结合工程实例浅谈CFG地基处理

2014-04-29李丹丹曹勇

中国电子商情 2014年6期

李丹丹曹勇

引言：本文主要结合具体实例，对高层建筑CFG桩复合地基基础处理的设计方法进行了探讨，可供同行参考借鉴。

一、机理分析

水泥粉煤灰碎石桩，又称为CFG桩，是由碎石、石屑、粉煤灰混合料，掺适量的水进行拌和，采用各种成桩机械形成桩体。通过调整水泥的用量及配比，一般可使桩体强度等级在C10～C25之间变动。常常在桩顶与基础之间铺设一层150mm~300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石(称为褥垫层)，以有利于发挥承载力，与桩体组合复合地基。

二、工程实例

2.1 工程概况

某工程，地下一层，地上34层，建筑物总高度98米。采用钢筋混凝土剪力墙结构，抗震设防烈度7度，场地类别为Ⅱ类。建筑场地内未全部见有地下水，场区地下水类型为上层滞水，受大气降水的补给。根据工程地质勘察报告，场地自下而上各土层的主要物理力学性质指标见表1：

表1

指

标

土

层

名

称天然

孔隙比

标准值e 液性指数

标准值

Il 根据e、Il查得的承载力特征值fak1

(kPa) 标贯击数

标准值N

（平均值）（击）根据N查得的承载力特征值fak2

(kPa) 动探击数标准值N63.5

（平均值）（击）根据N63.5查得的承载力特征值fak3

(kPa) 承载力

特征值

(建议值)

fak

(kPa) 压缩模量Es或变形模量Eo（平均值）（MPa）内聚力

标准值

(平均值)

Cuu

(kPa) 内摩擦角标准值

(平均值)

Φuu

(度)

②粉質粘土 0.782 0.49 198 7.4（8.1） 156 150 Es0.1-0.2=5.9

Es0.2-0.4=9.0 33.9 5.2

③粉质粘土 0.864 0.92 128 3.3（4.1） 93 100 Es0.1-0.2=4.9

Es0.2-0.4=7.8 (37.5) (4.8）

④粉质粘土 0.728 0.37 236 10.0（11.3） 195 180 Es0.1-0.2=7.4

Es0.2-0.4=11.4 (49.4) (13.7)

⑤粉质粘土 0.736 0.46 223 11.8（12.8） 204 190 Es0.1-0.2=8.0

Es0.2-0.4=11.3 （48.2）（16.4）

⑤1粉质粘土 0.871 0.87 132 5.7（7.2） 124 120 Es0.1-0.2=5.6

Es0.2-0.4=8.7

⑥粉质粘土 0.765 0.42 213 13.0（14.2） 240 200 Es0.1-0.2=9.0

Es0.2-0.4=12.4

⑥1粉质粘土（0.893）（平均值）（0.73）

（平均值） 143 （8.4） 171 130 Es0.1-0.2=6.8

Es0.2-0.4=9.0

⑦含粘性土圆砾 7.4（7.8） 420 300 E0=18.0

2.2 设计方案

桩端持力层为○6层粉质粘土，fak=200KPa，无法满足上部结构的要求，需要进行地基处理。为了达到既满足设计要求又经济可行的目的，本工程提出了CFG刚性桩复合地基处理的方案，对○6层粉质粘土层进行了加固处理。考虑到上部结构刚度较大，基础形式采用筏板基础。基础埋深为-7.2m，要求处理后的复合地基承载力特征值大于460KPa。

2.2.1CFG桩复合地基的设计参数

本工程CFG桩的桩径为400mm，桩身混凝土强度等级为C30，桩端持力层为○6层粉质粘土层，Fsk=200KPa，端阻为400KPa。桩间距按1.5米考虑，正方形布桩，则置换率m=0.0557。

2.2.2复合地基的承载力特征值计算

根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)7.1.5-2计算单桩承载力如下：

式中： ——复合地基承载力特征值（kPa）

m——面积置换率

Ra——单桩竖向承载力特征值（kN）

Ap——桩的截面积（m2）

——单桩承载力发挥系数，本次估算取0.8

——桩间土承载力发挥系数，本次估算取0.9

——处理后桩间土承载力特征值（kPa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。

460=0.85×0.057×Ra/0.1256+0.95×(1-0.0557) ×200