CFG桩复地基在南阳高层建筑地基处理中的应用.docVIP

CFG桩复合地基在南阳高层建筑地基处理中的应用 作 者：白 华 民 （河南华兴地质工程有限公司，河南 南阳473000） 一、前言 CFG桩复合地基以其承载力提高幅度大、沉降量小、适用范围广、施工速度快、质量容易控制、对环境无污染及工程造价低等特点，已被全国各地广泛推广应用，现已成为应用最普遍的地基加固处理技术之一。近年来随着我国工程建设的快速发展，高层和超高层建筑不断增多，天然地基持力层承载力特征值很难满足上部荷载要求，CFG桩以其自身优势被广泛应用于高层和超高层建筑的地基加固处理中。现以南阳市大昌房地产开发有限公司开发的“金昌国际公寓”应用CFG桩地基加固处理技术为例，介绍CFG桩在南阳高层建筑中的应用效果和推广价值。 二、工程概况和工程地质条件 该拟建建筑场地位于南阳市长江路与伏牛路交叉口东南角，北距长江路道缘50.0米，东距被单厂12.0米，南距南阳电台10.0米，西距伏牛路道缘35.0米，拟建的金昌国际公寓主楼楼高33层，裙楼楼高2层，均设一层地下室，框架剪力墙结构，基础埋深为5.7米。该场地工程地质条件见表1。 　　　场地工程地质条件 表1 土层 岩性 层厚 (m) 平均 层厚 (m) 承载力 特征值fak (KPa) 压缩模量 ES值 (MPa) 桩侧土的侧阻力特征值 qsia（kPa） 桩的端阻力 特征值 qPa（kPa） ①粉质粘土 1.1?1.6 1.4 140 5.21 25 ②细砂 3.9?4.3 4.1 100 4.17 10 ③中粗砂 3.2?3.4 3.3 150 8.34 20 ④砾砂 4.7?5.0 4.8 180 15.78 50 ⑤粉质粘土 1.7?2.4 2.0 160 6.34 30 ⑥砾砂 2.4?3.2 2.9 200 16.67 55 1600 ⑦含卵砾砂 8.4?9.5 9.1 240 19.17 60 2000 ⑧粉质粘土 4.3-4.9 4.6 190 15.58 ⑨砾砂 3.1-3.9 3.5 230 18.61 ⑩粘土 未揭穿 290 19.05 三、地基处理方案 1、地基处理方案的选择 根据该场地的工程地质条件，若采用预应力管桩，桩端应进入⑦含卵砾砂层中，由于该场地④砾砂、⑥砾砂分布较厚，且较密实，桩侧阻力特征值和桩端阻力特征值都较大，施工难度大，故桩端难以进入⑦含卵砾砂层中，质量难以保证；若采用钻孔灌注桩，工期长，造价高，且对环境有污染。经多种方案的技术和经济分析对比，结合本地区的工程实践经验，决定采用CFG桩复合地基进行地基加固处理。 2、CFG桩复合地基设计 该工程设计要求处理后的复合地基承载力特征值不小于530Kpa，单桩承载力特征值不小于850Kpa。 （1）桩径 CFG桩桩径宜取350-600mm，桩径过小，施工质量不宜控制；桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。根据本地区工程施工经验，确定本工程桩径为400mm （2）桩长 根据该场地的工程地质条件，第⑦层含卵砾砂工程性质良好，承载力高，分布稳定，厚度大，埋深适宜，可做为桩端持力层，有效桩长为13.7米。 （3）桩距 根据设计要求的复合地基承载力、场地地基土的性质和施工工艺，综合确定桩间距为1.4米。 （4）褥垫层 桩顶和基础之间应设置褥垫层，厚度为300mm，材料宜用3：7级配砂石，碎石粒径最大不大于30mm （5）单桩竖向承载力特征值Ra 根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），当无单桩载荷试验资料时，可按下式计算： Ra=upqsili+qpAp 式中 up—桩的周长（1.256m）； n—桩长范围内所划分的土层数； qsi、qp—桩周第i层土的侧阻力、端阻力特征值（kPa）见表1； li—第i层土的厚度（m）; Ap—桩横截面积（0.1256m2 该工程以ZK2为例进行计算，结果为Ra=977.8KN。 （6）复合地基的承载力特征值fspk 复合地基的承载力特征值根据以下公式计算： fspk=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk 式中 fspk—复合地基承载力特征值（kPa）； m—面积置换率，m=d2/de2=0.42/(1.13×1.4）2=0.064； Ra—单桩竖向承载力特征值（KN）； Ap—桩的截面积（0.1256m2） β—桩间土承载力折减系数，取0.8； fsk—处理后桩间土承载力特征值（取天然地基承载力特征值150kPa）。 经计算fspk=610.6kPa （7）桩体设计强度 桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求 fcu≥3 Ra/ Ap=23.4MPa 故桩的设计抗压强度应不小于25MPa。 4、CFG桩复合地基的变形验算 CFG桩复合地基若只按承载