d立方體抗壓強度。

3.4褥墊層

⑴CFG樁復合地基增強體樁施工完成經檢測合格后，方可進行褥墊層施工；

⑵褥墊層材料：天然繼配碎石土，要求最大粒徑小于50 mm。

⑶褥墊層鋪設采用靜力壓實法，夯實后的厚度與虛鋪厚度之比小于0.90。

3.5 CFG樁成樁要求

⑴樁體連續(xù)密實，不得有斷樁、縮徑、加砂等缺陷。

⑵復合地基中允許偏差：樁長偏差≤100 mm；垂直度偏差≤1.0%；樁徑偏差±20 mm；樁位≤0.4d（JGJ 79-2012）。

4　 CFG樁檢測

依據國家規(guī)范，CFG樁復合地基竣工驗收時應在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在施工結束28 d后進行，試驗數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5～1.0，且每個單體工程的試驗數(shù)量不應少于3點；低應變測樁試驗可按總樁數(shù)的10%進行樁身完整性檢測。

本CFG樁復合地基施工結束后，由建設單位委托新疆巖土檢測中心對本工程的CFG樁復合地基進行了質量及承載力檢測，共進行了5根單樁靜載荷試驗和49根低應變檢測。結果滿足設計要求。選擇其中兩個典型的載荷試驗曲線見圖2、圖3。

圖2　78#單樁靜載荷曲線

圖3　286#單樁靜載荷曲線

由上述曲線可知：在最大荷載1 900 kN時，單樁沉降量小于25 mm。且完全處于彈性狀態(tài)，因此本工程單樁承載力取950 kN有較大的安全系數(shù)。

5　沉降觀測結果分析

為保證沉降及沉降差滿足設計要

求，本工程進行了系統(tǒng)的沉降觀測。從底板澆注開始（2013年6月）進行22次沉降觀測直到交付使用，建筑物總體沉降已基本達到穩(wěn)定（2015年4月），最后兩次的沉降量滿足Δs＜1 mm/100 d。

為詳細分析建筑物沉降隨時間變化的關系，圖4列出了15#點的沉降曲線，其它各點的沉降曲線總體態(tài)勢基本一致。

圖4　15#觀測點沉降曲線圖

根據曲線變化斜率將整個沉降曲線劃分為兩段，結構施工段沉降速率大，一般為0.18 mm/d，裝修及安裝期間沉降速率小，一般為0.03 mm/d，基本為結構施工的1/6。

6　結論

本文介紹的是一個新疆較為典型的CFG樁復合地基處理工程，通過對該工程的實測數(shù)據的分析，可以得出如下結論：

⑴在昌吉，對承載力要求較高及沉降要求嚴格的工程，采用CFG樁復合地基處理地基土是可行且有效的。

⑵結構施工段沉降速率較大，一般為0.18 mm/ d，裝修及安裝期間沉降速率小，一般為0.03 mm/d，基本為結構施工的1/6，總體沉降可以滿足規(guī)范及設計要求。

收稿：2016-04-19

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.031