淺探組合樁復(fù)合地基在高層建筑中的應(yīng)用

　　[摘 要] 在高層建筑中，利用夯實(shí)水泥土樁和CFG樁進(jìn)行地基處理。通過(guò)二次處理，有效提高復(fù)合地基的承載能力。結(jié)合工程實(shí)例，闡述夯實(shí)水泥土樁和CFG樁的適用條件，以及設(shè)計(jì)和施工方法。通過(guò)復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，證明其應(yīng)用價(jià)值。

　　[關(guān)鍵詞] 高層建筑；夯實(shí)水泥土樁；CFG樁；復(fù)合地基。

　　復(fù)合地基由于其充分利用樁問(wèn)土和樁共同作用的特有優(yōu)勢(shì)和相對(duì)低廉的工程造價(jià)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基和CFG樁復(fù)合地基，均為較常用的復(fù)合地基處理方式。本文探討通過(guò)夯實(shí)水泥土樁和CFG樁二次處理地基，充分發(fā)揮水泥土樁的抗變形性能和CFG樁的高承載力性能，有效提高復(fù)合地基的承載能力。

　　夯實(shí)水泥土樁是用人工或機(jī)械成孔，選用相對(duì)單一的土質(zhì)材料，與水泥按一定配比，在孔外充分拌和均勻制成水泥土，分層向孔內(nèi)回填并強(qiáng)力夯實(shí)，制成均勻的水泥土樁。通過(guò)在基礎(chǔ)和樁頂之問(wèn)設(shè)置一定厚度的褥墊層，使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。由于夯實(shí)中形成的高密度以及水泥土本身的強(qiáng)度，與攪拌水泥土樁相比，夯實(shí)水泥土樁樁體有較高強(qiáng)度。夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基適用范圍很廣，適用于粉土、粘土、素填土、雜填土、淤泥質(zhì)土等地基，施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量容易控制，施工速度快，工期短，造價(jià)低廉，且施工文明，無(wú)泥漿元噪音。通常復(fù)合地基承載力可達(dá)180～300 kPa。根據(jù)目前施工機(jī)具水平，多用于地下水位埋藏較深的地基土。可采用人工或機(jī)械夯實(shí)法夯實(shí)成樁，夯實(shí)壓實(shí)系數(shù)應(yīng)大于0．93，保證樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度。夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基具有樁身強(qiáng)度均勻、施工速度快、不受場(chǎng)地的影響、造價(jià)低、無(wú)污染等特點(diǎn)。

　　CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。在實(shí)際應(yīng)用中，CFG樁也可采用素混凝土樁代替。CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層與基礎(chǔ)連接，無(wú)論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，大大降低了工程造價(jià)。

　　褥墊層是復(fù)合地基設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)�；�礎(chǔ)下是否設(shè)置褥墊層，對(duì)復(fù)合地基受力影響很大。若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基承載特性與樁基礎(chǔ)相似，樁間土承載能力難以發(fā)揮，不能成為復(fù)合地基。基礎(chǔ)下設(shè)置褥墊層，樁問(wèn)土載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過(guò)褥墊層作用到樁間土上，使樁土一起承擔(dān)荷載。

　　在實(shí)際工程中，采用夯實(shí)水泥土樁和CFG樁進(jìn)行地基處理，由天然地基土體、夯實(shí)水泥土樁和CFG樁兩種增強(qiáng)體三部分組成的人工地基，既能發(fā)揮CFG樁高承載力，又因CFG樁的插入而使水泥土樁的側(cè)限約束作用得到增強(qiáng)。

　　1 工程概況

　　某部隊(duì)高層住宅樓，建筑面積約2萬(wàn)平方米，地上27層，建筑物高度78．30 m。地下1層，地下室底標(biāo)高一5．10 m。混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。本建筑物恒載與活載總重約2 980 kN，根據(jù)地下室底面積折合約420 kN／m 。

　　2 計(jì)算分析

　　在復(fù)合地基設(shè)計(jì)階段，地基規(guī)范規(guī)定：復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，或采用增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定；地基處理規(guī)范規(guī)定：復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。

　　本工程首先采用夯實(shí)水泥土樁對(duì)地基進(jìn)行處理，待夯實(shí)水泥土樁強(qiáng)度達(dá)到要求后，再在水泥土樁中心位置施工CFG樁。夯實(shí)水泥土樁與CFG樁樁距均為1．5 m X1．5 m，梅花型布置。基礎(chǔ)筏板的素混凝土墊層與樁頂之間鋪200 mm厚級(jí)配砂石墊層，砂石墊層抗壓強(qiáng)度不小于500 Kpa，范圍為伸出筏板周邊不小于400 mm。

　　夯實(shí)水泥土樁挖孔直徑450 mm，成樁直徑600 mm，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高一6．80 m，樁長(zhǎng)7 m，以第6層黃土狀粉土夾粉質(zhì)粘土為樁端持力層，估算單樁承載力特征值380 kN；樁身材料采用水泥和土，混合料配合比由實(shí)驗(yàn)確定，樁身強(qiáng)度控制為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于5 MPa；夯實(shí)水泥土樁處理后估算復(fù)合地基承載力特征值240 kPa。

　　CFG樁樁徑500 mm，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高一6．80 m，樁長(zhǎng)15．5 m，以第8層黃土狀粉土夾砂樁端持力層，估算單樁承載力特征值680 kN；樁身材料采用C25混凝土；夯實(shí)水泥土樁與CFG樁處理后，估算復(fù)合地基承載力特征值460 kPa。

　　3 施工及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

　　夯實(shí)水泥土樁采片{機(jī)械洛陽(yáng)鏟成孔，孔徑450 mm。洛陽(yáng)鏟直徑450 mm，在洛陽(yáng)鏟成孔后用直徑450 ITlm的洗孑L器洗孔，確�？讖竭_(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，成樁用土料采用基坑開(kāi)挖或成孔土，配料采用人工計(jì)量配料。采用吊錘夯實(shí)機(jī)，夯機(jī)就位后，固定并保持機(jī)身平衡，然后檢查孔深及孔內(nèi)有無(wú)雜物，符合要求后使夯錘中心正對(duì)孔中心。CFG樁采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔，清孔后灌注C25素混凝土。

　　在試樁完成28 d后，進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)、單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)、多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，承載力根據(jù)設(shè)計(jì)承載力特征值的2倍進(jìn)行堆載檢測(cè)；復(fù)合地基載荷試驗(yàn)曲線基本屬于漸進(jìn)型的光滑曲線，不存在陡降點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。

　　4 總 結(jié)

　　夯實(shí)水泥土樁處理地基是一種效果明顯的處理方法，用夯實(shí)水泥土樁加固后的復(fù)合地基比原地基變形模量會(huì)有較大增長(zhǎng)，抗變形能力有明顯提高。CFG樁樁體材料可以摻人工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩(wěn)定快、施工簡(jiǎn)單易行、工程質(zhì)量易保證等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。設(shè)置褥墊層，直接影響復(fù)合地基的樁和樁問(wèn)土強(qiáng)度的發(fā)揮，合理的墊層厚度對(duì)提高復(fù)合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。

　　本工程所采用的組合型復(fù)合地基的應(yīng)用，可最大限度地發(fā)揮這兩種樁的優(yōu)點(diǎn)，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。此種地基處理方案，質(zhì)量易控制，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益明顯，有較好的應(yīng)用前景。

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