淺圓倉CFG樁樁基的布置形式及優缺點

梁彩虹 鄭培 王建聲

摘要：淺圓倉的建設，能夠進一步緩解目前糧食收儲倉容不足的矛盾，完善各級政府儲備，保障國家糧食安全。它是一種受大面積堆載的構筑物，相較于平房倉，其具有結構受力明確合理、占地面積小、噸糧造價低、機械化程度高、倉容量大等優點，是目前中國現有糧庫新建或擴建倉容的首選倉型。中國河北、河南地區常將CFG樁應用于淺圓倉的地基處理。淺圓倉CFG樁的布樁方式大致有兩種，文章主要介紹二者布樁方式的優缺點。

關鍵詞：淺圓倉;復合地基;CFG樁

中圖分類號：TS210.1文獻標識碼：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210627

淺圓倉是平面為圓形儲存散料的直立容器，容納儲料部分為倉體，儲料計算高度與內徑之比小于1.5，單體布置。1993年“利用世界銀行貸款改善中國糧食流通項目”首次采用輸送等設備，進行機械化進出糧作業[1]。1998年國家儲備糧庫建設提出氣密要求，配置通風除塵、熏蒸殺蟲、糧情測控及自動控制系統等設施，淺圓倉建設得到大面積推廣。淺圓倉是一種有大面積堆載的構筑物，場地地基土往往不能滿足承載力要求，需要做復合地基。水泥粉煤灰碎石樁復合地基（簡稱CFG樁）由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌和在土中灌注形成豎向增強體的復合地基[2]。CFG樁復合地基通過設置褥墊層，在上部荷載作用下，使樁間土充分發揮作用，保證樁、土共同承載荷載。CFG樁復合地基適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結已完成的素填土地基，其具有承載力提高幅度大、地基變形小等特點，不僅用于承載力較低的地基，對承載力較高但變形不能滿足要求的地基，也可采用CFG樁處理，以減少變形。我國河北、河南地區土質以黏性土、粉土和砂土為主，符合CFG樁的適用條件[3]。淺圓倉常用的布樁方式有兩種，本文以河北某實際工程場地條件為例，介紹CFG樁在淺圓倉項目中兩種布樁方式及其優缺點。

1項目情況

河北某糧庫擴建淺圓倉項目，淺圓倉內徑24.5 m，倉壁厚度為280 mm，裝糧高度28.3 m，倉頂板厚度采用變截面150 ～ 200 mm，裝糧品種為小麥，單倉倉容量1萬噸。根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》，場地地震烈度為8度，0.2 g，第二組。根據GB 50007—2011《建筑抗震設計規范》場地無液化土，場地土類型為中軟場地士，建筑場地類別為III類，擬建場地的特征周期Tg=0.55 s，凍土深度為0.50 m。建筑結構的安全等級為二級，結構的設計使用年限為50年，建筑物耐火等級為二級，儲存物品火災危險性分類為丙類，建筑抗震設防類別為丙類，地基基礎設計等級為乙級。50年一遇基本風壓0.45 kN/m²，基本雪壓0.40 kN/m²，地面粗糙度B類。按照全國建筑熱工設計分區圖，項目所在地屬寒冷地區。

1.1當地土質情況

河北省某縣地貌單元屬于華北沖洪積平原中部。擬建場地地形簡單，地勢較為平坦。根據鉆探資料及室內土工試驗結果將場地土分為7層。場地內土層的巖性特征自上而下描述如下：

第1層素填土：雜色、褐黃色，以粉土、粉砂為主。

第2層粉土：褐黃、黃褐色，濕，局部稍濕。

第2-1層細砂：褐黃色，稍濕，中密，砂的主要成分為長石、石英。

第3層土：黃褐色，可塑，局部硬塑，干強度中等，韌性中等。

第4層粉土：褐黃色，濕，局部稍濕。密實，局部中密，干強度低，韌性低。

第5層粉質黏土：黃褐色，可塑，局部硬塑，干強度中等，韌性中等。

第6層粉質黏土：灰黃、褐黃色，硬塑，局部可塑。干強度中等，韌性中等。

第7層粉質黏土：黃褐色、褐紅色，硬塑，局部可塑，干強度中等，韌性中等。所有鉆孔均未揭穿本層（土層相關參數見表1）。

場地水文條件：全年平均最大降水量561.3 mm，年最大降雨量1 390.6 mm，最大連續降雨量761.7 mm，降水主要集中在6—9月份。場地平均海拔高程為67.2 m，50年一遇的歷史最高洪水位為65.6 m;歷年最大凍土深度46 cm。地下水蘊藏豐富，水質優良，供水充足。

場地內及其附近未發現有影響建筑物穩定性的活動構造?？辈熘形窗l現其它不良地質作用，場地內沒有埋藏的河道、溝浜、防空洞、墓穴、孤石等對工程不利的埋藏物，根據CJJ57—2012《城鄉規劃工程地質勘察規范》場地基本穩定，本場地較適宜于擬建建筑物的建設。綜合評價：淺圓倉地基均為均勻地基。

1.2樁基單樁承載力和復合地基承載力的估算

本工程要求處理后的復合地基承載力特征值不小于230 kPa。CFG樁設計直徑D為400 mm，樁身混凝土強度等級為C25，樁端進入第5層粉質黏土，單樁承載力特征值不小于550 kN。依據JGJ79—2012《建筑地基處理技術規范》，CFG樁單樁豎向承載力特征值按公式7.1.5-3估算，樁身強度滿足公式7.1.6-1，復合地基承載力的計算按照有黏結強度的增強體公式7.1.5-2估算。CFG樁單樁承載力、復合地基承載力和樁基強度均滿足JGJ79—2012《建筑地基處理技術規范》的要求。

2兩種常用布樁方案

淺圓倉基礎形式為墻下鋼筋混凝土環形基礎，如圖1、圖2所示。淺圓倉基礎下CFG樁的布樁形式主要有兩種，第一種布樁方式，淺圓倉基礎下部和倉內采用了兩種不同的樁長，基礎下部環形布樁采用ZJ1，倉內矩形布樁采用ZJ2，共有兩種樁基，見圖1、圖2。

第二種布樁方式，淺圓倉環形基礎和倉內地坪下部CFG樁樁頂標高相同，樁基布樁形式統一采用矩形布樁，僅有一種樁基，見圖3、圖4。

兩種布置方案的優缺點：方案一基礎下部和倉內采用了兩種不同的樁型和樁長，基礎下部環形布樁，倉內矩形布樁?，F場施工時經常反映兩個問題。第一，環形基礎下部每個樁基都需要根據角度定位，樁基放樣困難且容易出錯。第二，由于與環形基礎相鄰的第一排樁距離環形基礎基槽較近，基槽開挖過程中，很容易損壞到相鄰樁基，或者施工過程中對成品保護的費用過高，很不經濟。方案二基礎下部和倉內采用了同一種樁型，基礎下部與倉心統一采用矩形布樁。施工便捷且不易出錯，但是投資略高于方案二。

3結論及建議

在黏性土、粉土、砂土和自重固結已完成的素填土地基建設淺圓倉，采用CFG樁處理地基的方式是可行的，且與混凝土管樁或灌注樁相比，CFG樁不配置鋼筋，大大降低了工程成本。本文總結近年來河北、河南兩省淺圓倉地基設計和施工經驗，提供了淺圓倉常用的兩種CFG樁布樁方案及優缺點，建議采用倉下和倉心統一布樁，樁頂標高一致的矩形布樁方式，既方便施工又能保證施工質量。

參考文獻

[1]糧食大辭典編輯委員會.糧食大辭典[M].北京：中國物資出版社，2009：12.

[2]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，2001：93-31.

[3]閻明禮.地基處理技術[M].北京：中國環境科學出版社，1996：224-264.

Advantages and Disadvantages of CFG Foundation Form for Squat Silo

Liang Caihong1，Zheng Pei1，Wang Jiansheng2

（l.Henan University of Technology Design And Research Academy，Zhengzhou，Henan 450001;2.Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan 450001）

Abstract：The construction of squat silo can further alleviate the contradiction of insufficient grain storage capacity，improve the reserves of governments at all levels and ensure national food security，which is beneficial to the country and the people. Squat silo is a structure subject to large-area stacking. Compared with grain storehouse，it has the advantages of clear and reasonable structural stress，small floor area，low cost per ton of grain，high degree of mechanization and large warehouse capacity. It is the preferred warehouse type for the new construction or expansion of existing grain depots in China. CFG piles are often used in the foundation treatment of squat silo in Hebei and Henan provinces. There are roughly two pile layout methods for squat silo CFG piles. This paper mainly introduces the advantages and disadvantages of these two pile layout methods.

Key words：squat silo，composite foundation，CFG pile