鉆孔灌注樁與CFG樁的應用探討

趙瑞英

摘 要：在高層建筑中，考慮到工程的安全性和適用性，經常會使用樁基礎，鉆孔灌注樁便是其中的一種樁基礎，另外考慮到工程的經濟性和穩定性，水泥粉煤灰碎石樁復合地基（以下簡稱CFG樁）也會被用到，CFG樁不是真正意義上的樁基礎，它只是一種地基處理的方法。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；水泥粉煤灰碎石樁復合地基

中圖分類號： F713.36；F831.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-55-2

1 工程概況

怡園雅居位于山東濰坊市濰城區勝利西街以南，怡園路以西。擬建建筑物包括1-2#樓，29層，地下2層，剪力墻結構，樁筏基礎，埋深7.5m；3#樓， 18層，地下2層，框剪結構，筏板基礎， 埋深7.5m，工程共布置鉆探39個孔。場區地形較平坦。地面高程在28.6-29.3m之間。主地貌單元屬昌濰沖洪積平原。本次勘察期間勘察范圍內見地下水，穩定水位埋深約4.5m，主要含水層為2層粉土層及以下地層，地下水為第四系孔隙潛水。屬建筑抗震有利地段。建筑物抗震設防類別為丙類。

2 地層巖性

根據野外鉆探、現場鑒定和原位測試結果，該場地在勘探深度范圍內所揭露的土層主要由雜填土、粉土、粉砂、粉土、粉質粘土組成。

3 地基承載力

對土工試驗和標貫試驗數據進行分析統計整理，并結合本地區工程實踐經驗，確定各層土承載力特征值如下：2層粉土承載力特征值180kPa，3層粉砂、4層粉土承載力特征值200kPa，5層粉質粘土、6層粉質粘土承載力特征值210kPa。

三層粉砂修正后的地基承載力特征值fa為311.6kPa（d取2.5m）。估算擬建高層基底壓力為505kPa。采用天然地基不能滿足設計要求，建議采用鉆孔灌注樁。

擬建的3#樓，為框剪結構，基礎埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa，三層粉砂修正后的地基承載力特征值fa為311.6kPa，估算擬建高層基底壓力為340kPa。建議采用筏板外擴的基礎形式。建議設計部門進行軟弱下臥層驗算，建議布設載荷試驗，以驗證第3層粉砂的承載力和變形參數。若筏板外擴仍不能滿足設計要求，建議采用復合地基。

②樁基礎論證

由于1#、2#樓，采用天然地基不能滿足設計要求，建議可采用鉆孔灌注樁方案。

根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008），對各巖土層樁的極限側阻力標準值[qsik]及樁的極限端阻力標準值[qpk]，設計計算推薦如下值：

參照以上樁基參數根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）確定單樁豎向極限承載力標準值公式：

Quk=qpkAp+u∑qsikli

以6#孔為例進行試算，假定樁長28m，樁徑600mm，樁間距1.8m，采用正方形布樁，樁端持力層為第五層粉質粘土上。

則Quk=qpkAp+u∑qsikli=4162.0kN（標準值）

R=Quk/2=2081.0kN（特征值）

單樁極限承載力，應通過現場靜載試驗確定，初步設計時可將以上估算的單樁豎向極限承載力標準值除以安全系數K（K=2）作為單樁豎向承載力特征值采用，成樁后應按照要求進行樁身質量檢測。

采用樁基方案，根據場地地層情況，并結合地區經驗，1-2#樓沉降量小于200mm。建議在二者之間設置用于控制沉降差的沉降縫。

施工前建議試樁及現場單樁載荷試驗，以確定成樁可行性，并根據試驗結果適當調整設計，以確定合理的樁徑、樁間距、樁長等參數。

③復合地基

綜合場地情況，擬建的3#樓，地上18層；框剪結構，地下為2層； 擬建的1#-2#樓，地上29層，剪力墻結構，地下為2層，天然地基不能滿足設計要求，建議采用水泥粉煤灰碎石樁復合地基。

根據地區經驗，對各巖土層樁的側阻力特征值[qsi]及樁的端阻力特征值[qp]，設計計算推薦如下值：

場地勘探深度內各土層樁基設計參數如下表：

對擬建3#樓來說，樁徑：宜為500mm；樁間距：采用非擠土成樁工藝，樁間距宜為3倍樁徑，為1.5m；fsk：對非擠土成樁工藝，可采取天然地基承載力特征值。

參照以上樁基參數根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）確定復合地基承載力特征值公式：fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk。

以25#孔為例進行試算，假定樁長10m，樁徑500mm，正方形布樁，樁間距1.50m，樁端持力層為第四層粉土。根據地區經驗λ取0.8，αp取1.0，β取0.9。

則de=1.13×1.5=1.695 m=d2/de2=0.087

Ra=up∑qsilpi+αpqpAp=620.78kN

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

=0.8×0.087×（620.78/0.20）+0.90×（1-0.087）×200

=375.26kPa

估算擬建高層基底壓力約340kPa，故fspk>P滿足設計要求。

對擬建1#-2#樓來說，樁徑：宜為600mm；樁間距：采用非擠土成樁工藝，樁間距宜為3倍樁徑，為1.8m；fsk：對非擠土成樁工藝，可采取天然地基承載力特征值。

參照以上樁基參數根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）確定復合地基承載力特征值公式：fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m） fsk

以8#孔為例進行試算，假定樁長20m，樁徑600mm，正方形布樁，樁間距1.80m，樁端持力層為第五層粉質黏土。根據地區經驗λ取0.8，αp取1.0，β取0.9。

則de=1.13×1.8=2.034 m=d2/de2=0.087

Ra=up∑qsilpi+αpqpAp=1522.27KN

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

=0.8×0.087×（1522.27/0.20）+0.90×（1-0.087）×200

=539.25kPa

估算擬建高層基底壓力約505kPa，故fspk>P滿足設計要求。

在設計時并應對樁體強度進行驗算， 單樁承載力特征值以現場復合地基靜載荷試驗為準，并滿足設計對變形的要求。對1#-2#樓采用復合地基時，建議進行專門研究并經充分論證。

綜合以上，擬建的1#、2#樓，為剪力墻結構，基礎埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa。采用天然地基不能滿足設計要求，建議采用鉆孔灌注樁或建議采用復合地基。以五層粉質黏土作為樁端持力層。

擬建的3#樓，為框剪結構，基礎埋置深度為7.5m（自然坪下），以第三層粉砂作為持力層，承載力特征值fak=200kPa，建議采用筏板外擴的基礎形式。建議設計部門進行軟弱下臥層驗算，建議布設載荷試驗，以驗證第3層粉砂的承載力和變形參數。若筏板外擴仍不能滿足設計要求，建議采用復合地基。

5 總結

①鉆孔灌注樁公式計算中樁的側阻力和樁的端阻力使用的是標準值，CFG樁公式計算中的使用是特征值。

②鉆孔灌注樁是一種樁基礎，復合地基是一種地基處理方法，二者雖都可應用與1#、2#樓，但是原理是不同的。

③同一建筑物同時有幾種方案，建設方可以根據經濟、適用、安全綜合考慮確定某一種方案。

參 考 文 獻

[1] 《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）.

[2] 《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）.

[3] 《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）.