浅圆仓CFG桩桩基的布置形式及优缺点

梁彩虹 郑培 王建声

摘要：浅圆仓的建设，能够进一步缓解目前粮食收储仓容不足的矛盾，完善各级政府储备，保障国家粮食安全。它是一种受大面积堆载的构筑物，相较于平房仓，其具有结构受力明确合理、占地面积小、吨粮造价低、机械化程度高、仓容量大等优点，是目前中国现有粮库新建或扩建仓容的首选仓型。中国河北、河南地区常将CFG桩应用于浅圆仓的地基处理。浅圆仓CFG桩的布桩方式大致有两种，文章主要介绍二者布桩方式的优缺点。

关键词：浅圆仓;复合地基;CFG桩

中图分类号：TS210.1文献标识码：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210627

浅圆仓是平面为圆形储存散料的直立容器，容纳储料部分为仓体，储料计算高度与内径之比小于1.5，单体布置。1993年“利用世界银行贷款改善中国粮食流通项目”首次采用输送等设备，进行机械化进出粮作业[1]。1998年国家储备粮库建设提出气密要求，配置通风除尘、熏蒸杀虫、粮情测控及自动控制系统等设施，浅圆仓建设得到大面积推广。浅圆仓是一种有大面积堆载的构筑物，场地地基土往往不能满足承载力要求，需要做复合地基。水泥粉煤灰碎石桩复合地基（简称CFG桩）由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌和在土中灌注形成竖向增强体的复合地基[2]。CFG桩复合地基通过设置褥垫层，在上部荷载作用下，使桩间土充分发挥作用，保证桩、土共同承载荷载。CFG桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基，其具有承载力提高幅度大、地基变形小等特点，不仅用于承载力较低的地基，对承载力较高但变形不能满足要求的地基，也可采用CFG桩处理，以减少变形。我国河北、河南地区土质以黏性土、粉土和砂土为主，符合CFG桩的适用条件[3]。浅圆仓常用的布桩方式有两种，本文以河北某实际工程场地条件为例，介绍CFG桩在浅圆仓项目中两种布桩方式及其优缺点。

1项目情况

河北某粮库扩建浅圆仓项目，浅圆仓内径24.5 m，仓壁厚度为280 mm，装粮高度28.3 m，仓顶板厚度采用变截面150 ～ 200 mm，装粮品种为小麦，单仓仓容量1万吨。根据GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》，场地地震烈度为8度，0.2 g，第二组。根据GB 50007—2011《建筑抗震设计规范》场地无液化土，场地土类型为中软场地士，建筑场地类别为III类，拟建场地的特征周期Tg=0.55 s，冻土深度为0.50 m。建筑结构的安全等级为二级，结构的设计使用年限为50年，建筑物耐火等级为二级，储存物品火灾危险性分类为丙类，建筑抗震设防类别为丙类，地基基础设计等级为乙级。50年一遇基本风压0.45 kN/m²，基本雪压0.40 kN/m²，地面粗糙度B类。按照全国建筑热工设计分区图，项目所在地属寒冷地区。

1.1当地土质情况

河北省某县地貌单元属于华北冲洪积平原中部。拟建场地地形简单，地势较为平坦。根据钻探资料及室内土工试验结果将场地土分为7层。场地内土层的岩性特征自上而下描述如下：

第1层素填土：杂色、褐黄色，以粉土、粉砂为主。

第2层粉土：褐黄、黄褐色，湿，局部稍湿。

第2-1层细砂：褐黄色，稍湿，中密，砂的主要成分为长石、石英。

第3层土：黄褐色，可塑，局部硬塑，干强度中等，韧性中等。

第4层粉土：褐黄色，湿，局部稍湿。密实，局部中密，干强度低，韧性低。

第5层粉质黏土：黄褐色，可塑，局部硬塑，干强度中等，韧性中等。

第6层粉质黏土：灰黄、褐黄色，硬塑，局部可塑。干强度中等，韧性中等。

第7层粉质黏土：黄褐色、褐红色，硬塑，局部可塑，干强度中等，韧性中等。所有钻孔均未揭穿本层（土层相关参数见表1）。

场地水文条件：全年平均最大降水量561.3 mm，年最大降雨量1 390.6 mm，最大连续降雨量761.7 mm，降水主要集中在6—9月份。场地平均海拔高程为67.2 m，50年一遇的历史最高洪水位为65.6 m;历年最大冻土深度46 cm。地下水蕴藏丰富，水质优良，供水充足。

场地内及其附近未发现有影响建筑物稳定性的活动构造。勘察中未发现其它不良地质作用，场地内没有埋藏的河道、沟浜、防空洞、墓穴、孤石等对工程不利的埋藏物，根据CJJ57—2012《城乡规划工程地质勘察规范》场地基本稳定，本场地较适宜于拟建建筑物的建设。综合评价：浅圆仓地基均为均匀地基。

1.2桩基单桩承载力和复合地基承载力的估算

本工程要求处理后的复合地基承载力特征值不小于230 kPa。CFG桩设计直径D为400 mm，桩身混凝土强度等级为C25，桩端进入第5层粉质黏土，单桩承载力特征值不小于550 kN。依据JGJ79—2012《建筑地基处理技术规范》，CFG桩单桩竖向承载力特征值按公式7.1.5-3估算，桩身强度满足公式7.1.6-1，复合地基承載力的计算按照有黏结强度的增强体公式7.1.5-2估算。CFG桩单桩承载力、复合地基承载力和桩基强度均满足JGJ79—2012《建筑地基处理技术规范》的要求。

2两种常用布桩方案

浅圆仓基础形式为墙下钢筋混凝土环形基础，如图1、图2所示。浅圆仓基础下CFG桩的布桩形式主要有两种，第一种布桩方式，浅圆仓基础下部和仓内采用了两种不同的桩长，基础下部环形布桩采用ZJ1，仓内矩形布桩采用ZJ2，共有两种桩基，见图1、图2。

第二种布桩方式，浅圆仓环形基础和仓内地坪下部CFG桩桩顶标高相同，桩基布桩形式统一采用矩形布桩，仅有一种桩基，见图3、图4。

两种布置方案的优缺点：方案一基础下部和仓内采用了两种不同的桩型和桩长，基础下部环形布桩，仓内矩形布桩。现场施工时经常反映两个问题。第一，环形基础下部每个桩基都需要根据角度定位，桩基放样困难且容易出错。第二，由于与环形基础相邻的第一排桩距离环形基础基槽较近，基槽开挖过程中，很容易损坏到相邻桩基，或者施工过程中对成品保护的费用过高，很不经济。方案二基础下部和仓内采用了同一种桩型，基础下部与仓心统一采用矩形布桩。施工便捷且不易出错，但是投资略高于方案二。

3结论及建议

在黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基建设浅圆仓，采用CFG樁处理地基的方式是可行的，且与混凝土管桩或灌注桩相比，CFG桩不配置钢筋，大大降低了工程成本。本文总结近年来河北、河南两省浅圆仓地基设计和施工经验，提供了浅圆仓常用的两种CFG桩布桩方案及优缺点，建议采用仓下和仓心统一布桩，桩顶标高一致的矩形布桩方式，既方便施工又能保证施工质量。

参考文献

[1]粮食大辞典编辑委员会.粮食大辞典[M].北京：中国物资出版社，2009：12.

[2]阎明礼，张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京：中国水利水电出版社，2001：93-31.

[3]阎明礼.地基处理技术[M].北京：中国环境科学出版社，1996：224-264.

Advantages and Disadvantages of CFG Foundation Form for Squat Silo

Liang Caihong1，Zheng Pei1，Wang Jiansheng2

（l.Henan University of Technology Design And Research Academy，Zhengzhou，Henan 450001;2.Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan 450001）

Abstract：The construction of squat silo can further alleviate the contradiction of insufficient grain storage capacity，improve the reserves of governments at all levels and ensure national food security，which is beneficial to the country and the people. Squat silo is a structure subject to large-area stacking. Compared with grain storehouse，it has the advantages of clear and reasonable structural stress，small floor area，low cost per ton of grain，high degree of mechanization and large warehouse capacity. It is the preferred warehouse type for the new construction or expansion of existing grain depots in China. CFG piles are often used in the foundation treatment of squat silo in Hebei and Henan provinces. There are roughly two pile layout methods for squat silo CFG piles. This paper mainly introduces the advantages and disadvantages of these two pile layout methods.

Key words：squat silo，composite foundation，CFG pile