CFG 樁地基處理的設(shè)計探討
——以某小區(qū)7#樓為案例

福建省建筑科學(xué)研究院，福建省綠色建筑技術(shù)重點實驗室，福建 福州 350025

1 工程概況

某住宅小區(qū)7#樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上25 層，地下1 層，筏板頂標(biāo)高為-4.00m，筏板厚1.30m，墊層防水厚0.10m。開挖后場地內(nèi)地基土層為②礫砂層，承載力特征值280kPa，持力層不能滿足建筑物地基的承載力和沉降要求。故地基必須進行處理后方，綜合比較后，選取CFG 樁復(fù)合地基處理方案。要求處理后未經(jīng)修正復(fù)合地基承載力特征值fspk≥450kPa，總沉降量s ≤50mm。

2 地層巖性

地層自上而下主要可分為以下四層：

（1）雜填土層：雜色，干或稍濕，松散，主要為混少量建筑及生活垃圾的砂土。

（2）礫砂層：雜色，稍濕，級配較好，中密，多有雜色、中密粗砂薄夾層，主要礦物成分為石英、長石、云母等。

（3）粉土層：黃褐色，稍濕，稍密或中密，

無光澤，干強度、韌性低，偶有同色中密粉細砂薄夾層。次。

（4）粉砂層：黃褐色，稍濕，中密-密實，級配一般，主要礦物成分為石英、云母等，局部為性狀相近的細砂取代，多遠同時中密粉土夾層，偶有雜色密實礫砂夾層。

3 地基處理設(shè)計參數(shù)的選取

擬建住宅樓地基處理部分長57.85m，寬21.20m。具體尺寸可參考附圖：CFG 樁施工圖。根據(jù)場地內(nèi)已完成的場地土靜載荷試驗及巖土工程勘察報告顯示與本樁基設(shè)計有關(guān)的各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1 所示。

表1 土層物理力學(xué)參數(shù)表

4 CFG 樁設(shè)計計算與檢測

4.1 增強體單樁豎向承載力特征值Ra

選取樁徑500mm、有效樁長13.0m、樁身混凝土強度等級C25 進行試算，單樁承載力特征值Ra可按下式計算：

①按樁周樁端阻力計算

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，取αp=0.95，樁長l=13.0m，樁端持力層為④粉砂，利用表1 中巖土參數(shù)計算，得

取Ra=860kN。

②按樁身強度計算

參照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）（2015 年版）第C.2.1 條，樁體混凝土試塊抗壓強度平均值應(yīng)滿足下式要求［1］：

樁體混凝土強度等級選擇C25，C25 混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值為fck=16.7MPa，取變異系數(shù)δc=0.16，計算C25 混凝土試塊抗壓強度平均值，得

參照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）第7.1.6 條，樁身強度應(yīng)滿足下式要求：

式中：fcu——樁體試塊（邊長150mm 立方體）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d 的立方體抗壓強度平均值，kPa；

λ——單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，可按地區(qū)經(jīng)驗取值。

其他符號意義同前。

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，取λ ＝0.9，計算，得

可見C25 混凝土滿足樁身強度要求，結(jié)合類似工程經(jīng)驗，本次設(shè)計單樁豎向承載力特征值確定為Ra=860kN。

4.2 面積置換率m

參照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）第7.1.5 條：

s——為樁間距，正三角形布樁de=1.05s，正方形布樁de=1.13s。

本設(shè)計按正方形布樁，樁間距s=1.60m，計算，得

4.3 復(fù)合地基承載力特征值fspk 計算

復(fù)合地基承載力特征值fspk可按下式計算：

取λ=0.90，β=0.85，fsk=280kPa，計算復(fù)合地基承載力特征值，得

滿足處理后未經(jīng)修正復(fù)合地基承載力特征值fspk≥450kPa要求。

4.4 沉降計算

按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）第5.3.5 條和第7.2.10 條進行復(fù)合地基沉降計算：

建筑物形狀按矩形考慮，計算點取矩形中心點。

地基沉降計算沉降深度按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）第5.3.7 條規(guī)定進行計算。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）中表5.3.5 和表5.3.7 規(guī)定，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗取值，分別取ψsp=0.221、△z=1.0m。

結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）第5.3.8 條規(guī)定驗算沉降計算深度，zn=b（2.5-0.4lnb），b 為基礎(chǔ)寬度（m），計算得最終絕對沉降量s=47.05mm，滿足總沉降量s ≤50mm 的要求。

4.5 計算結(jié)果

按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合相關(guān)資料，通過計算分析，CFG 樁設(shè)計結(jié)果如表2：

表2 復(fù)合地基設(shè)計方案

4.6 CFG 樁復(fù)合地基檢測

按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）第7.7.4 條中的規(guī)定CFG 樁復(fù)合地基承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗［2］，檢測數(shù)量為復(fù)合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗的數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且每個單體工程的復(fù)合地基靜載荷試驗的試驗數(shù)量不應(yīng)少于3 點。CFG 樁樁身完整性檢測檢測數(shù)量不低于總樁數(shù)的10%。

（1）樁身完整性檢測。檢測樁數(shù)為215 根，波速設(shè)定為3200m/s，檢測結(jié)果：Ⅰ類樁：183 根，占85%，Ⅱ類樁：32 根，占15%。

（2）復(fù)合地基增強體單樁靜載荷試驗檢測。檢測數(shù)量5根，單樁承載力極限值為1720kN，試驗中單樁最大沉降量為20.84mm。

（3）復(fù)合地基靜載試驗。檢測數(shù)量5 點，復(fù)合地基最大試驗荷載=450×2×1.6×1.6=5760kN，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)及《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）附錄B 第B0.10 中的規(guī)定得出復(fù)合地基承載力特征值為512kN［3］。

檢測結(jié)果均滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。

5 結(jié)論

從計算結(jié)果和檢測結(jié)果可看出，采用CFG 樁對地基進行處理切實可行，處理后復(fù)合地基承載力和變形均滿足設(shè)計要求。