鉆孔灌注樁與CFG樁的應(yīng)用探討

趙瑞英

摘 要：在高層建筑中，考慮到工程的安全性和適用性，經(jīng)常會使用樁基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁便是其中的一種樁基礎(chǔ)，另外考慮到工程的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基（以下簡稱CFG樁）也會被用到，CFG樁不是真正意義上的樁基礎(chǔ)，它只是一種地基處理的方法。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基

中圖分類號： F713.36；F831.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-55-2

1 工程概況

怡園雅居位于山東濰坊市濰城區(qū)勝利西街以南，怡園路以西。擬建建筑物包括1-2#樓，29層，地下2層，剪力墻結(jié)構(gòu)，樁筏基礎(chǔ)，埋深7.5m；3#樓， 18層，地下2層，框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)， 埋深7.5m，工程共布置鉆探39個孔。場區(qū)地形較平坦。地面高程在28.6-29.3m之間。主地貌單元屬昌濰沖洪積平原。本次勘察期間勘察范圍內(nèi)見地下水，穩(wěn)定水位埋深約4.5m，主要含水層為2層粉土層及以下地層，地下水為第四系孔隙潛水。屬建筑抗震有利地段。建筑物抗震設(shè)防類別為丙類。

2 地層巖性

根據(jù)野外鉆探、現(xiàn)場鑒定和原位測試結(jié)果，該場地在勘探深度范圍內(nèi)所揭露的土層主要由雜填土、粉土、粉砂、粉土、粉質(zhì)粘土組成。

3 地基承載力

對土工試驗和標貫試驗數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計整理，并結(jié)合本地區(qū)工程實踐經(jīng)驗，確定各層土承載力特征值如下：2層粉土承載力特征值180kPa，3層粉砂、4層粉土承載力特征值200kPa，5層粉質(zhì)粘土、6層粉質(zhì)粘土承載力特征值210kPa。

三層粉砂修正后的地基承載力特征值fa為311.6kPa（d取2.5m）。估算擬建高層基底壓力為505kPa。采用天然地基不能滿足設(shè)計要求，建議采用鉆孔灌注樁。

擬建的3#樓，為框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa，三層粉砂修正后的地基承載力特征值fa為311.6kPa，估算擬建高層基底壓力為340kPa。建議采用筏板外擴的基礎(chǔ)形式。建議設(shè)計部門進行軟弱下臥層驗算，建議布設(shè)載荷試驗，以驗證第3層粉砂的承載力和變形參數(shù)。若筏板外擴仍不能滿足設(shè)計要求，建議采用復(fù)合地基。

②樁基礎(chǔ)論證

由于1#、2#樓，采用天然地基不能滿足設(shè)計要求，建議可采用鉆孔灌注樁方案。

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008），對各巖土層樁的極限側(cè)阻力標準值[qsik]及樁的極限端阻力標準值[qpk]，設(shè)計計算推薦如下值：

參照以上樁基參數(shù)根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）確定單樁豎向極限承載力標準值公式：

Quk=qpkAp+u∑qsikli

以6#孔為例進行試算，假定樁長28m，樁徑600mm，樁間距1.8m，采用正方形布樁，樁端持力層為第五層粉質(zhì)粘土上。

則Quk=qpkAp+u∑qsikli=4162.0kN（標準值）

R=Quk/2=2081.0kN（特征值）

單樁極限承載力，應(yīng)通過現(xiàn)場靜載試驗確定，初步設(shè)計時可將以上估算的單樁豎向極限承載力標準值除以安全系數(shù)K（K=2）作為單樁豎向承載力特征值采用，成樁后應(yīng)按照要求進行樁身質(zhì)量檢測。

采用樁基方案，根據(jù)場地地層情況，并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，1-2#樓沉降量小于200mm。建議在二者之間設(shè)置用于控制沉降差的沉降縫。

施工前建議試樁及現(xiàn)場單樁載荷試驗，以確定成樁可行性，并根據(jù)試驗結(jié)果適當調(diào)整設(shè)計，以確定合理的樁徑、樁間距、樁長等參數(shù)。

③復(fù)合地基

綜合場地情況，擬建的3#樓，地上18層；框剪結(jié)構(gòu)，地下為2層； 擬建的1#-2#樓，地上29層，剪力墻結(jié)構(gòu)，地下為2層，天然地基不能滿足設(shè)計要求，建議采用水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基。

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，對各巖土層樁的側(cè)阻力特征值[qsi]及樁的端阻力特征值[qp]，設(shè)計計算推薦如下值：

場地勘探深度內(nèi)各土層樁基設(shè)計參數(shù)如下表：

對擬建3#樓來說，樁徑：宜為500mm；樁間距：采用非擠土成樁工藝，樁間距宜為3倍樁徑，為1.5m；fsk：對非擠土成樁工藝，可采取天然地基承載力特征值。

參照以上樁基參數(shù)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）確定復(fù)合地基承載力特征值公式：fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk。

以25#孔為例進行試算，假定樁長10m，樁徑500mm，正方形布樁，樁間距1.50m，樁端持力層為第四層粉土。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗λ取0.8，αp取1.0，β取0.9。

則de=1.13×1.5=1.695 m=d2/de2=0.087

Ra=up∑qsilpi+αpqpAp=620.78kN

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

=0.8×0.087×（620.78/0.20）+0.90×（1-0.087）×200

=375.26kPa

估算擬建高層基底壓力約340kPa，故fspk>P滿足設(shè)計要求。

對擬建1#-2#樓來說，樁徑：宜為600mm；樁間距：采用非擠土成樁工藝，樁間距宜為3倍樁徑，為1.8m；fsk：對非擠土成樁工藝，可采取天然地基承載力特征值。

參照以上樁基參數(shù)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）確定復(fù)合地基承載力特征值公式：fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m） fsk

以8#孔為例進行試算，假定樁長20m，樁徑600mm，正方形布樁，樁間距1.80m，樁端持力層為第五層粉質(zhì)黏土。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗λ取0.8，αp取1.0，β取0.9。

則de=1.13×1.8=2.034 m=d2/de2=0.087

Ra=up∑qsilpi+αpqpAp=1522.27KN

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

=0.8×0.087×（1522.27/0.20）+0.90×（1-0.087）×200

=539.25kPa

估算擬建高層基底壓力約505kPa，故fspk>P滿足設(shè)計要求。

在設(shè)計時并應(yīng)對樁體強度進行驗算， 單樁承載力特征值以現(xiàn)場復(fù)合地基靜載荷試驗為準，并滿足設(shè)計對變形的要求。對1#-2#樓采用復(fù)合地基時，建議進行專門研究并經(jīng)充分論證。

綜合以上，擬建的1#、2#樓，為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa。采用天然地基不能滿足設(shè)計要求，建議采用鉆孔灌注樁或建議采用復(fù)合地基。以五層粉質(zhì)黏土作為樁端持力層。

擬建的3#樓，為框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa，建議采用筏板外擴的基礎(chǔ)形式。建議設(shè)計部門進行軟弱下臥層驗算，建議布設(shè)載荷試驗，以驗證第3層粉砂的承載力和變形參數(shù)。若筏板外擴仍不能滿足設(shè)計要求，建議采用復(fù)合地基。

5 總結(jié)

①鉆孔灌注樁公式計算中樁的側(cè)阻力和樁的端阻力使用的是標準值，CFG樁公式計算中的使用是特征值。

②鉆孔灌注樁是一種樁基礎(chǔ)，復(fù)合地基是一種地基處理方法，二者雖都可應(yīng)用與1#、2#樓，但是原理是不同的。

③同一建筑物同時有幾種方案，建設(shè)方可以根據(jù)經(jīng)濟、適用、安全綜合考慮確定某一種方案。

參 考 文 獻

[1] 《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）.

[2] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）.

[3] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）.