任遠(yuǎn)

（四川江源工程咨詢有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

目前對(duì)軟弱地基處理的方法有很多，長(zhǎng)螺旋鉆孔水泥粉煤灰碎石樁（cement flying-ash gravel pile，簡(jiǎn)稱“CFG樁”）由于具有施工機(jī)械簡(jiǎn)單，便于操作，樁體材料來(lái)源廣泛，工程造價(jià)低，施工快速等優(yōu)點(diǎn)，在全國(guó)各地得到廣泛使用[1]。CFG樁復(fù)合地基是通過(guò)置換部分地基土，形成地基土和豎向增強(qiáng)體來(lái)共同承擔(dān)荷載的人工地基。CFG樁復(fù)合地基作為一種經(jīng)典的地基處理方法，主要適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基[2]。本文以成都市蒲江縣鶴山溪谷項(xiàng)目7#樓為例，介紹CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)及其在含卵石粉質(zhì)黏土地層中的應(yīng)用效果。

1 CFG樁研究現(xiàn)狀

趙云輝依托實(shí)際案例，詳細(xì)介紹CFG樁地基處理計(jì)算過(guò)程與設(shè)計(jì)方法，對(duì)地基處理方案進(jìn)行優(yōu)化，得出提高承載力需要樁長(zhǎng)越長(zhǎng)越好，樁距越小越好，樁徑越大越好。在滿足安全的前提下，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，樁長(zhǎng)與樁徑越小越好，樁距越大越經(jīng)濟(jì)[3]。孫威等利用某核電站廠房基礎(chǔ)案例，因抵抗地基液化需要，采用振沖碎石樁進(jìn)行地基處理，通過(guò)調(diào)整樁長(zhǎng)、樁間距等參數(shù)，該地基處理方案既滿足了抗液化需要，也滿足了地基承載力需要[4]；劉伍對(duì)某項(xiàng)目CFG樁可能選擇的3個(gè)持力層分別計(jì)算比對(duì)分析，選擇較合適的樁端持力層，根據(jù)項(xiàng)目最終沉降觀測(cè)成果，滿足了工程建設(shè)需要[5]。

2 工程概況

2.1 基本情況

鶴山溪谷項(xiàng)目位于成都市蒲江縣鶴山街道。項(xiàng)目共包括13棟高層建筑、14棟多層建筑、純地下室等。項(xiàng)目7#樓±0.00=517.9m，建筑高度39.25m，設(shè)1層地下室，采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面標(biāo)高512.3m。地基采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理后的承載力特征值≥300kPa，壓縮模量需≥23MPa。

2.2 地質(zhì)條件

據(jù)項(xiàng)目7#樓典型鉆孔ZK58鉆探揭露，從上至下依次為人工堆積層素填土層、含卵石粉質(zhì)黏土層、稍密卵石層、密實(shí)卵石層。7#樓典型工程地質(zhì)剖面見(jiàn)圖1所示。

圖1 7#樓典型地質(zhì)剖面圖

各巖土層特征自上而下描述如下：

（1）素填土?；液稚?、灰色、黃灰色。主要由卵石、砂土、粉土和黏性土組成?；靥顣r(shí)間小于5年，屬新近回填土，欠固結(jié)狀態(tài)，層厚2.7m。

（2）含卵石粉質(zhì)黏土。褐黃、棕黃、棕色等，以可塑狀態(tài)為主，局部為硬塑狀態(tài)。成分以黏性土為主，含卵石、礫石和砂粒等。卵礫石含量約10%～25%，成分主要為花崗巖、砂巖、輝長(zhǎng)巖、石英巖等，卵石多為強(qiáng)風(fēng)化，少數(shù)中風(fēng)化或全風(fēng)化。卵礫石分選性較差，磨圓度一般，粒徑一般為1～5cm，層厚4.8m。

（3）稍密卵石。黃灰色、灰色、雜色。成分以花崗巖、閃長(zhǎng)巖為主，其次為石英巖、灰?guī)r、砂巖等，以圓礫和砂土為主要充填物，含少量粉粒和黏粒，上部含泥較重且含較多強(qiáng)風(fēng)化卵石。顆粒圓狀～次圓狀，磨圓度較好，部分微風(fēng)化，部分中等～強(qiáng)風(fēng)化。卵石含量55%～60%左右，一般直徑4～8cm。揭示層厚1.7m，以層狀、透鏡體狀分布于場(chǎng)地內(nèi)大部分地段。N120 修正后擊數(shù)一般為4.0～7.0擊，平均擊數(shù)為5.6擊[6]。

（4）密實(shí)卵石。黃灰色、灰色、雜色。成分以花崗巖、閃長(zhǎng)巖為主，其次為石英巖、灰?guī)r、砂巖等，以圓礫和砂土為主要充填物，含少量粉粒和黏粒，上部含泥較重且含較多強(qiáng)風(fēng)化卵石。顆粒圓狀～次圓狀，磨圓度較好，部分微風(fēng)化，部分中等～強(qiáng)風(fēng)化。卵石含量＞70%，一般直徑10～20cm，含較多漂石。揭示厚度3.9m。N120修正后擊數(shù)一般為10.0～20.0擊，平均擊數(shù)為15.6擊[6]。

場(chǎng)地位于成都市蒲江河右岸，受蒲江河影響較大，勘察期間河水水位510.5m。場(chǎng)地地下水位平均高程511.12m，場(chǎng)地地下水位年變化幅度2～3m。場(chǎng)地地基巖土體物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 7#樓場(chǎng)地地層物理力學(xué)參數(shù)

2.3 地基分析

該7#樓基礎(chǔ)底面為含卵石粉質(zhì)黏土地層，含卵石粉質(zhì)黏土承載力特征值180kPa。地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求。擬采用CFG樁復(fù)合地基技術(shù)進(jìn)行處理，采用長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌成樁的方式。

3 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料，7#樓筏板基礎(chǔ)埋深4.7m，基礎(chǔ)寬度43.6m，基礎(chǔ)長(zhǎng)度20m，平均地基壓力270kPa，最大地基壓力350kPa。根據(jù)地勘資料，選取7#樓最不利鉆孔ZK58做為代表鉆孔進(jìn)行計(jì)算。

3.1 單樁豎向承載力特征值

根據(jù)設(shè)計(jì)承載力要求及代表鉆孔地層情況，選取樁徑為500mm，樁長(zhǎng)5m，樁端土地基承載力折減系數(shù)α取1.0。采用下式進(jìn)行計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，單樁豎向承載力特征值Ra取值533.6kN。

3.2 樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）7.1.6條計(jì)算公式：

單樁承載力發(fā)揮系數(shù)λ取0.95，Ra取533.6kN，樁徑500mm。計(jì)算結(jié)果fcu≥10.332MPa。參照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5010-2010）（2015版）[7]樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C25。

3.3 樁間距的計(jì)算

通過(guò)設(shè)計(jì)基底壓力，采用下式進(jìn)行反算置換率m，單樁承載力發(fā)揮系數(shù)βp取0.95，樁間土發(fā)揮系數(shù)βs取0.8，fsk取含卵石粉質(zhì)黏土承載力特征值180kPa[7]：

經(jīng)計(jì)算m=0.052，CFG樁正三角布置，樁間距應(yīng)不小于2.09m。最終確定CFG樁樁間距1.5m，正三角布置，m=0.1，處理后地基承載力特征值387.9kPa。經(jīng)深寬修正計(jì)算后[8]，地基承載力為452.8kPa。理論計(jì)算滿足設(shè)計(jì)需要。

4 CFG樁復(fù)合地基應(yīng)用效果

7#樓CFG樁共計(jì)369根，小應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)按照檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%且不應(yīng)少于10根[8]，該項(xiàng)目共抽檢74根CFG樁。豎向增強(qiáng)體載荷試驗(yàn)及復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，依據(jù)相關(guān)規(guī)范[9]均抽取4個(gè)樁位進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果如下：

（1）樁身完整性低應(yīng)變檢測(cè)法共檢測(cè)74根，1根樁應(yīng)判定為Ⅱ類樁，占總檢測(cè)樁數(shù)的1.35%；其余73根樁在首波與樁底反射波之間無(wú)缺陷反射波，為Ⅰ類樁，占總樁數(shù)的98.65%，滿足規(guī)范要求[8]。

（2）豎向增強(qiáng)體載荷試驗(yàn)共檢測(cè)4根樁，其Q～S曲線為緩變型，無(wú)陡降點(diǎn)，在加載至最大試驗(yàn)荷載過(guò)程中，沉降量未見(jiàn)急劇增加，樁頂總沉降量也未超過(guò)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，單樁承載力特征值為539.5kN，大于理論設(shè)計(jì)值，滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)共檢測(cè)4個(gè)點(diǎn)位，其Q～S曲線為光滑平緩曲線，無(wú)陡降點(diǎn)和比例界限，根據(jù)規(guī)范[9]取最大試驗(yàn)荷載的一半作為檢測(cè)點(diǎn)的承載力特征值，fspk=300.5kPa，滿足設(shè)計(jì)要求的300kPa承載力特征值。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，針對(duì)成都市蒲江縣鶴山溪谷項(xiàng)目7#樓基礎(chǔ)底面含卵石粉質(zhì)黏土地層，采用CFG樁復(fù)合地基技術(shù)進(jìn)行處理，取得較好的工程效果。項(xiàng)目CFG樁施工完工后，低應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)、豎向增強(qiáng)體試驗(yàn)及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的結(jié)果表明，處理后復(fù)合地基的承載力和變形均滿足規(guī)范和項(xiàng)目建設(shè)要求。