（运城市建筑设计研究院 山西 运城 044000）
【摘 要】CFG桩复合地基因其经济性、持久性和受力特性显著，在建筑尤其是高层建筑地基处理中，得到日益广泛的应用。本文主要针对CFG桩复合地基设计中的常见问题进行探讨，并提出了合理化解决对策，旨在为促进CFG桩效益最大化提供参考。
【关键词】CFG桩；复合地基；设计
【中图分类号】TU753.3 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0011-02
在近二十年来，CFG桩复合地基具有承载力高、地基变形小、造价低和施工速度快等优点，在建筑尤其是高层建筑地基处理中应用日益广泛。
1.CFG桩复合地基的优势分析
CFG桩的优势主要如下：一是CFG 桩的施工工艺比较简单，施工人员能够轻松掌握CFG桩的施工方法，也方便施工工人维护。同时，CFG桩的施工速度特别快；二是CFG桩由于受力均匀所产生的振动和噪音比较小，打桩技术不会产生很多建筑垃圾，对环境影响也比较小；三是CFG桩的制作成本比较低；四是CFG桩本身的受力特性可以与水泥搅拌桩媲美，随着建筑层数不断增多，建筑对桩基的承载力要求也日渐提高，由于CFG桩优良的承载力，没有条件的建筑工程可以采用CFG桩来代替水泥搅拌桩；五是CFG桩中所用的粉煤灰、碎石等都属于工业废料，这些废料可以被回收再利用，能够有效节约能源，减少工业废料对环境的污染，从而达到节能环保的目的。
2.CFG桩复合地基设计中常见问题及解决对策
2.1 基底反力问题
基底反力是进行复合地基设计的重要依据，上部荷载和基底反力直接相关。有少数设计人员在进行上部结构计算时遗漏荷载，导致基底反力偏小，这是很不安全的。在上部结构计算中应仔细认真、经过校审；对基底反力结果用经验估算法进行核对，确保没有大的偏差。对于现在常用的基础计算设计程序，都有此验算功能并可以输出验算结果，是否满足规范要求一目了然。但是对于CFG桩复合地基，有些设计人员不太注意筏板基础形心和群桩形心的关系，设计出的筏板基础形心与群桩形心并不重合，如图1所示，这样就会出现设计偏差，电算结果是按基础形心验算的，是一种假象，可能出现不满足规范要求的情况。因此，在CFG桩复合地基设计中，应该保持基础形心和群桩形心一致。
2.2 CFG桩承载力问题
2.2.1 按《地勘报告》参数计算Ra
以一栋主楼来说，其平面周边和中间布有勘察孔点，每个孔点对应有土层剖面图。应按每个孔点的有效桩长范围的土层分布情况，分别计算单桩竖向承载力特征值Ra，应取这一组数据的最小值作为下一步设计采用的Ra。当然，对这个最小值可以取整，也可以少留一些富余。
2.2.2 桩身材料强度
fcu是规定条件下的桩身材料立方体抗压强度平均值。现在所谓CFG桩实际上多为素混凝土桩，桩身混凝土多采用商品混凝土，设计、施工、监理和业主等单位习惯于采用现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中混凝土强度级别来标称。
2.3 复合地基承载力问题
2.3.1 fspk估算
（1）对于我省常用的长螺旋钻中心压灌成桩工艺计算fspk时，处理后桩间土承载力特征值fsk取值时按非挤土桩工艺考虑，规范规定直接取基底土天然地基承载力特征值。如果临近基底的土层分布见图2，第4层土天然地基承载力特征值小于紧邻基底的第3层土，当第3层土厚度不厚时，建议按天然地基承载力特征值较低的第4层土取值，以策安全。
图2 临近基底的土层分布
（2）根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012式（7.1.5-2）估算fspk时，单桩承载力发挥系数λ和桩间土承载力发挥系数β如何取值，当没有地区经验时，规范给定的λ可取0.8~0.9、β可取0.9~1.0，按规范条文说明主要根据褥垫层厚径比的大小对λ、β分别取值。一般不建议同时取规范规定的下限或上限。
2.3.2 端平面地基承载力验算
当桩长不长，桩端持力层天然地基承载力不是很高时，必要时将基础和CFG桩当作实体深基础验算桩端平面天然地基承载力是否满足规范要求。
2.3.3 软弱下卧层地基承载力验算
当桩端以下存在软弱下卧层时，根据《建筑地基处理技术规范》第3.0.5条的要求进行验算，并在实践中加以注意，防止出现遗漏。
2.4 复合地基变形计算问题
2.4.1 桩身长度范围内复合土层的压缩模量
在初步设计时（没有单桩和复合地基静载试验结果），为了计算ζ相对准确，除采用《地勘报告》提供的相关参数以外，就要求计算fspk相对准确。当CFG桩面积置换率确定后，根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012式（7.1.5-2）fspk主要和单桩竖向承载力特征值Ra有关，因此，在计算Ra时，尽可能准确，不应该为了安全取值偏低太多，这样就会使ζ计算偏低，进而使计算地基变形值偏大。
2.4.2 桩端以下土层应按实际应力段压缩模量取值
现在住宅小区一般一层或两层地下车库，致使主楼基底埋深约6m~10m，CFG桩长约14m~18m，那么桩端的埋深约20m~28m，如果不考虑地下水位，土的重度按18kN/m3，那么桩端处土的自重压力约为360kPa~504kPa，由此可见，桩端以下土层应按实际应力段压缩模量取值，如果按常规取用《地勘报告》当中100kPa~200kPa应力段土的压缩模量，复合地基变形计算值偏大。
2.4.3 主楼与相邻裙房或地下车库基础的差异沉降控制主楼地基变形计算值应满足规范要求
（1）按规范方法及上述注意事项准确计算主楼地基变形量。
（2）按规范方法计算与主楼相邻裙房或地下车库第一跨柱地基变形量，得出主楼与相邻裙楼或地下车库沉降差，应满足规范要求。一般此处留有沉降后浇带，只应考虑后浇带封堵以后预估剩余沉降差满足规范即可。如果地下室层数多、埋深大，裙房或地下车库属于超补偿地基，此时的裙房或地下车库地基变形为地基土回弹再压缩变形。必要时，应计算与主楼相邻裙房或地下车库第二柱跨的沉降差，也应满足规范要求。
2.5 工程实例
运城市玮昊房地产开发有限公司建设的双塔新村住宅楼位于山西省临猗县城内，场地土为II级自重湿陷性黄土。地基土自上而下依次为：（1）湿陷性粉土，平均厚度6.20m，fak=115kPa；（2）湿陷性粉土，平均厚度6.90m，fak=130kPa；（3）粉土，平均厚度5.0m，fak=140kPa；（4）粉土，平均厚度5.5m,fak=160kPa。本建筑为十七层的剪力墙结构，总高度为52.50m，要求处理后的复合地基承载力特征值为300kPa。由于有一层地下室，本建筑的基底标高为自然地坪下4.5m，基底下未处理的湿陷性土层厚度为8.60m，根据湿陷性黄土规范，本建筑的湿陷性土层处理厚度应为全部湿陷性土层厚度的2/3，因此先用桩长6m，桩距800，正方形布置的素土挤密桩消除湿陷性，施工完后检验得其桩间土的湿陷性已消除。再用桩长17m，桩距1.6m的CFG桩处理地基，CFG桩持力层为第四层土。该工程现已竣工，复合地基承载力和沉降均满足要求。
3.结语
综上所述，在CFG桩复合地基设计中，还存在一些容易忽视的问题，因而，设计人员应加强对CFG桩技术的研究，不断优化和提升CFG桩复合地基的施工技术和效果，推进CFG桩在地基处理工程中进一步广泛应用。
论文作者:薛慧萍
论文发表刊物:《建筑知识》2017年22期
论文发表时间:2017/12/28
标签：地基论文; 基底论文; 土层论文; 承载力论文; 主楼论文; 特征值论文; 建筑论文; 《建筑知识》2017年22期论文;