米易商會大廈CFG樁地基處理實踐

張志彬，程 杰

(中國建筑西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610081)

1 工程概況

米易縣商會大廈，位于米易縣城北新區。該大廈由主樓和裙房組成，主樓大體呈矩型布置，建筑總高度80.1 m，地下1層，地上19層，基礎為筏板基礎。根據巖土工程勘察報告，主樓基坑底部在北東側出露昔格達組粉砂巖夾泥巖，而南西側的第四系全新統沖洪積卵石土厚度達8 m，若同時以第四系全新統沖洪積卵石土為持力層，由于主樓基礎持力層不同，地基強度和壓縮模量相差明顯，變形特征差異較大，易引起主樓不均勻沉降，且場地承載力不能滿足設計要求。因此必須進行地基處理以滿足承載力和均勻沉降要求。

2 工程地質條件

2.1 地層地質

①1第四系全新統沖洪積砂土():紫紅色、灰黑色、灰白色，黏粒含量約10%，砂土的組分以中粗砂為主，局部為細砂，飽和，稍密。揭示厚度約1.6～1.9 m。

①2第四系全新統沖洪積卵石土():灰黑、淺紫紅、灰白色，石質主要為砂巖、玄武巖，亞圓形～圓形，堅固，充填物為泥質、中粗砂、細砂，卵石粒徑一般5～20 cm，最大約30 cm，含量約50% ～70%，稍密～中密，飽和。揭示厚度約2.2～8 m。

②1強風化昔格達組粉砂巖夾泥巖():粉砂巖:灰黑色，粉細粒結構，主要礦物為長石和云母，大部分已軟化，巖芯散體砂狀;泥巖:灰黑色，主要成份為黏土礦物，泥質結構，薄～中厚層狀構造，巖芯呈碎塊狀、餅狀。揭示厚度約1.00～1.80 m。

②2昔格達組粉砂巖夾泥巖():粉砂巖:灰黑色，粉細粒結構，主要礦物為長石和云母，半成巖狀，順層層理裂隙發育，巖芯呈短柱狀;泥巖:灰黑色，主要成份為黏土礦物，泥質結構，薄～中厚層狀構造，半成巖，裂面光滑，遇水易軟化，巖芯呈柱狀。揭示厚度約3.50～29.20 m(未揭穿)。

地層分布和土層的物理力學指標見圖1和表1。

2.2 地下水

地下水豐富，各鉆孔均見地下水。地下水一般埋深為0.2～1.8 m，地下水主要富存于細砂、卵石土中。地下水主要補給來源為排水渠內地表水、大氣降水、農田灌溉用水以及安寧河。場地內細砂土、卵石土均屬強透水層，地下水沿細砂土、卵石土孔隙向低洼處匯集，最后排向安寧河，地下水與安寧河河水互為補排關系，水位受季節性影響變化大。

圖1 場地工程地質和復合地基剖面

表1 場地土的物理力學特征值表

3 CFG樁地基處理設計

3.1 相關計算

3.1.1 單樁豎向承載力特征值Ra

樁間土為砂土(樁徑取0.4 m，進入粉砂巖夾泥巖1 m):

取Ra1=300 kN

樁間土為卵石土(樁徑取0.6 m，進入粉砂巖夾泥巖0.5 m):

取Ra2=450 kN

3.1.2 面積置換率m

3.1.3 樁中心距S

3.1.4 復合土層壓縮模量

3.2 褥墊層設計

虛鋪厚度300 mm，鋪設在樁頂部，寬度應超出基礎底面外緣200 mm，材料宜用級配砂石。碎石的最大粒徑不宜大于30 mm。壓實后厚度為260 mm，夯填度為0.87。

3.3 復合地基參數

表2 復合地基設計參數表

4 施工工藝

CFG樁即水泥(Cement)、粉煤灰(Flyash)、碎石(Gravel)樁，是在碎石樁中加入石屑、粉煤灰和少量水泥加水拌和制成的一種具有粘結強度的柔性樁或半剛性樁。在場地北東側采用CZ－15鉆機取土成孔，將上述混合材料分層夯實，形成具有一定粘結強度的柔性樁;場地其余位置為卵石土，屬強透水層，地下水豐富，采用取土成孔和振動沉管樁機無法施工，因此選取CZ22沖擊鉆機成孔，泥漿護壁，水下灌注混凝土成樁，然后通過褥墊層與樁形成一個整體。

CZ－15鉆機施工工藝為:

平整場地→測量放樁位→樁機就位→取土(用取土器取土至設計樁端標高)→分層填料并夯實→成樁→人工挖至設計標高→截樁→鋪設褥墊層→壓實→施工基礎

CZ－22沖擊鉆機施工工藝為:

平整場地→測量放樁位→鉆孔機就位→埋設護筒→注水鉆孔→排渣→清孔→插入混凝土導管→澆筑混凝土(材料進場、混凝土攪拌和測坍落度)→拔出導管→成樁移機→人工挖至設計標高→截樁→鋪設褥墊層→壓實→施工基礎

5 復合地基檢測

本次施工共計522根CFG樁，施工結束后開挖樁頭檢查，樁頭混凝土密實，樁徑滿足設計要求。為了檢查樁身施工質量，按規范抽取48點，采用低應變(反射波法)檢測，測試結果樁身完好率100%，無縮徑、斷裂現象。

為了檢測復合地基承載力，通過靜載實驗、模擬建筑物地基的實際受荷條件，比較準確的反映復合地基的受力狀況和變形特征，確定復合地基的承載力特征值。本工程樁間距1.0 m，直徑400 mm部分選取3點采用復合地基載荷試驗;樁間距為2.0 m，直徑600 mm部分各選取3點采用樁土分離式載荷試驗方法(采用復合地基載荷試驗，剛性壓板為2 m×2 m，需堆載352 t，必須采用鋼錠，吊車裝運，320 t的千斤頂需2臺，基準梁要求高，因此造價高且操作困難)。復合地基載荷試驗能直觀反映復合地基承載力和變形，樁土分離式載荷試驗雖不能直觀反映復合地基承載力和變形，但通過單樁載荷試驗和地基土載荷試驗，分別測出樁和土的承載力和變形，通過計算得到復合地基承載力和變形，同樣滿足檢測要求。經檢測，所有點單樁復合地基承載力特征值fspk＞400 kPa，復合地基壓縮模量Esp＞22.2 MPa，滿足設計要求。

6 結論和體會

(1)該工程于2010年2月完工，監測結果證實地基變形極小，表明采用CFG樁處理地基是合理的。

(2)在確定方案時，應充分考慮工程地質和水文地質條件，施工工藝及施工機械等因素，真正做到科學合理。

(3)地基處理后，滿足了地基承載力要求，地基為均勻地基，解決了不均勻地基變形特征差異較大的問題。

(4)本工程卵石土區域地下水極其豐富，與安寧河互通，無降水可能，經多次試樁，最終選取沖擊鉆機成孔，水下灌注混凝土的施工方法，可供同類工程參考。

(5)當樁間距較大，進行載荷試驗計算堆載過大時，采用單樁復合地基載荷試驗則操作困難，造價較高。采用樁土分離式載荷試驗既簡便又經濟，也能滿足要求。

［1］JGJ 79－2002建筑地基處理技術規范［S］

［2］羅東遠.淺析CFG樁復合地基設計計算［J］.閩西職業技術學院學報，2007，9(2):21－23

［3］周京華.地基處理［M］.成都:西南交通大學出版社，1997

［4］閻明禮.地基處理技術［M］.北京:中國環境科學出版社，1996