靳冬冬

(云南水利水電建設(shè)工程技術(shù)開發(fā)有限公司，云南 昆明　650000)

中業(yè)大廈位于鄭州市經(jīng)三路與東風(fēng)路交叉口東南角宏都花園院內(nèi)，交通方便。地形平坦，相對(duì)高差0.4 m，地貌單元屬黃河沖積平原[1]。

1　CFG樁設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

1.1　承載力計(jì)算

用下面的公式估算水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基承載力Ra：

fsp.k=mRa/Ap+β(1-m)fsk

1.2　沉降計(jì)算

當(dāng)今世界上許多建筑物發(fā)生整體傾斜，乃是由于地基不均勻沉降，沉降差超出規(guī)范允許值。特別對(duì)于建筑物不均勻地基，如果只用承載力控制來(lái)設(shè)計(jì)，將會(huì)出現(xiàn)地基不同部位沉降差過(guò)大導(dǎo)致建筑物傾斜或開裂，以致無(wú)法正常使用。

水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的變形計(jì)算本質(zhì)上還是分層總和法，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011，以下3點(diǎn)需要特別注意。

1)復(fù)合地基各土層壓縮模量的確定

與天然地基相同，復(fù)合地基的分層遵從以下原則：如果荷載接近或者達(dá)到復(fù)合地基的承載力時(shí)，各復(fù)合土層的壓縮模量等于天然地基壓縮模量的ξ倍，ξ的值可以通過(guò)下面公式取得：

2)在復(fù)合地基變形計(jì)算中，復(fù)合土層的范圍內(nèi)，對(duì)于高壓縮性土，壓縮模量很高，應(yīng)該滿足下式，且相應(yīng)的計(jì)算深度也應(yīng)加大。

復(fù)合地基的變形計(jì)算除地基的變形以外，還應(yīng)加上樁端以下土層的變形，所以計(jì)算時(shí)復(fù)合土層一定要小于計(jì)算深度的厚度。

3)選取模量時(shí)，用復(fù)合模量計(jì)算復(fù)合地基的加固土層變形，用天然地基壓縮模量計(jì)算下臥層的變形。由于褥墊層變形很小，可以忽略不計(jì)。

CFG樁復(fù)合地基沉降=加固區(qū)土層沉降+

下臥層土層沉降

根據(jù)壓縮試驗(yàn)及有關(guān)規(guī)范，

2　CFG樁的布樁

原則上CFG樁只可布在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，樁的數(shù)量可按下式確定：

Np=mA/Ap

本工程設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力fsp.k≥490 kPa。CFG樁有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見下表1。

2.1　CFG樁樁基設(shè)計(jì)參數(shù)

按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012)，給出各層土的水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)樁基設(shè)計(jì)參數(shù)(表2)[2]。

表1　各層土的承載力特征值

表2　CFG樁樁基設(shè)計(jì)參數(shù)

2.2　復(fù)合地基承載力特征值估算

依據(jù)“JGJ79—2012”規(guī)范的第9.2.5條以2號(hào)孔為例，使用不同的樁間距計(jì)算，確定樁長(zhǎng)及持力層。

2.3　樁徑

規(guī)范要求設(shè)計(jì)樁徑為350～600 mm，本工程根據(jù)施工工藝取設(shè)計(jì)樁徑為400 mm。

2.4　樁距

按照規(guī)范樁距取3～5倍樁徑，具體樁距根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定。

2.5　計(jì)算單樁豎向承載力

1)樁體強(qiáng)度設(shè)計(jì)

根據(jù)樁體應(yīng)力必須大于或等于樁頂應(yīng)力的3倍，而樁頂應(yīng)力為：

代入數(shù)據(jù)，得σp=3.37 MPa。

所以，樁體強(qiáng)度：fcu.k≥3×3.37=10.11 MPa。

2)復(fù)合地基面積置換率

當(dāng)l=1.4時(shí)，m=0.074。

樁間土的承載力特征值取為fsk=64 kPa，根據(jù)公式：

fsp.k=mRa/Ap+β(1-m)fsk

當(dāng)l=1.2時(shí)，fsp.k=425.9 kPa；

當(dāng)l=1.4時(shí)，fsp.k=338.2 kPa。

根據(jù)以上承載力計(jì)算結(jié)果，經(jīng)寬深修正后承載力特征值為：

f=fsp.k+ηbγ(b-3)+ηdγ0(d-0.5)

當(dāng)l=1.2時(shí)，fsp.k=543.7 kPa；

當(dāng)l=1.4時(shí)，fsp.k=456.0 kPa。

基底布樁數(shù)：

主要計(jì)算參數(shù)見下表3[3]。

表3　CFG樁復(fù)合地基承載力驗(yàn)算

由以上計(jì)算可知，當(dāng)樁徑為400 mm，樁端入土深度約19 m，有效樁長(zhǎng)11 m，梅花形布置，樁間距1.2 m，置換率不小于10.08%，可滿足上部荷載的要求[4-6]。

2.6　變形驗(yàn)算

根據(jù)《建筑地基處理規(guī)范》“JGJ79-2012”規(guī)定需對(duì)CFG樁復(fù)合地基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。按照“GB50007-2011”規(guī)范應(yīng)對(duì)建筑物進(jìn)行變形驗(yàn)算。按照“GB50007-2011”規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算沉降計(jì)算，據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011估算CFG樁復(fù)合地基最終中心沉降量(表4)[7-8]。

表4　中心最終沉降量統(tǒng)計(jì)

基底附加應(yīng)力為346 kPa。

表5　沉降計(jì)算系數(shù)ψ

查表得，Ψ=0.925，

沉降量分別為68.6 mm和68.7 mm，沉降差為0.1 mm，傾斜值為0.000 04，滿足“GB50007-2011”規(guī)范第5.3.4條中地基變形允許值。

3　結(jié)　論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來(lái)越完善，復(fù)合地基的發(fā)展也受到了越來(lái)越多的重視。本文通過(guò)示范計(jì)算深入研究地基加固的影響及重要性，以期彌補(bǔ)復(fù)合地基設(shè)計(jì)中未對(duì)復(fù)合地基設(shè)計(jì)問題重視的不足，以便能夠?yàn)榈鼗幚碓O(shè)計(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，為廣大同行提供一定的借鑒作用。