CFG樁復(fù)合地基在軟弱地基土中的應(yīng)用

阮啟明

（廣東省輕紡建筑設(shè)計院有限公司 廣東廣州 510000）

1 工程概況

本項目位于東莞市黃江鎮(zhèn)，部分商業(yè)的住宅樓。項目總建筑面積221969.54m2，其中地上建筑面積為188178.54m2，地下建筑面積為33791m2。其中地上部分由13棟住宅樓組成，地下部分為一層地下室。

該項目抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場地土類別為Ⅱ類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級，基本風(fēng)壓為0.60kN/m2，地面粗糙度類別為C類，體型系數(shù)取1.3。

2 地質(zhì)條件

本項目有6棟直接采用筏板基礎(chǔ)，7棟主樓需要進(jìn)行CFG樁復(fù)合地基處理，現(xiàn)以13#主樓為案例代表，具體詳盡地介紹CFG樁的復(fù)合地基承載力、變形等計算。

本主樓結(jié)構(gòu)為27層，高度較高、荷載較重，勘察單位建議采用灌注樁樁基礎(chǔ)。由于甲方對工期要求較高，經(jīng)多次現(xiàn)場基礎(chǔ)選型會議討論后，對持力層不是強(qiáng)風(fēng)化的塔樓進(jìn)行CFG樁復(fù)合地基處理，CFG樁復(fù)合地基布置圖如圖1所示。

圖1 13#樓CFG樁復(fù)合地基布置圖

本工程室內(nèi)±0.000的絕對標(biāo)高為17.300m，具體的地基土參數(shù)詳見表1。

表1 地基土物理力學(xué)指標(biāo)建議值

3 CFG復(fù)合地基設(shè)計

（1）根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[4]（DBJ15-31-2016）7.2.7條：復(fù)合地基設(shè)計應(yīng)滿足建筑物承載力和變形要求。設(shè)計CFG樁樁徑為500mm、樁身強(qiáng)度為C25，樁間距為1500mm，等邊三角形布置，復(fù)合地基的置換率為0.12。樁端持力層為4～2層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層，入巖深度為1.0m，基礎(chǔ)的持力層為粉質(zhì)黏土，當(dāng)基礎(chǔ)下存在淤泥等軟土?xí)r，將該土全部挖除，采用換填級配砂石至設(shè)計基礎(chǔ)底面標(biāo)高。

復(fù)合地基范圍的筏板面積為A=1070m2。經(jīng)整體計算分析，上部結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為320583kN，準(zhǔn)永久值為299383kN。CFG樁的單樁承載力特征值按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[1]（JGJ79-2012）式（7.1.5-3）Rα=up進(jìn)行估算，結(jié)合東莞市當(dāng)?shù)氐脑囼灲?jīng)驗，本工程的單樁豎向承載力特征值取Rα=650kN。粘結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng)體復(fù)合地基的承載力特征值fspk按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[1]（JGJ79-2012）式（7.1.5-2）fspk=λm

進(jìn)行計算，fspk=450kPa，設(shè)計時采用復(fù)合地基承載力特征值fa≥450kPa。

采用盈建科YJK軟件基礎(chǔ)模塊計算分析可得，基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力值為 Pk，max=470kPa、Pk，avg=307kPa。Pkmax＜1.2fa=1.2×450=540kPa，滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[2]（GB50007-2011）中式（5.2.1-2）的要求。

（2）樁身強(qiáng)度驗算

本工程CFG樁樁體采用C25混凝土，樁體試塊的抗壓強(qiáng)度平均值fcu=25MPa，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[1]式（7.1.6-2）有：fcu=25MPa≥4

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（2015年版）[3]（GB50010-2010）第3.5.3條表中環(huán)境等級二a最低的混凝土強(qiáng)度等級為C25。

綜上可知，CFG樁樁體均滿足樁身強(qiáng)度及混凝土耐久性的規(guī)范要求。

（3）CFG樁復(fù)合地基的變形分析

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[2]式（7.2.10）、式（5.3.5），按下式估算CFG樁復(fù)合地基的最終變形量s：

復(fù)合土層的壓縮模量提高系數(shù)ζ按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[2]式（7.2.12-2），

圖2為采用盈建科YJK軟件基礎(chǔ)模塊計算得出的筏板沉降圖。由圖2可知，筏板的沉降值較小且比較均勻，不存在較大的沉降差，滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[2]表（5.3.4）的要求。

4 檢測結(jié)果及沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)

根據(jù)現(xiàn)場的單樁靜載試驗及復(fù)合地基壓板試驗結(jié)果，CFG樁的單樁豎向承載力與復(fù)合地基承載力均能滿足設(shè)計要求。表1所示為施工現(xiàn)場對筏板的沉降變形監(jiān)測記錄，由表可知，筏板的沉降變形值較小，均小于規(guī)范所規(guī)定的變形限值。根據(jù)規(guī)范計算分析與實(shí)際檢測、沉降觀測數(shù)據(jù)的對比，均表明了本工程采用CFG樁復(fù)合地基是完全可行的，并能達(dá)到較好的性能。

圖2 筏板沉降圖（mm）

表2 沉降記錄表

5 結(jié)論

（1）本文論證了CFG樁復(fù)合地基在軟弱土中建設(shè)高層建筑的應(yīng)用是可行的，滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（2）根據(jù)規(guī)范計算分析結(jié)果、現(xiàn)場單樁靜載試驗和壓板試驗及現(xiàn)場最終的沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，在該地區(qū)采用CFG樁復(fù)合地基處理的基礎(chǔ)承載力及沉降均能得到較好的控制。