CFG 樁地基處理的設計探討
——以某小區7#樓為案例

福建省建筑科學研究院，福建省綠色建筑技術重點實驗室，福建 福州 350025

1 工程概況

某住宅小區7#樓，框架剪力墻結構，地上25 層，地下1 層，筏板頂標高為-4.00m，筏板厚1.30m，墊層防水厚0.10m。開挖后場地內地基土層為②礫砂層，承載力特征值280kPa，持力層不能滿足建筑物地基的承載力和沉降要求。故地基必須進行處理后方，綜合比較后，選取CFG 樁復合地基處理方案。要求處理后未經修正復合地基承載力特征值fspk≥450kPa，總沉降量s ≤50mm。

2 地層巖性

地層自上而下主要可分為以下四層：

（1）雜填土層：雜色，干或稍濕，松散，主要為混少量建筑及生活垃圾的砂土。

（2）礫砂層：雜色，稍濕，級配較好，中密，多有雜色、中密粗砂薄夾層，主要礦物成分為石英、長石、云母等。

（3）粉土層：黃褐色，稍濕，稍密或中密，

無光澤，干強度、韌性低，偶有同色中密粉細砂薄夾層。次。

（4）粉砂層：黃褐色，稍濕，中密-密實，級配一般，主要礦物成分為石英、云母等，局部為性狀相近的細砂取代，多遠同時中密粉土夾層，偶有雜色密實礫砂夾層。

3 地基處理設計參數的選取

擬建住宅樓地基處理部分長57.85m，寬21.20m。具體尺寸可參考附圖：CFG 樁施工圖。根據場地內已完成的場地土靜載荷試驗及巖土工程勘察報告顯示與本樁基設計有關的各土層物理力學性質指標如表1 所示。

表1 土層物理力學參數表

4 CFG 樁設計計算與檢測

4.1 增強體單樁豎向承載力特征值Ra

選取樁徑500mm、有效樁長13.0m、樁身混凝土強度等級C25 進行試算，單樁承載力特征值Ra可按下式計算：

①按樁周樁端阻力計算

根據地區經驗，取αp=0.95，樁長l=13.0m，樁端持力層為④粉砂，利用表1 中巖土參數計算，得

取Ra=860kN。

②按樁身強度計算

參照《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）（2015 年版）第C.2.1 條，樁體混凝土試塊抗壓強度平均值應滿足下式要求［1］：

樁體混凝土強度等級選擇C25，C25 混凝土抗壓強度標準值為fck=16.7MPa，取變異系數δc=0.16，計算C25 混凝土試塊抗壓強度平均值，得

參照《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）第7.1.6 條，樁身強度應滿足下式要求：

式中：fcu——樁體試塊（邊長150mm 立方體）標準養護28d 的立方體抗壓強度平均值，kPa；

λ——單樁承載力發揮系數，可按地區經驗取值。

其他符號意義同前。

根據地區經驗，取λ ＝0.9，計算，得

可見C25 混凝土滿足樁身強度要求，結合類似工程經驗，本次設計單樁豎向承載力特征值確定為Ra=860kN。

4.2 面積置換率m

參照《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）第7.1.5 條：

s——為樁間距，正三角形布樁de=1.05s，正方形布樁de=1.13s。

本設計按正方形布樁，樁間距s=1.60m，計算，得

4.3 復合地基承載力特征值fspk 計算

復合地基承載力特征值fspk可按下式計算：

取λ=0.90，β=0.85，fsk=280kPa，計算復合地基承載力特征值，得

滿足處理后未經修正復合地基承載力特征值fspk≥450kPa要求。

4.4 沉降計算

按《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）第5.3.5 條和第7.2.10 條進行復合地基沉降計算：

建筑物形狀按矩形考慮，計算點取矩形中心點。

地基沉降計算沉降深度按《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）第5.3.7 條規定進行計算。

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）中表5.3.5 和表5.3.7 規定，結合地區經驗取值，分別取ψsp=0.221、△z=1.0m。

結合《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）第5.3.8 條規定驗算沉降計算深度，zn=b（2.5-0.4lnb），b 為基礎寬度（m），計算得最終絕對沉降量s=47.05mm，滿足總沉降量s ≤50mm 的要求。

4.5 計算結果

按照《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）的有關規定，結合相關資料，通過計算分析，CFG 樁設計結果如表2：

表2 復合地基設計方案

4.6 CFG 樁復合地基檢測

按照《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）第7.7.4 條中的規定CFG 樁復合地基承載力檢驗應采用復合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗［2］，檢測數量為復合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗的數量不應少于總樁數的1%，且每個單體工程的復合地基靜載荷試驗的試驗數量不應少于3 點。CFG 樁樁身完整性檢測檢測數量不低于總樁數的10%。

（1）樁身完整性檢測。檢測樁數為215 根，波速設定為3200m/s，檢測結果：Ⅰ類樁：183 根，占85%，Ⅱ類樁：32 根，占15%。

（2）復合地基增強體單樁靜載荷試驗檢測。檢測數量5根，單樁承載力極限值為1720kN，試驗中單樁最大沉降量為20.84mm。

（3）復合地基靜載試驗。檢測數量5 點，復合地基最大試驗荷載=450×2×1.6×1.6=5760kN，依據試驗數據及《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）附錄B 第B0.10 中的規定得出復合地基承載力特征值為512kN［3］。

檢測結果均滿足設計及相關規范要求。

5 結論

從計算結果和檢測結果可看出，采用CFG 樁對地基進行處理切實可行，處理后復合地基承載力和變形均滿足設計要求。