張 少 軍

(山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西 長治 046000)

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CFG樁復(fù)合地基承載力在A6巖土工程中的估算研究

張 少 軍

(山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊(duì)，山西 長治 046000)

以長治市某企業(yè)總部A6地塊工程為例，介紹了該工程的地形地貌及地質(zhì)條件，從建筑物變形驗(yàn)算、地基承載力、CFG樁參數(shù)取值等方面，闡述了CFG樁在巖土工程中的應(yīng)用，為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

CFG樁，巖土工程，地質(zhì)條件，承載力

A6工程擬建辦公樓地上15層，地下2層。擬采用結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，采用筏板基礎(chǔ)，上部荷載380 kPa。研究A6擬建場地CFG樁復(fù)合地基的承載力估算，巖土工程評價(jià)及參數(shù)估算。

1 工程概況

CFG樁作為復(fù)合地基處理技術(shù)已大量應(yīng)用于房屋建筑地基處理中，長治市企業(yè)總部園區(qū)位于長治市體育中心北側(cè)，A6地塊位于企業(yè)總部園區(qū)的中南部，該地塊北為花園街，南為政通街，西為興長路，東為興業(yè)路，A6-1辦公樓位于A6地塊西北側(cè)，主樓呈正方形，占地面積為35.40 m×35.40 m，地上15層，高56.7 m，預(yù)估上部荷載380 kPa；主樓南西兩面為裙樓，裙樓占地面積為1 037.97 m2，地上3層，高13.50 m，預(yù)估上部荷載100 kPa；工程主體結(jié)構(gòu)預(yù)采用框架剪力墻，擬采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約為14.00 m，設(shè)計(jì)整個(gè)場地整平標(biāo)高為920.00 m。

本次研究的目的是確定各地基土層的承載力特征值，為A6工程擬建建筑物地基處理方案提供地基變形計(jì)算參數(shù)。同時(shí)對復(fù)合地基(CFG)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

2 不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害問題

據(jù)實(shí)地踏勘，在勘察場地附近沒有發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、地面沉降、暗浜等不良工程地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定，適宜進(jìn)行本工程建設(shè)。

3 工程地質(zhì)條件

3.1 地形地貌

A6工程地貌特征為長治盆地侵蝕堆積黃土地貌，勘察場地位于長治盆地的中部，在地貌上屬濁漳河南源Ⅱ級階地。地基土主要由第四系黃土組成，厚度大于80 m。

勘察時(shí)場地內(nèi)地形平坦，以北一環(huán)路中心線(標(biāo)高為921.565 m)為基準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)測各孔口標(biāo)高，場地地面高程919.97 m～920.72 m。

3.2 場地地質(zhì)條件

本次勘察揭露及出露地層為第四系全新統(tǒng)(Q4)耕植土及雜填土、上更新統(tǒng)(Q3)粉土、中更新統(tǒng)(Q2)粉質(zhì)粘土及粉土、下更新統(tǒng)(Q1)粉質(zhì)粘土，最大揭露厚度50.00 m，地層由新至老平均厚度為11.52 m。第四系下更新統(tǒng)(Q1)土質(zhì)均勻。該統(tǒng)地層最大揭露厚度為21.30 m。

地基土濕陷性評價(jià)為:A6工程地為Ⅰ級非自重濕陷性場地，濕陷性土層厚度為4.40 m，濕陷系數(shù)為0.007～0.057，根據(jù)GB 50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范第4.4.1條判定該場地為濕陷性黃土，根據(jù)第4.4.2條判定該場地濕陷性輕微～中等，濕陷系數(shù)隨深度的加深逐漸減小；自重濕陷系數(shù)為0.000～0.007，濕陷起始壓力為80 kPa～194 kPa，自重濕陷性系數(shù)隨深度的加深逐漸減小，自重濕陷量為0 mm，根據(jù)第4.4.3條判定該場地為非自重濕陷性場地；濕陷量為59.06 mm～110.7 mm，根據(jù)第4.4.7條判定該場地濕陷性等級為Ⅰ級；綜合判定本場地為Ⅰ級非自重濕陷性場地，濕陷程度為輕微～中等。

4 巖土工程評價(jià)及參數(shù)估算

4.1 建筑物變形驗(yàn)算

A6工程擬建辦公樓為地上15層，地下2層，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級，按GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.2條第三款的規(guī)定，該建筑物應(yīng)作變形驗(yàn)算。根據(jù)原位測試和土工試驗(yàn)，結(jié)合外業(yè)編錄，各壓力段變形參數(shù)見表1。

表1 各壓力段變形參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4.2 地基土承載力的確定

A6工程勘察所揭露地層根據(jù)其工程地質(zhì)特征共分為七層，一個(gè)亞層依據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果、靜力觸探試驗(yàn)、野外標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，綜合確定各地基土層承載力特征值見表2。

表2 地基土承載力特征值

4.3 CFG樁復(fù)合地基方案參數(shù)評價(jià)

根據(jù)鉆孔和靜探資料：第⑤層(Q1)fak=200 kPa，第⑥層(Q1)fak=220 kPa，是較好的持力層。有利于樁端效應(yīng)的發(fā)揮，可選擇第⑤層作為復(fù)合地基樁端持力層。復(fù)合地基中剛性樁多為摩擦樁，有效樁長應(yīng)滿足復(fù)合地基承載力的要求。

復(fù)合地基所需的參數(shù)根據(jù)JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范中5.2.2條及表5.3.5中規(guī)定提供，如表3所示。

設(shè)計(jì)部門初設(shè)可根據(jù)上部荷載條件所要求的復(fù)合地基承載力，按不同樁長，不同置換率表中的推薦參數(shù)進(jìn)行估算。樁端持力層可選擇第⑤層。最終單樁承載力應(yīng)通過試樁靜載試驗(yàn)確定。

表3 樁的側(cè)阻力特征值qsi和樁的端阻力特征值qp

4.3.1 CFG樁復(fù)合地基承載力估算(15F)

1)單樁豎向承載力特征值Ra的取值。

設(shè)樁徑d=0.4 m，樁周長u=πd=1.256 6，樁截面積Ap=0.125 7 m2,Ra=u∑qsili+qpAp=1.256 6×(23×1.94+27×8.06)+400×0.125 7=379.8 kN。

2)估算復(fù)合地基承載力。

按JGJ 79—2002公式9.2.5，取β=0.75,fsk=200 kPa。

4.3.2 地基變形分析

A6工程地質(zhì)樁端持力層為Q1較為密實(shí)的粘性土。分布廣、厚度大，其下無軟弱層。變形參數(shù)建議值Es=14.87 MPa，fak=200 kPa。經(jīng)CFG樁對地基加固處理后，地基變形和承載力可滿足A6工程設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

A6工程地上15層辦公樓整平標(biāo)高為天然地面(標(biāo)高為920.00 m)，埋深為-14.0 m，天然地基經(jīng)深寬修正后承載力特征值為489.49 kPa，CFG樁復(fù)合地基承載力估算取值為399.83 kPa，滿足了上部荷載要求，同時(shí)也滿足變形設(shè)計(jì)要求，可據(jù)此對地基進(jìn)行處理。

總之，復(fù)合地基承載力的估算要根據(jù)上部荷載條件所要求，按不同樁長，不同樁距，按表3推薦參數(shù)進(jìn)行估算。由于巖土工程具有不確定因素多、問題復(fù)雜、難度大等特點(diǎn)，理論估算與實(shí)際結(jié)果有差距，因此最終復(fù)合地基承載力應(yīng)通過試樁靜載試驗(yàn)確定。

[1] DL/T 5107—1999,水電水利工程沉沙池設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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The estimation research on CFG pile composite foundation bearing capacity in A6 geotechnical engineering

Zhang Shaojun

(212GeologicalTeam,ShanxiSeismologicalBureau,Changzhi046000,China)

Taking the A6 block engineering of a corporate headquarters in Changzhi as an example, this paper introduced the landform and geological conditions of this engineering, from the building deformation calculation, foundation bearing capacity, CFG pile parameters evaluation and other aspects, elaborated the application of CFG pile in geotechnical engineering, provided reference for similar engineering design.

CFG pile, geotechnical engineering, geological condition, bearing capacity

1009-6825(2016)22-0093-02

2016-05-26

張少軍(1979- )，男，助理工程師

TU473.1

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