強夯+CFG樁復合地基在建筑工程的應用

摘要：對于土層分布不均勻且有濕陷性土層的天然地基來說，強夯可以有效消除土的濕陷性和使地基更加密實，減少沉降變形。使用強夯+CFG樁進行地基處理的施工工藝，有效既滿足工程地基承載力要求，同時又解決了設計允許的沉降值問題。

關鍵詞：強夯+CFG樁;復合地基;建筑工程

一、工程概況

開元小區工程位于包頭市新都市區、市政府北側，經十一路以東、經七路以西、青山路以南、緯三路以北，總建筑面積約51萬㎡（地下建筑面積10萬㎡，地上建筑面積41萬㎡），其中高層住宅樓由4棟27層住宅樓、6棟25～26層住宅樓、18棟18層住宅樓、1棟15層住宅樓、1棟11層住宅樓等組成。高層建筑基礎形式采用鋼筋混凝土筏板，上部結構為剪力墻結構。

包頭市抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第二組。依據場地實測地基剪切波速資料及鉆探結果可知，地基土為中硬土，場地類別為II類。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）2016年版第4.3.3初判：場地內無可液化土層分布，為抗震有利地段。

設計要求：以21#樓27層為例，高層住宅基礎深度-6.8米（高層部分基礎恰好以第②層礫砂和③層濕陷性粉土（3濕陷性粉土④礫砂）作為天然地基持力層，該場地為非自重濕陷性場地，濕陷等級為I級（輕微）;場地地基承載力 >200kpa;建筑物基底地基承載力>340kpa.建筑物地基沉降量小于25mm。

采用單一的地基處理方法不易同時解決濕陷性與地基承載力及變形不足的問題，采用強夯法消除地基濕陷性（考慮換填周期、成本和土的消納費用較高，故放棄換填，且該工程場地周邊較為空曠，經綜合考慮采用強夯法消除地基濕陷性）。

采用CFG樁復合地基提高地基承載力和抗變形.與灌注樁相比較，有施工周期短、成本費用低優點且能保證提高地基承載力和抗變形能力。因此，綜合場地地質條件和設計要求，地基處理方案選用CFG樁進行地基處理。

二、強夯地基處理

（一）強夯設計參數的確定

1、單擊夯擊能E 的確定：根據本工程需要消除土的濕陷性要求、建筑地基處理技術規范和試夯結果，確定夯擊能為E=3000KN·M。

2、錘重M和落距H地確定：根據實際進場的夯錘重量M=22t，再以據單擊夯擊能E，計算出夯錘落距h=13.4M。

3、夯擊遍數的確定：夯擊遍數根據地基土的性質確定。一般情況，可采用2-3遍，最后再以低能級滿夯一遍。對于滲透性弱的土和細粒土，可適當增加夯擊遍數。本工程采用2遍點夯夯，一遍滿。

4、夯擊數的確定：夯點夯擊次數根據試夯數據確定，并滿足最后兩擊沉降量均不大于50mm，滿夯夯擊數不少于5擊，捶印搭接1/3夯垂直經，坑周圍地面沒有發現明顯或過大他隆起，不因夯坑過深而發生提錘困難。W

5、夯擊點布置：按等邊三角形布置，夯點間距確定為6米。第二遍夯擊點應位于第一遍夯擊點中間。

（二）強夯效果及評價

根據現行地基與基礎驗收規范，現場108點平板靜載試驗，360個點標貫實驗，108個探井及其土工實驗對強夯效果進行評價。

對實驗數據進行分析，108點平板靜載試驗表明承載力滿足設計要求;地基標準貫入擊數均大于10擊，不同深度土的 壓縮模量均大于7mpa ;探井和土工試驗表明強夯影響范圍內土的濕先得以消除;實驗結果表明強夯加固處理地基滿足設計要求，效果明顯。

三、CFG樁復合地基施工

（一）根據地質報告、設計及試樁成果，確定樁徑d=400mm，有效樁長l=11.5-18 m，采用長螺旋鉆機成孔，管內壓灌混凝土成樁。

以21#樓（27層）為例，有效張長為18米，混凝土標號為C30，樁間距1.6米。基底土層主要為3濕陷性粉土④礫砂 ⑤粉質粘土。

1、 單樁承載力根據下面公式計算：

單樁承載力特征值為953.473KPa

樁點布置形式及間距：樁點以邊長1.6米的正三角形布置。

2、復合地基承載力計算公式：

（二）布樁及復合地基承載力估算

CFG樁按三角形及正方形在基礎內均勻布置， 且樁體按照螺旋鉆成孔，樁端持力層為粉質粘層。

CFG 樁復合地基的變形計算按《建筑地基基礎設計規范》的規定：地基內的應力分布，可采用各向同性均質線性變形體理論即分層總和法，其最終變形量可按下式計算

S=S1+S2=ΨsS′ =Ψs式中S為地基最終變形量（mm）;S′為分層總和法計算的地基變形量; 為沉降計算經驗系數，根據地區沉降觀測資料及經驗確定;n 為地基變形計算深度范圍內所劃分的土層數;P為對應于荷載效應準永久組合時的基礎底面處的附加壓力（KPa）;Esi為基礎底面下第i 層土的壓縮模量（MPa），應取土的自重壓力至土的自重壓力與附加壓力之和的壓力段計算;Z，Z為基礎底面至第i 層和第i-1 層土底面的距離（m）;α，α為基礎底面計算點至第i 層和第i-1 層土底面范圍內平均附加應力系數。

選取現場有代表性勘探孔進行計算驗證，所有位置沉降量均滿足設計和規范要求。

褥墊層厚度：一般為150-300mm，當樁徑和樁間距較大時，褥墊層厚度適當增大，宜取高值。本工程褥墊層厚度取200mm，材料為粒徑5-9mm碎石，夯填度大于0.9.

CFG樁施工順序：樁點定位樁基跳打施工挖運樁間土、截樁頭、單樁靜載試驗、低應變檢測、褥墊層施工、復合樁靜載試驗。

（三） CFG樁復合地基處理效果及評價

完成后，根據國家和當地地基驗收規范要求，分別隨機抽取90根單樁靜載和90根復合樁靜載試驗，786根樁低應變檢測。從檢測成果來看，承載力和沉降量均在控制范圍內，樁身質量完整，不存在斷樁、樁徑無明顯縮頸或離析夾渣現象。

四、結語：

該工程采用強夯+CFG樁進行地基處理的新技術，較其他地基處理或灌注樁樁基相比較，具有施工周期短、造價低、污染少等有優點。工程實踐證明，該項新技術對場地地質復雜、承載力和沉降量要求較高的工程來說不失為一條有效新技術、新途徑。

參考文獻：

[1]黃慶.CFG樁復合地基處理技術在高層建筑工程中的應用[J].低碳世界，2019，9（7）：194-195.

[2] 錢博.CFG樁復合地基處理法在房屋建筑工程中的應用[J].建筑工程技術與設計，2017，（17）1306.

作者簡介：王安國 ，男1970.10-，陜西興平人，本科，工程師，主要從事房地產工程管理。