２０１５年０３期 科技ｌ向导 ◇科技之窗◇ ＣＦＧ桩复合地基在建筑地基处理中的应用 孙清梅 （浙江广厦建设职业技术学院浙江东阳３２２１００） 【摘要】组合具体的工程中ＣＦＧ桩复合地基的应用，使得建筑的安全性能得到提高，一定程度上保障了建筑的质量，在现在的建筑地基 设计中被广泛应用。对于高层建筑来说，因天然地基承载力设计值不能满足设计的要求，用ＣＦＧ桩复合地基是一种较好的地基处理方法。 【关键词】ＣＦＧ桩；复合地基；建筑；地基处理 ＣＦＧ桩复合地基是由ＣＦＧ桩、桩间土和褥垫层三部分组成，通过 Ｌｉ第层土的厚度 褥垫层与基础连接．无论桩端是落在一般土层还是坚硬土层．均可保 证桩间土始终参与工作 由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载 各孔土层厚度 层号 作用下．桩顶应力比桩间土表面应力大 目前多用于高层和超高层建 １７ １８ １９ ２０ ２１ ｊ ２２ ２３ ２４ 『 筑中。… ３ Ｏ．００ ０．００ ０．ｏｏ Ｏ．００ Ｏ．ｏ０ ０．ｏｏ ０．ｏｏ Ｏ．０ｏ 【０．工程概况 ￡４ ３．５６ ３．１３ ２．５７ ８．２０ ３．６３ ３．３Ｏ ２．８２ ５．０９ 某工程工程位于杭州市 地上２０层．地下２层，剪力墙结构、筏板 基础．±０．００相对勘察报告标高５９．８５ｍ，基础埋深一６．９０ｍ，相对勘察报 ５ ４．１Ｏ ４．２Ｏ ２．５０ ０．９Ｏ ３．７０ Ｏ．９０ ４．５Ｏ ２２０ 告标高为５２．９５ｍ，垫层厚度１００ｍｍ，防水层厚度８０ｒａｍ．褥垫层厚度 ６ ５．３４０ ５．６７０ ７．９３０ ３．９００ ５．６７０ ８．８００ ５．６８０ ５．７１Ｏ ２００ｒａｍ，即有效桩顶标高一７．２８ｍ，相当于勘察报告中标高５２．９５ｍ。基底 预留土层厚度５００ｍｍ，标高一６．７８ｍ，相当于勘察报告中标高５３．０７ｍ， Ｌ（ｍ） １３．０ 即施工桩顶标高一６．７８ｍ，相当于勘察报告中标高５３．０７ｍ Ｒ（ｋＰａ） ５８９．８４ ５９２．２３ ６０１．ｏ９ ５７０．７４ ５９ｏ．６６ ６ｏ１．５３ ５９３２３ ５８６１９ 根据勘察资料．基础持力层为第４层细砂．其地基承载力特征值 依据各钻孔计算结果．实际考虑到场地土质不均匀．现场施工综 为１４０ｋＰａ．设计要求地基承载力特征值不小于３５０ｋＰａ．沉降量不超过 合确定Ｒ＝５２０ＫＮ ５０ｍｍ 承载力不能满足设计要求．需进行地基处理 根据勘察报告土 １．２．２确定面积置换率 层情况及设计要求．决定采用长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基进行 ｍ Ａ Ｐ＋１３（】一ｍ 地基处理。 依据勘察报告．地层分布情况、工程特性指标及复合地基设计参 一 盟，￣Ｒ数如下表 ３Ａ： ３５巫０－０．９ｘ １４０ ＝舞 ＿６＿６％ Ａ。０．１２５６ ……’ 土层 极限侧阻 极限端阻 地基承载 质量密度 压缩模量 式中：ｍ一面积置换率 编号 土层名称 力标准值 力标准值 力特征值 ＂／（ｋＮ／ｍ３） Ｅｓ１—２ ｑｓｉｋ（ｋＰａ） ｑｐｋ（ｋＰａ） ａｋ（ｋＰａ） （ＭＰａ） Ｆｓｐｋ一复合地基承载力特征值 １ 素填土 １８．０ Ｂ一桩间土承载力折减系数：取０．９ ｆ１【一天然地基承载力特征值 ２ 黄土状粉土 ２０ １ｌＯ １８．４ ７．０３ ｌＩ３桩间距 ３ 细砂 ３０ １２Ｏ ｌ７．５ １３．Ｏ 根据面积置换率及基础形式采用矩形布桩．桩间距为１３００ｘ ３—１ 粉质粘土 ４０ １２０ １９．８ ７．６Ｏ １４００ｍｍ．局部进行了调整 ４ 细砂 ４５ １４０ １８．Ｏ ｌ５．Ｏ 面积置换率为ｍ＝ Ａ ｐ＝ ：６．９％，满足要求。 ５ 粉土 ５０ ９００ １５０ ｌ９３ ６．９ １．４桩身砼强度等级 ‘ ６ 中砂 ５５ ２８ｏ０ ｌ９ｏ ｌ９．０ ２２．Ｏ － 根据砼抗压强度计算： ７ 粉质粘土 ６０ ｌ２０ｏ １８０ ２Ｏ．１ ５．５８ －８ 中砂 ６０ ３６０ｏ ２２０ —— １９Ｒ＝ ‘ ． ≥４ ：４ 丽０蕊．８５ｘ ５２０ ＝１４．０８ＭＰａ＜２００ＭＰ￣ ．０ ３Ｏ．０ ● １．ＣＦＧ桩复合地基设计方案 Ｒ为单桩承载力：ＡＰ一桩端截面积 １．１桩径和桩长 所以桩身砼强度等级取Ｃ２０。 根据甲方提供基础图．施工桩顶标高一６．７８ｍ．相当于勘察报告中 １．５复合地基下卧层验算： 标高５３．０７ｍ，有效桩顶标高一７．２８ｍ，相当于勘察报告中标高５２．９５ｍ， 以孔ｌ３地层参数计算ｐＯ＝３５０ｋＰａ计算第７层粉质粘土 根据地层分布．桩顶位于第４层细砂．其地基承载力特征值为 Ｐｃｚ＝３＇ｄ＝０．２ １８．０＋０．８ １８．４＋１．５ １７．５＋１．０ １９．８＋４ ｌ８．０＋２．５ １９．３＋ １４０ｋＰａ。桩端持力层预估采用采用第６层中砂层．桩径４００ｒａｍ，施工 桩长１３．５ｍ．有效桩长ｌ３．Ｏｍ １．２复合地基的承载力特征值计算 ｐｚ＝ｐ０一ｐｃ＝３５０一（０．２ １８．０＋０．８ ｌ８．４＋１．５ １７．５＋１．０ １９．８＋１．４３ １８．０） 根据建筑地基处理技术规范（ＪＧＪ７９—２００２）第９．２．６条计算单桩承 载力 Ｐｃｚ＋ｐｚ＝７２４．１ １ ｋＰａ １．２．１单桩承载力计算１４１ ｄ考虑地下车库影响，从车库室内坪算起（标高差按１．Ｏｍ计算） Ｒａ＝Ｕｐ２ｑｓｉｋＬｉ＋ｑｐｋＡｐ ｆａｚ＝１８０＋１．６ １８．７８＊（２０．７７—０．５）＝７８９．１ｋＰａ 其中Ｕｐ＝１．２５６ｍ．ｑｐ＝１４ＯＯｋＰａ．Ａｐ＝０．１２５６ｍ Ｐｃｚ＋ｐｚ＜ｆａｚ经验算．本场地不存在软弱下卧层 式中：ｕｐ桩的周长；为桩长范围内所划分的土层数。 １．６褥垫层 ｑｐｋＡｐ为桩周第层土的侧阻力，桩端端阻力特征值。 褥垫层是复合地基的重要组成部分．它不但能保证桩、土共同承 基金项目：本论文做为浙江省教育厅课题《ｃＦＧ桩复合地基在建筑地基处理中的应用》立项编号Ｙ２０１４３２５９７的结题论文。 ２５０ ◇科技之窗◇ 科技墨向导 ２０１５年Ｏ３期 担荷载；减少基础底面的应力集中；减少基础的剪切破坏；调整桩、 沉降经验系数（修正系数）：０．２２２；沉降点坐标（ｍ）ｘ＝Ｏ．Ｏ００ｙ＝０．０００； 土水平简载的分担．保证桩在水平简载作用下不会断裂 褥垫层度 压缩层厚度按２５．ｏｏｏ（ｍ１计算 取３００ｍｍ．材料宜用粗砂、碎石或级配砂石等。最大粒径不宜大于 『计算结果］ ３０ｍｍ。不宜选用卵石．卵石咬合力差．施工扰动容易使褥垫层厚度不 均匀。 一 底板净反力（ｋＰａ）：最大＝２６０．７３最小＝２６０．７３平均＝２６０．７３： １．７复合地基沉降及变形验算 角点ｑｉ＝２６０．７３ ｑ２＝２６０．７３ ｑ３＝２６０．７３ ｑ４＝２６０．７３ 总沉降量＝Ｏ．２２２＂１３１．６７＝２９．２３（ｍｍ）：压缩模量的当量值：２８．４９ （ＭＰａ） １．７．１计算项目：基础沉降计算ｌ（ｋ１７）（土层数＝ｌ１） ｆ计算条件】基础尺寸Ｂ：１１．５００（ｍ）；基础尺寸Ｌ：６２．１５０（ｍ）；基底 埋深ｄ：４．８４（ｍ）．￣－ｆｆ水深度：５０．Ｏ０（ｍ）：基础与覆土的平均容重：２０．００（ｋ Ｎ／ｍ ）。 厚度（ｍ） 重度（ｋＮ／ｍ３） 饱和重度（ｋＮ／ｍ １ ｌ ２ ３ ４ Ｉ１．７．５计算项目：基础沉降计算５（ｋ２３）ｄ＝层数＝ｌ１ ［计算条件］基础尺寸Ｂ：Ｉ １．５００（ｍ）基础尺寸Ｌ：６２．１５０（ｍ）基底埋深 ｄ：４．８８（ｍ）：地下水深度：５０．Ｏ０（ｍ）荷载准永久值ｆ不含承台自重及承台上 土重）。 压缩模量 （ＭＰａ） １０．０ｏ ７．Ｏ３ １３．０ｏ ７．６０ １５．０ｏ ３７．５０ Ｚｌ（ｍ） ｚ２（ｍ１ Ｏ．０ｏ ０．Ｏ０ ０．ｏｏ ２．４０ ２．４０ ４．２Ｏ ４．２０ ４．２０ ４．２０ ４．８４ ４．８４ ８．４０ Ｎ＝１８０３９６．５９（ｋＮ）Ｍｘ＝０．００（ｋＮ－ｍ）Ｍｙ＝０．Ｏ０（ｋＮ－ｍ） 沉降经验系数（修正系数）：０．２３２；沉降点坐标（ｅｒ）ｘ＝０．０００ｙ＝０．０００； 压缩层厚度按２５．ｏｏｏ（ｍ）计算 Ｏ．０ｏ ２．４０ １．８Ｏ ０．０ｏ ０．６４ ３．５６ ｌ８．０ｏ １８．４０ １７．５０ １９．８Ｏ １８．ｏｏ ｌ８．０ｏ ２０．０ｏ ２０．００ ２０．０Ｏ ２０．００ ２０．０Ｏ ２０．００ ［计算结果１；底板净反力（ｋＰａ）：最大＝２５９．７０最小＝２５９．７０平均＝ ２５９．７Ｏ；角点ｑ１＝２５９．７０ ｑ２＝２５９．７０ ｑ３＝２５９．７０ ｑ４＝２５９．７０。 总沉降量＝０．２３２＂１４７．６８＝３４．２６ ｍｍ）；压缩模量的当量值：２５．３Ｏ（ＭＰａ１ 通过沉降计算结果基础沉降均小于５０．０ｍｍ，符合要求。 ５ ６ ２．施工与质检 ２．１施工工艺 ７ ８ ４．１０ ５．３４ １９＿３Ｏ １９．ｏｏ ２０．００ ２０．０ｏ ｌ７．２５ ５５．ｏｏ ８．４０ １２．５０ １２．５Ｏ １７．８４ 成孔成桩采用长螺旋钻孔、管内泵压贯注混凝土法 ｆ１）施工工艺流程：桩位放点一搅拌混凝土一长螺旋钻机就位、成 孔一压灌素混凝土一边提升钻杆边压灌素混凝土一成桩、桩体养护一 检测一清桩问土及预留桩头一铺设褥垫层 （２）桩体混合料中，碎石最大粒径不宜大于２５ｍｉｌｌ，粉煤灰选用Ⅱ ９ ７＿２６ ２．５０ ｌ９．０ｏ ２Ｏ．１０ ２０．ｏｏ ２０．０Ｏ ２２．ｏ０ １５．８２ １７．８４ ２５．１０ ２５．１Ｏ ２７．６Ｏ ｌＯ １１ ７．４０ １９．０ｏ ２０．ｏｏ ３Ｏ．０ｏ ２７．６０ ３５．ｏｏ 荷载准永久值（不含承台自重及承台上土重１ 级或Ⅲ级细灰．每立方米混合料掺量７０～９０ｋｇ为宜 ２．２褥垫层施工要点 Ｎ＝１８０９６８．３８（ｋＮ）Ｍｘ＝０．００（ｋＮ—ｍ）Ｍｙ＝０．００（ｋＮ—ｉｎ） 垫层施工工艺流程：铺设碎石一铺设中粗砂一铺设中粗砂一铺设 沉降经验系数（修正系数）：０．２３０，沉降点坐标（ｍ）ｘ＝０．０００ｙ＝０．０００， 碎石一夯实采用静力压实法施工时夯实后厚度与原土厚度的比值不 压缩层厚度按２４．ｏｏｏ（ｍ）计算 得大于０．９。垫层分两层施工．底层厚３０ｃｍ。上层厚２０ｃｍ．底层碎石施 『计算结果１：底板净反力（ｋＰａ）：最大＝２６２．８２最小＝２６２．８２平均＝ 工：填料松铺厚度约３０ａｍ ｙ然后采用推土机进行填料初平．再人工配 ２６２．８２ 角点ｑ１＝２６２ ８２ ｑ２＝２６２．８２ ｑ３＝２６２．８２ ｑ４＝２６２．８２ 合平地机精平．压路机静压两遍。底层随时施工．压实度宜控制为２５ｃ ｉｒｌ。为防止压坏ＣＦＧ桩桩头和土工格栅．应采用不同的分层碾压工艺 总沉降量＝０．２３０＊１４２．２３＝３２．６７（ｍｍ１压缩模量的当量值：２６．０９（ＭＰａ） 碾压上层碎石．第一层碎石垫层铺完后可静压两遍．第二层碎石垫层 １．７．２计算项目：基础沉降计算２（ｋ２０１ 铺完后可用“振动式压路机静压一遍＋弱振一遍＋静压一遍” 一般上层 【计算条件】土层数＝ｌｌ，基础尺寸Ｂ：ｌ１．５００（ｍ）基础尺寸Ｌ：６２．１５０ 碎石压实厚度宜控制为２５ｃｍ （ｍ），基底埋深ｄ：４．９０（ｍ）地下水深度：５Ｏ．Ｏ０（ｍ），基础与覆土的平均容重： ２０．００（ｋＮ／ｍ３）荷载准永久值（不含承台自重及承台上土重１ Ｎ＝１８０１ １０．７０（ｋＮ）Ｍｘ＝０．Ｏ０（ｋＮ—ｍ１Ｍｙ＝０．００（ｋＮ—ｍ） ２．３复合地基检测 根据规范要求．在桩施工完成后应进行复合地基承载力检测．采 用低应变完整性对３个试验点在承压板下应力主要影响范围内单桩 沉降经验系数（修正系数）：０．２１７；沉降点坐标（ｍ）ｘ＝０．００Ｏｙ＝０．０００； 复合土层的承载力的检测．承压板采用１．６ｍ１．６ｍ方形压板，检测合 压缩层厚度按２５．ｏｏｏ（ｉｎ１计算 格后方可浇筑基础垫层混凝土 桩身强度检测应在试验载荷下进行。 ｆ计算结果】底板净反力（ｋＰａ）：最大＝２６０．６１最小＝２６０．６１平均＝ 试验数量不应少于总桩数０．５％一１％．且每个单体工程试验数量不应 ２６０．６１：角点ｑ１＝２６０．６１ ｑ２＝２６０．６１ ｑ３＝２６０．６１ ｑ４＝２６０．６１；总沉降量 少于３点。桩体低应变动力试验不少于总桩数的１０％．且不少于１Ｏ ＝０．２１７＂１２４．９９＝２７．１２（ｍｍ）压缩模量的当量值：３０．００（ＭＰａ） 根。本工程结束到现在三个月时间，各方面的效果都受到建设各方的 一１．７．３计算项目：基础沉降计算３（ｋ２１１土层数＝ｌ１ ［计算条件］：基础尺寸Ｂ：１１．５００（ｎ１）基础尺寸Ｌ：６２．１５０（ｍ）基底埋深 ｄ：４．７７（ｍ）；地下水深度：５０．ｏｏｆｍ）基础与覆土的平均容重：２０．００（ｋＮ／ｍ３）荷 载准永久值ｆ不含承台自重及承台上土重） Ｎ＝Ｉ８１９６８．９８（ｋＮ）Ｍｘ＝０．Ｏ０（ｋＮ—ｍ１Ｍｙ＝０．００（ｋＮ—Ｈ 致好评。 ３．结束语 本工程根据复合地基静载荷试验结果数据看．本工程所采用的 ＣＦＧ复合地基的承载力得到大幅度的提高．地基变形得以降低和控 制可最大限度地发挥社会经济效益．有极大的发展潜力．此工程ＣＦＧ 桩复合地基在本工程中的应用．为本地区粘土场地高层和小高层建筑 的地基处理提供了可借鉴的经验。 【参考文献】 ［１］郑创新，曹成意，曾勇生．碎石桩与ＣＦＧ桩二元复合地基在工程中的应用［Ｊ］． 水电站设计．２０１１．６（第２７卷）（２）：８２—８３． 沉降经验系数（修正系数）：０．２２８沉降点坐标（ｍ】ｘ＝０．０００ｙ＝０．０００； 压缩层厚度按２４．ｏｏｏ（ｍ１计算 ［计算结果】底板净反力（ｋＰａ）：最大＝２６５．００最小＝２６５．００平均＝ ２６５．００．角点ｑｌ＝２６５．００＠＝２６５．００ ｑ３＝２６５．００ ｑ４＝２６５．００，总沉降量 ＝０．２２８＊１４０．６３＝３２．０６（ａｒｍ）压缩模量的当量值：２６．６０（ＭＰａ） １．７－４计算项目：基础沉降计算４（ｋ２４）ｉ层数：ｌ １ ｆ计算条件１基础尺寸Ｂ：１１．５００（ｍ）基础尺寸Ｌ：６２．１５０（ｍ）基底埋深 ｄ：４．９１（ｍ）：地下水深度：５０．００（ｍ）基础与覆土的平均容重：２Ｏ．００（ｋＮ／ｍ３）， ［３］ＧＢ５０００７－－２００２，建筑地基基础设计规范ｆｓ】． 荷载准永久值ｆ不含承台自重及承台上土重） ［４］刘清森．ＧＦＧ桩复合地基在工程中的应用［Ｊ】．西部探矿工程，２０１４（４）：２０： Ｎ＝１７９９６７．７５（ｋＮ）Ｍｘ＝０．Ｏ０（ｋＮ—ｍ）Ｍｙ＝Ｏ．００ｆｋＮ－ｍ） ｆ５１孙正聿．马克思主义基础理论研究 １．北京：北京师范大学出版社，２０１１． ［２］周少霞，ＣＦＧ桩复合地基在工程中的应用ｆＪ］．科学之友，２０１１，２：６９—７０， ２５１
