CFG桩的偏位处理实例

王中士，王东明

（1.商丘市华厦建筑设计有限公司，河南 商丘 476000；

2.保定市建筑设计院有限公司，河北 保定 071000）

1 复合地基作用机理

复合地基是指部分土体被增强或被置换，形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。就本工程而言，CFG桩复合地基置换部分土体，形成由桩间土和竖向增强体CFG共同承担由上部结构传至基础底的荷载。复合地基由CFG桩、桩间土、褥垫层三部分组成。由于桩与桩间土弹性模量相差较大，为使这两种不同的材料共同工作，需要桩顶的褥垫层厚度来调节上部荷载的分配，才能使三者作为一个整体人工地基。

2 工程概况

本工程为钢筋混凝土剪力墙结构，地上20+1层，地下1层，基础为平板式筏板基础，筏板基础混凝土等级采用C35，设计筏板厚度均为1.3m。地基采用CFG桩复合地基。上部结构传至筏板底面的总荷载标准值为192754kN，筏板面积按500m2计算，则基础底面反力为386 kPa，为保证有一定的安全储备，基础底面处理后复合地基未考虑深度修正的承载力特征值为不小于415kPa。CFG桩桩端持力层为第6层细砂，各土层岩土参数和典型地质剖面详见勘察报告。经勘察，场区稳定水位为现状地表下5.0m～5.2m。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012），本工程CFG桩复合地基主要设计参数见表1。

3 问题分析

根据《建筑地基基础处理技术规范》（JGJ79-2012）7.1.4条的规定：复合地基增强体单桩的桩位施工允许偏差：对条形基础的边桩沿轴线方向应为桩径的±1/4，沿垂直轴线方向应为桩径的±1/6，其他情况桩位的施工允许偏差应为桩径的±40%；桩身的垂直度允许偏差应为±1%。本工程为筏板基础，桩位允许偏差为±40%桩径，即偏差在±160mm范围内。

CFG桩复合地基设计参数 表1

图1 （CFG桩位上下偏移距离）

图2 （CFG桩位左右偏移距离）

但是，本工程的CFG桩复合地基施工完成，基础开挖，截取护桩，清理保护土后，发现施工桩位与设计桩位偏差过大，且两个方向均有偏差，偏差距离约20mm～600mm之间，一半以上都远远大于规范允许的偏差160mm。根据现场量测桩位偏移距离见图1、图2。

图3 设计与施工桩位对比

图4 最不利置换率处

CFG桩复合地基整体设计桩位与施工桩位对比布置图见图3；设计桩位的置换率m=7.44%，而实际施工桩位选择桩位偏差最大、置换率最不利的位置如图四，实际置换面积为图4中四边形面积：Ae=2.615m2，由单桩面积Ap=0.125m2，可得实际置换率m=Ap/Ae=4.81%，比设计置换率降低了约35%。施工现场实景桩位见图5。

4 工程检验与分析

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）和《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）对CFG桩复合地基施工质量检验验收内容的相关要求，在CFG桩复合地基施工完成后，应进行复合地基静载荷试验和CFG桩单桩静载试验。但是本工程由于施工桩位与设计桩位偏差较大，受其影响部分区域面积置换率较小，在最不利置换率位置桩间土发挥的作用要大于其他部位，基于复合地基是桩和桩间土通过褥垫层将上部荷载传递至复合地基，桩与土共同发挥作用，因此，需补充桩间土浅层平板载荷试验，以进一步验证地基承载力。

4.1 复合地基增强体单桩静载荷试验

该试验按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）附录C的要求进行。CFG桩施工结束28d后进行检验，承压板采用直径为0.4m的圆板，单桩试验桩数为4根，单桩最终加荷为1300kN，分10级加载，每级加载130 kN。当Q-s曲线呈缓变型时，取最大加载量对应的沉降量s与40mm相比较，如果比40mm小，则表明满足设计要求，如果小的多，则表示有一定的富裕量。根据现场试验，实际设桩长均17m左右，经试验，单桩竖向承载力特征值的平均值为Ra=712 kN，满足要求。

图5 施工现场桩位

4.2 单桩复合地基静载荷试验

该试验按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）附录B的要求进行。CFG桩施工结束28d后进行检验，复合地基检验点数为4点。试验承压板所用尺寸为1.3m×1.3m（面积为1.69m2）的方板。最终加载量为1403kN（相当于830kPa），分8级加荷,每级加载175.4 kN（相当于103.75kPa）。在加载时，加载至最终荷载，压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线，按相对变形来确定复合地基承载力特征值。本工程桩身范围内以黏性土、粉土为主，取s/b（s为载荷试验承压板的沉降量，b为承压板的宽度）等于0.01即s=1.3×0.01=13mm对应的压力值p，试验表明p=1403kN时，沉降量为9mm小于13mm，复合地基的承载力特征值满足设计要求。

4.3 桩间土浅层平板载荷试验

该试验应满足《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)附录C的要求。承压板采用边长0.5m的方板（面积为0.25m2）。试验点取3点，各试验点设计的最大加荷量为75kN（相当于300kPa），分8级加载，每级9.375kN（相当于37.5kPa）。所得试验结果显示p-s曲线呈缓变型，沉降量s=6mm时，最大加载量为80kN大于75kN。满足此假定，说明桩间土的承载力特征值满足设计要求。

5 偏位处理

依据文献[4]的相关结论：CFG桩复合地基增强体偏位对基础底板沉降影响较小，而对基础结构的内力有一定的影响。结合本工程相关试验和实际情况可得出该工程CFG桩偏位处理方案为：为提高基础的整体刚度，降低CFG桩偏位的不利影响，结合现场条件，加大筏板厚度至1.4m，配筋不变。

[1]GB50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]GB50204-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002.

[4]卢萍珍，于东晖，等.CFG桩复合地基增强体偏位影响分析[J].建筑结构，2014(20).