寧維宇，佟瑞向

1.中建八局設(shè)計(jì)管理總院，上海 200120

2.中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250000

近年來(lái)，隨著城市的快速發(fā)展，城市建設(shè)面臨的地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，在工程活動(dòng)中經(jīng)常遇到天然地基承載力不足的問(wèn)題，如何提高天然地基承載力并滿(mǎn)足變形條件成為工程技術(shù)人員日益關(guān)注的問(wèn)題。地基處理是按照上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載對(duì)地基進(jìn)行加固或改良，以滿(mǎn)足地基承載力和變形要求，常見(jiàn)的處理方法有換填墊層法、強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法及水泥粉煤灰碎石樁法。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

擬建場(chǎng)區(qū)受新華夏系構(gòu)造體系的控制，處于豫西斷裂、華北斷裂和秦嶺褶皺交接部位，屬新華夏系第二沉降帶。該地區(qū)歷經(jīng)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其中以燕山時(shí)期最為強(qiáng)烈，地質(zhì)構(gòu)造主要為近東西走向的壓性和壓扭性斷裂，局部為向斜軸斷裂和斷鼻斷裂。上述斷裂主要切割中生界地層，近期地震活動(dòng)較弱。

1.2 地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)野外鉆探揭示，結(jié)合周邊地質(zhì)資料，除淺部填土外，場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)主要為第四紀(jì)全新世沖積形成的地層?，F(xiàn)將勘察深度內(nèi)的土層按其不同的成因、時(shí)代及物理力學(xué)性質(zhì)差異分為8個(gè)工程地質(zhì)單元層，各層土的巖性特征及埋藏條件分述如下。

（1）粉土：地層呈黃褐色，稍濕，稍密，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等，觸摸砂感強(qiáng)，局部夾粉質(zhì)黏土薄層，淺部0.2～0.5m為耕土，含大量植物根系、腐殖質(zhì)。

（2）粉土夾粉質(zhì)黏土：地層呈黃褐色，稍濕，稍密～中密，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等，見(jiàn)少量繡色斑點(diǎn)，偶見(jiàn)蝸牛殼碎片，夾粉質(zhì)黏土，軟塑～可塑。

（3）粉土：地層呈褐灰色、灰黃色，濕，中密，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等，偶見(jiàn)蝸牛殼碎片。

（4）粉質(zhì)黏土夾粉土：地層呈褐灰色、黃褐色，軟塑～可塑，切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含有少量蝸牛殼碎片，局部夾粉土，濕，稍密～中密。

（5）粉土：地層呈黃褐色，濕，稍密～中密，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等，局部夾粉砂薄層，稍密。

（6）粉土夾粉質(zhì)黏土：地層呈褐灰色、黃褐色，濕，中密，無(wú)光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)中等；夾粉質(zhì)黏土，軟塑～可塑，切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

（7）粉砂：地層呈灰褐色、黃褐色，飽和，中密～密實(shí)，礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石，見(jiàn)少量云母片。

（8）細(xì)砂：地層呈黃褐色、褐黃色，飽和，密實(shí)，礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石，見(jiàn)少量云母片。

各地層厚度及埋深統(tǒng)計(jì)表如表1所示。

表1 各地層厚度及埋深統(tǒng)計(jì)表 單位：m

2 天然地基承載力

根據(jù)場(chǎng)地的巖土工程勘察原位測(cè)試及土工試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，綜合確定地基土承載力特征值、壓縮性指標(biāo)，具體如表2所示。

表2 天然地基土承載力特征值 單位：kPa

同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的擬建建筑物的基礎(chǔ)埋深3m，結(jié)合場(chǎng)地地層條件使用以下公式進(jìn)行地基承載力修正：

式中：fa為修正后的地基承載力特征值，kPa；fak為地基承載力特征值，kPa；ηb、ηd分別為基礎(chǔ)寬度和埋置深度的地基承載力修正系數(shù)；b為基礎(chǔ)底面寬度，m；d為基礎(chǔ)埋置深度，m；γ為基礎(chǔ)底面以下土的重度，kN/m3；γm為基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，kN/m3。

并對(duì)天然地基強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)天然地基承載力不滿(mǎn)足相關(guān)要求，具體如表3所示。

表3 擬建建筑物天然地基評(píng)價(jià)表

3 水泥粉煤灰地基處理

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012），多樁型復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)多樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)確定。為滿(mǎn)足初步設(shè)計(jì)時(shí)估算多樁型復(fù)合地基承載力特征值的要求，按照擬建場(chǎng)地地層條件和原位測(cè)試成果，結(jié)合河南新鄉(xiāng)在該地區(qū)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合提出多樁型復(fù)合地基中水泥粉煤灰碎石樁樁基參數(shù)，具體如表4所示。

表4 多樁型復(fù)合地基水泥粉煤灰碎石樁樁基參數(shù)表單位：kPa

此外，根據(jù)場(chǎng)地地層條件，按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012）第7.9.7條的規(guī)定，建議水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基采用矩形布樁，其中樁間距s1=1.3m，CFG樁樁徑為0.4m，場(chǎng)地水泥粉煤灰復(fù)合地基采用復(fù)合地基承載力，根據(jù)以下公式進(jìn)行承載力驗(yàn)算：

式中：?spk為復(fù)合地基承載力特征值，kPa；m1、m2分別為樁1、樁2的面積置換率；λ1為樁的單樁承載力發(fā)揮系數(shù)；Ra1為樁的單樁承載力特征值，kN；Ap1為樁的截面面積，m2；β為復(fù)合地基承載力發(fā)揮系數(shù)；n為復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比；?sk為樁間土承載力特征值，kPa。

驗(yàn)算結(jié)果如表5所示，由表5可知，水泥粉煤灰樁對(duì)場(chǎng)地天然地基承載力的承載力有大幅度提高，提高幅度達(dá)190%。

表5 水泥粉煤灰復(fù)合地基承載力評(píng)估表

4 結(jié)論

文章通過(guò)對(duì)水泥粉煤灰處理后場(chǎng)地的復(fù)合地基承載力進(jìn)行分析，得出了如下結(jié)論。

（1）水泥粉煤灰樁復(fù)合地基可顯著提高天然地基承載力，在該場(chǎng)地其承載力提高幅度達(dá)到了190%。

（2）該工程實(shí)踐表明，水泥粉煤灰樁復(fù)合地基在河南新鄉(xiāng)地區(qū)粉土和粉質(zhì)黏土中也可以較大幅度地提高承載力，對(duì)以后河南地區(qū)的粉土和粉質(zhì)黏土的地基處理具有一定的指導(dǎo)意義。