独立基础下CFG桩设计方法及问题分析

白成等

摘 要：在现代建筑工程中，CFG桩复合地基因其自身的优势在工程中应用越来越广泛，独立基础下的CFG桩也会在一定的场地条件下体现出其优越性，然而其设计方法可引荐的文章相对较少。为此，根据具体的设计经验介绍其设计方法。

关键词：CFG桩；面积置换率

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2015）10-0190-01

随着社会的不断进步和建筑行业的蓬勃发展，在土建工程中，筏板下滿堂布CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩简称）复合地基因其施工工艺简单，建设造价较低，地基处理效果良好，主体最终沉降量较小等优点，其处理方法越来越得到工程界的认可，已经成为一种较为常见的地基处理形式，其设计方法也相对简单，但有时也会遇到一种特殊的CFG桩形式：独立基础下CFG桩复合地基。其计算过程可能会在一些设计人员脑中存一些疑问：这种情况下的复合地基承载力怎么计算？是否与筏板下满堂布CFG桩复合地基计算方法相同，独立基础底面大小怎么确定？带着这此疑问我们先来看看《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012的CFG桩规范计算公式：

由复合地基计算公式可以看出，λ、β均为经验系数，当单桩承载力和桩间土承载力己知时，影响复合地基承载力的因素只有面积置换率。在筏板下满堂布CFG桩情况下设计时，设计人员在计算面积置换率时会根据桩间距确定一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径来计算，这时当筏板从边桩中心外挑长度小于1/2桩间距时（一般应小于等于1/2桩间距）就存在边桩面积置换率计算值偏小的情况，考虑到筏板基础底面积较大，承载力计算时可忽略其影响作为安全储备。在独立基础下布置CFG桩时因其桩数量较少（一般不多于16根桩），因此应精确计算面积置换率，否则误差较大。面积置换率应按m=独立基础底面积/桩数量计算，进而根据规范公式计算复合地基承载力，不过这里存在一个问题就是一般情况下都是先确定地基承载力，再计算基础底面积，而独立基础下CFG桩的独立基础大小又影响着面积置换率的数值，进而影响复合地基承载力，当桩数一定时地基承载力与独基大小是相互影响的关系，也即桩与土承担荷载比例问题。

鉴于此种关系，笔者根据设计经验，建议先根据地勘资料选定CFG桩持力层和桩长，估算出CFG桩单桩承载力特征值，然后根据柱轴力标准值估算出桩数（可按桩数约为Fk/Ra近似估算），按工程中每组柱轴力，估算出总桩数，然后按最小间距正方形布桩（也可按等边三角形布桩），独基底面积按边桩中心外放1倍桩距布置独基，计算出面积置换率、复合地基承载力，再根据独基底面积计算公式A≥Fk/（fa-rmd）验算独基底面积是否满足要求，当复核后独基底面积偏小时可将独基底面积加大（也可将桩间距加大，但存在桩间距种类繁多及桩数较多时独基底面积大的情况），且独基边从桩中心外放不得大于1/2桩间距选择最经济独立基础大小。同理算出其它桩数及截面的独立基础。

[算例] 已知：某附建六层框架结构，某边柱底层轴力标准值Fk=3900kN，中柱轴力标准值Fk=6000kN，基底天然地基承载力特征值fsk=140kPa，根据地勘资料及工程周边情况采用独基下CFG桩基础形式，CFG桩桩径为400mm，桩长根据持力层选定为10米，经计算单桩承载力特征值Ra=700kN，桩间土承载力发挥系数β=0.9，单桩承载力发挥系数λ=0.9，基础埋深为2米，可估算出边柱CFG桩数n≈3900/700=5.57，取6根；中柱CFG桩桩数n≈6000/700=8.57，取9根。布桩形式见下图1。

独立基础下CFG桩设计方法大体如上，在施工时复合地基承载力检测仍会存在问题，因不同桩数的独立基础置换率不同而复合地基承载力有所不同，进而导致复合地基承载力检测时载荷板大小不同，根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012附录B的要求复合地基承载力试验点数量不应少于3点，并根据极差最终确定承载力，而同一工程必然会存在不同桩数的独立基础，试点数量怎么定？因CFG桩复合地基根据规范要求还需做单桩承载力载荷试验，建议复合地基承载力载荷试验仅做承载力复核使用，不按极差去统计定值。

总结，因独立基础下CFG桩在一定的地质条件下有较大的可操作性和经济性，且其因CFG桩的存在使得主楼沉降量较小，因此此种基础是一种值得推广的基础形式，至于检测难点建议与检测单位协商解决。国家规范在日益完善，工程设计中应对规范灵活把握，以做到国家要求的安全合理、节约投资、提高经济效益。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012）[S].

[2]中华人民共和国国家标准：复合地基技术规范（GB/T 20783-2012）[S].