CFG 樁在高層建筑地基處理中的應用

王永紅

（山西省第二建筑設計院，山西長治 046000）

CFG 樁在高層建筑地基處理中的應用

王永紅

（山西省第二建筑設計院，山西長治 046000）

結合具體工程實例，對CFG樁在具體地質條件下的應用進行了介紹，分析了CFG樁復合地基的設計、褥墊層的設置、沉降計算、施工、復合地基承載力和單樁豎向承載力的靜載荷試驗，還針對CFG樁淺層斷樁的處理進行了闡述，以指導實踐。

CFG樁，復合地基，沉降計算，靜載荷試驗

0 引言

近年來，隨著我國城市化進程的加快，一批高層建筑物拔地而起，由于高層建筑對于地基土的承載力和變形有更高的要求，而傳統的一些地基處理方法（水泥土攪拌樁、灰土樁、碎石樁等）已經不能滿足工程實踐的需求，復合地基處理技術逐漸發展起來。CFG樁是一種高粘結強度的半剛性樁，單樁承載力高，采用褥墊層和樁間土緊密結合形成復合地基，能達到良好的地基處理效果，并且具有施工速度快，工期短，質量容易控制，造價低，施工文明等優點，所以在全國得到了推廣應用。

CFG樁是一種由水泥、粉煤灰、碎石和細砂加水攪拌形成的粘結強度較高的樁，它與樁間土、褥墊層共同受力形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁間土的強度和模量比樁體小，在荷載作用下，樁間土表面應力比樁頂應力小。樁體可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小。

本文結合某工程應用CFG樁復合地基處理的實例，以期其施工更加完善，在本區獲得更好的推廣應用。

1 工程和地質概況

本工程為長治某棚戶區改造項目，場地位于火車站站前路西側，由4棟高層建筑組成，總占地面積約為20 468.7 m2。本工程1號，2號樓采用剪力墻結構，地下2層，地上19層，結構主體高度為58.100 m。基礎采用梁板式筏形基礎。該場地地貌單元宏觀上屬于長治斷陷盆地漳河Ⅱ級階地。場地地形較平坦，場區內地貌單一。場地內自上而下的地層分布情況分述如下:

第①層素填土，近期人工堆積，黃褐色，松散，以粉質粘土為主，含木炭粒、煤粒、小磚塊、次生鈣質結核等，該層上部0.5 m～1.5 m為雜填土。場區普遍分布，厚度:1.30 m～4.60 m，平均2.48 m。

第②層粉質粘土，第四系晚更新世沖積形成，褐黃色，可塑，稍濕，土質均勻，切面稍光滑，稍有光澤，韌性中等，干強度中等，含鈣質菌絲及姜結石等。厚度:0.4 m～3.60 m，平均1.95 m。標準貫入試驗修正擊數標準值為5.2擊。

第③層粉質粘土，第四系晚更新世沖積形成，棕黃～淺黃色，可塑狀態，土質均勻密實，無搖振反應，稍有光澤，干強度及韌性中等，含云母、鈣質結核、氧化鐵等。場區分布普遍，厚度:2.0 m～15.80 m，平均11.96 m。標準貫入試驗修正擊數標準值為7.9擊。

第④層粉質粘土，第四系中更新世沖積形成，灰褐～灰黃色，可塑～硬塑狀態，局部夾有細砂薄層，無搖振反應，稍有光澤，干強度及韌性高，含云母、氧化鐵等。場區分布普遍，厚度:5.40 m～9.40 m，平均7.53 m。標準貫入試驗修正擊數標準值為10.2擊。

第⑤層粉質粘土，第四系中更新世沖積形成，灰黃～灰褐色，硬塑狀態，局部夾有粘土薄層，無搖振反應，稍有光澤，干強度及韌性高，含鈣質結核、白色螺類化石碎片等。場區分布普遍，厚度:3.20 m～7.20 m，平均5.87 m。標準貫入試驗修正擊數標準值為11.1擊。

第⑥層粘土，第四系早更新世沖積形成，雜色，可塑～硬塑狀，偏硬塑。含氧化鐵條紋及斑點，土質均勻密實。含零星小鈣質結核，見白色螺類化石碎片等。該層未穿透。標準貫入試驗修正擊數標準值為13.4擊。

上述土層主要物理力學性質見表1。

表1 土層參數表

2 地基處理設計方案

本工程基礎底標高為－7.00 m，基礎持力層為第③層土，天然地基承載力為160 kPa，天然地基無法滿足設計要求，須進行地基處理。

1）地基處理方案的優化比較:根據本工程地質勘察報告，委托方、設計單位和勘察單位就本工程地基處理方案進行了詳細的分析論證，基本分析如下:a.采用樁基礎（鉆孔灌注樁、混凝土預應力管樁）和墻下承臺梁基礎:若本工程基礎采用墻下承臺梁基礎，開間小，墻多，墻下布樁，造價高。且本工程場地土無很好的樁端持力層，不利于樁基礎的設計。b.CFG樁復合地基和筏板基礎:CFG樁復合地基在全國大中城市應用于處理高層和超高層建筑物的經驗已很成熟，結合場區地質和周邊環境條件，本著安全經濟的原則，綜合分析確定本場區比較適合采用長螺旋鉆孔管內泵壓成樁工藝，因為該工藝具有強穿透能力、噪聲低，沒有振動，沒有污染和泥漿，施工效率高并且質量容易控制。

2）CFG樁復合地基的設計情況:CFG樁復合地基設計時主要考慮樁長、樁徑、樁距、樁體強度和褥墊層等參數。樁徑:按一般施工經驗樁徑d=400 mm;樁長:根據場區地層結構特點，以樁長適中、樁端取相對較好的土層作為樁端持力層為基本思路，取第④層土作為持力層。經計算，采用樁徑為400 mm，樁距為1 500 mm，呈梅花形布置，有效樁長為15 m，樁頂標高為－7.400 m，樁體混凝土強度等級為C25。

3）褥墊層的設計:褥墊層的厚度和剛度對復合地基的效應有較大的影響。根據規范本工程褥墊層材料采用粒徑小于30 mm的碎石，厚度為220 mm，褥墊層鋪設采用靜力壓實法，夯實后的厚度與虛鋪厚度之比小于0.90。

4）CFG樁復合地基的沉降計算:在CFG樁復合地基工程中，應用較多而且計算結果與實際符合較好的沉降計算方法是復合模量法。復合模量法是將復合地基加固區中增強體和基體視為一種復合體，采用復合壓縮模量評價其壓縮性，并采用分層總和法計算加固區的壓縮量。本工程采用此方法計算最終沉降s= 33.71 mm。

3 CFG樁的施工及檢測

1）CFG樁的施工:本工程施工時應嚴格按照施工圖和規范的要求進行施工，施工時應嚴格控制原材料規格及數量，施工完畢后自施工作業面向下清土和截樁至樁頂設計標高，截樁時應采用鋼釬沿樁周向樁心逐次剔除，嚴禁采用鐵錘橫向擊打樁體，以防設計標高以下樁體斷裂。2）CFG樁的施工質量檢驗:本工程CFG樁施工完畢達到齡期后建設單位委托具備相應資質的單位按照規范進行單樁豎向靜載荷試驗、復合地基靜載荷試驗及低應變檢測，根據檢測單位提供的驗樁報告，單樁承載力與復合地基力均滿足設計要求。低應變檢測結果表明樁身質量滿足設計要求。部分淺層斷樁系機械開挖不當所致。

4 CFG樁淺層斷樁的處理

本工程進行低應變動力檢測后，發現局部淺層斷樁。經現場調查分析，確認出現淺層斷樁的原因是由機械開挖造成。施工單位按下述方法對淺層斷樁進行了處理:先將斷樁處的樁體剔平鑿毛，并用水沖洗干凈，采用比樁體強度高一等級的混凝土將樁接至設計標高，接樁部分樁體直徑比設計樁體直徑大200 mm、四周并鑲入到原樁體下不小于100 mm（見圖1）。

圖1 CFG樁淺層斷樁處理示意圖

5 結語

本工程CFG樁復合地基的設計、施工和檢測結果表明，CFG樁基既可大大提高復合地基承載力，還可控制和減小建筑物的地基變形;并且CFG樁在施工過程中沒有噪聲污染，比較適合在市區施工，再加上其施工速度快、造價低廉，對高層建筑來說是一種比較理想的地基處理方式，應該更大范圍的推廣應用。

［1］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.

［2］GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范［S］.

［3］閻明禮，張東剛.CFG樁復合地基技術及工程實踐［M］.北京：中國水利水電出版社，2001.

On application of CFG pile in foundation treatment of high-rise buildings

WANG Yong-hong

（Shanxi Secondary Architectural Design Institute，Changzhi046000，China）

Combining with the engineering examples，the study introduces the application of CFG pile in factual geological conditions，analyzes the design for the composite foundation at CFG pile，the layoutof the cushion，the settlement calculation，the construction，the static loading experiments of the loading capacity of the composite foundation and the single pile vertical loading capacity，and illustrates the treatmentof broken pile in shallow layer at CFG pile.

CFG pile，composite foundation，settlement calculation，static loading experiment

TU473

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.18.132

1009-6825（2012）18-0073-03

2012-04-13

王永紅（1976-），男，工程師