CFG桩复合地基在软弱地基土中的应用

阮啟明

（广东省轻纺建筑设计院有限公司 广东广州 510000）

1 工程概况

本项目位于东莞市黄江镇，部分商业的住宅楼。项目总建筑面积221969.54m2，其中地上建筑面积为188178.54m2，地下建筑面积为33791m2。其中地上部分由13栋住宅楼组成，地下部分为一层地下室。

该项目抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，建筑场地土类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为甲级，基本风压为0.60kN/m2，地面粗糙度类别为C类，体型系数取1.3。

2 地质条件

本项目有6栋直接采用筏板基础，7栋主楼需要进行CFG桩复合地基处理，现以13#主楼为案例代表，具体详尽地介绍CFG桩的复合地基承载力、变形等计算。

本主楼结构为27层，高度较高、荷载较重，勘察单位建议采用灌注桩桩基础。由于甲方对工期要求较高，经多次现场基础选型会议讨论后，对持力层不是强风化的塔楼进行CFG桩复合地基处理，CFG桩复合地基布置图如图1所示。

图1 13#楼CFG桩复合地基布置图

本工程室内±0.000的绝对标高为17.300m，具体的地基土参数详见表1。

表1 地基土物理力学指标建议值

3 CFG复合地基设计

（1）根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》[4]（DBJ15-31-2016）7.2.7条：复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。设计CFG桩桩径为500mm、桩身强度为C25，桩间距为1500mm，等边三角形布置，复合地基的置换率为0.12。桩端持力层为4～2层强风化泥质砂岩层，入岩深度为1.0m，基础的持力层为粉质黏土，当基础下存在淤泥等软土时，将该土全部挖除，采用换填级配砂石至设计基础底面标高。

复合地基范围的筏板面积为A=1070m2。经整体计算分析，上部结构荷载标准值为320583kN，准永久值为299383kN。CFG桩的单桩承载力特征值按照《建筑地基处理技术规范》[1]（JGJ79-2012）式（7.1.5-3）Rα=up进行估算，结合东莞市当地的试验经验，本工程的单桩竖向承载力特征值取Rα=650kN。粘结强度增强体复合地基的承载力特征值fspk按《建筑地基处理技术规范》[1]（JGJ79-2012）式（7.1.5-2）fspk=λm

进行计算，fspk=450kPa，设计时采用复合地基承载力特征值fa≥450kPa。

采用盈建科YJK软件基础模块计算分析可得，基础底面边缘最大压力值为 Pk，max=470kPa、Pk，avg=307kPa。Pkmax＜1.2fa=1.2×450=540kPa，满足《建筑地基基础设计规范》[2]（GB50007-2011）中式（5.2.1-2）的要求。

（2）桩身强度验算

本工程CFG桩桩体采用C25混凝土，桩体试块的抗压强度平均值fcu=25MPa，根据《建筑地基处理技术规范》[1]式（7.1.6-2）有：fcu=25MPa≥4

根据《混凝土结构设计规范》（2015年版）[3]（GB50010-2010）第3.5.3条表中环境等级二a最低的混凝土强度等级为C25。

综上可知，CFG桩桩体均满足桩身强度及混凝土耐久性的规范要求。

（3）CFG桩复合地基的变形分析

根据《建筑地基基础设计规范》[2]式（7.2.10）、式（5.3.5），按下式估算CFG桩复合地基的最终变形量s：

复合土层的压缩模量提高系数ζ按《建筑地基基础设计规范》[2]式（7.2.12-2），

图2为采用盈建科YJK软件基础模块计算得出的筏板沉降图。由图2可知，筏板的沉降值较小且比较均匀，不存在较大的沉降差，满足《建筑地基基础设计规范》[2]表（5.3.4）的要求。

4 检测结果及沉降监测数据

根据现场的单桩静载试验及复合地基压板试验结果，CFG桩的单桩竖向承载力与复合地基承载力均能满足设计要求。表1所示为施工现场对筏板的沉降变形监测记录，由表可知，筏板的沉降变形值较小，均小于规范所规定的变形限值。根据规范计算分析与实际检测、沉降观测数据的对比，均表明了本工程采用CFG桩复合地基是完全可行的，并能达到较好的性能。

图2 筏板沉降图（mm）

表2 沉降记录表

5 结论

（1）本文论证了CFG桩复合地基在软弱土中建设高层建筑的应用是可行的，满足相关规范要求。

（2）根据规范计算分析结果、现场单桩静载试验和压板试验及现场最终的沉降监测数据可知，在该地区采用CFG桩复合地基处理的基础承载力及沉降均能得到较好的控制。