淺圓倉CFG樁樁基的布置形式及優(yōu)缺點(diǎn)

梁彩虹 鄭培 王建聲

摘要：淺圓倉的建設(shè)，能夠進(jìn)一步緩解目前糧食收儲倉容不足的矛盾，完善各級政府儲備，保障國家糧食安全。它是一種受大面積堆載的構(gòu)筑物，相較于平房倉，其具有結(jié)構(gòu)受力明確合理、占地面積小、噸糧造價低、機(jī)械化程度高、倉容量大等優(yōu)點(diǎn)，是目前中國現(xiàn)有糧庫新建或擴(kuò)建倉容的首選倉型。中國河北、河南地區(qū)常將CFG樁應(yīng)用于淺圓倉的地基處理。淺圓倉CFG樁的布樁方式大致有兩種，文章主要介紹二者布樁方式的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：淺圓倉;復(fù)合地基;CFG樁

中圖分類號：TS210.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210627

淺圓倉是平面為圓形儲存散料的直立容器，容納儲料部分為倉體，儲料計(jì)算高度與內(nèi)徑之比小于1.5，單體布置。1993年“利用世界銀行貸款改善中國糧食流通項(xiàng)目”首次采用輸送等設(shè)備，進(jìn)行機(jī)械化進(jìn)出糧作業(yè)[1]。1998年國家儲備糧庫建設(shè)提出氣密要求，配置通風(fēng)除塵、熏蒸殺蟲、糧情測控及自動控制系統(tǒng)等設(shè)施，淺圓倉建設(shè)得到大面積推廣。淺圓倉是一種有大面積堆載的構(gòu)筑物，場地地基土往往不能滿足承載力要求，需要做復(fù)合地基。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基（簡稱CFG樁）由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌和在土中灌注形成豎向增強(qiáng)體的復(fù)合地基[2]。CFG樁復(fù)合地基通過設(shè)置褥墊層，在上部荷載作用下，使樁間土充分發(fā)揮作用，保證樁、土共同承載荷載。CFG樁復(fù)合地基適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基，其具有承載力提高幅度大、地基變形小等特點(diǎn)，不僅用于承載力較低的地基，對承載力較高但變形不能滿足要求的地基，也可采用CFG樁處理，以減少變形。我國河北、河南地區(qū)土質(zhì)以黏性土、粉土和砂土為主，符合CFG樁的適用條件[3]。淺圓倉常用的布樁方式有兩種，本文以河北某實(shí)際工程場地條件為例，介紹CFG樁在淺圓倉項(xiàng)目中兩種布樁方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。

1項(xiàng)目情況

河北某糧庫擴(kuò)建淺圓倉項(xiàng)目，淺圓倉內(nèi)徑24.5 m，倉壁厚度為280 mm，裝糧高度28.3 m，倉頂板厚度采用變截面150 ～ 200 mm，裝糧品種為小麥，單倉倉容量1萬噸。根據(jù)GB 18306—2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，場地地震烈度為8度，0.2 g，第二組。根據(jù)GB 50007—2011《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》場地?zé)o液化土，場地土類型為中軟場地士，建筑場地類別為III類，擬建場地的特征周期Tg=0.55 s，凍土深度為0.50 m。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑物耐火等級為二級，儲存物品火災(zāi)危險性分類為丙類，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級。50年一遇基本風(fēng)壓0.45 kN/m²，基本雪壓0.40 kN/m²，地面粗糙度B類。按照全國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖，項(xiàng)目所在地屬寒冷地區(qū)。

1.1當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況

河北省某縣地貌單元屬于華北沖洪積平原中部。擬建場地地形簡單，地勢較為平坦。根據(jù)鉆探資料及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果將場地土分為7層。場地內(nèi)土層的巖性特征自上而下描述如下：

第1層素填土：雜色、褐黃色，以粉土、粉砂為主。

第2層粉土：褐黃、黃褐色，濕，局部稍濕。

第2-1層細(xì)砂：褐黃色，稍濕，中密，砂的主要成分為長石、石英。

第3層土：黃褐色，可塑，局部硬塑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

第4層粉土：褐黃色，濕，局部稍濕。密實(shí)，局部中密，干強(qiáng)度低，韌性低。

第5層粉質(zhì)黏土：黃褐色，可塑，局部硬塑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。

第6層粉質(zhì)黏土：灰黃、褐黃色，硬塑，局部可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等。

第7層粉質(zhì)黏土：黃褐色、褐紅色，硬塑，局部可塑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。所有鉆孔均未揭穿本層（土層相關(guān)參數(shù)見表1）。

場地水文條件：全年平均最大降水量561.3 mm，年最大降雨量1 390.6 mm，最大連續(xù)降雨量761.7 mm，降水主要集中在6—9月份。場地平均海拔高程為67.2 m，50年一遇的歷史最高洪水位為65.6 m;歷年最大凍土深度46 cm。地下水蘊(yùn)藏豐富，水質(zhì)優(yōu)良，供水充足。

場地內(nèi)及其附近未發(fā)現(xiàn)有影響建筑物穩(wěn)定性的活動構(gòu)造。勘察中未發(fā)現(xiàn)其它不良地質(zhì)作用，場地內(nèi)沒有埋藏的河道、溝浜、防空洞、墓穴、孤石等對工程不利的埋藏物，根據(jù)CJJ57—2012《城鄉(xiāng)規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范》場地基本穩(wěn)定，本場地較適宜于擬建建筑物的建設(shè)。綜合評價：淺圓倉地基均為均勻地基。

1.2樁基單樁承載力和復(fù)合地基承載力的估算

本工程要求處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于230 kPa。CFG樁設(shè)計(jì)直徑D為400 mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C25，樁端進(jìn)入第5層粉質(zhì)黏土，單樁承載力特征值不小于550 kN。依據(jù)JGJ79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，CFG樁單樁豎向承載力特征值按公式7.1.5-3估算，樁身強(qiáng)度滿足公式7.1.6-1，復(fù)合地基承載力的計(jì)算按照有黏結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)體公式7.1.5-2估算。CFG樁單樁承載力、復(fù)合地基承載力和樁基強(qiáng)度均滿足JGJ79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》的要求。

2兩種常用布樁方案

淺圓倉基礎(chǔ)形式為墻下鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)，如圖1、圖2所示。淺圓倉基礎(chǔ)下CFG樁的布樁形式主要有兩種，第一種布樁方式，淺圓倉基礎(chǔ)下部和倉內(nèi)采用了兩種不同的樁長，基礎(chǔ)下部環(huán)形布樁采用ZJ1，倉內(nèi)矩形布樁采用ZJ2，共有兩種樁基，見圖1、圖2。

第二種布樁方式，淺圓倉環(huán)形基礎(chǔ)和倉內(nèi)地坪下部CFG樁樁頂標(biāo)高相同，樁基布樁形式統(tǒng)一采用矩形布樁，僅有一種樁基，見圖3、圖4。

兩種布置方案的優(yōu)缺點(diǎn)：方案一基礎(chǔ)下部和倉內(nèi)采用了兩種不同的樁型和樁長，基礎(chǔ)下部環(huán)形布樁，倉內(nèi)矩形布樁。現(xiàn)場施工時經(jīng)常反映兩個問題。第一，環(huán)形基礎(chǔ)下部每個樁基都需要根據(jù)角度定位，樁基放樣困難且容易出錯。第二，由于與環(huán)形基礎(chǔ)相鄰的第一排樁距離環(huán)形基礎(chǔ)基槽較近，基槽開挖過程中，很容易損壞到相鄰樁基，或者施工過程中對成品保護(hù)的費(fèi)用過高，很不經(jīng)濟(jì)。方案二基礎(chǔ)下部和倉內(nèi)采用了同一種樁型，基礎(chǔ)下部與倉心統(tǒng)一采用矩形布樁。施工便捷且不易出錯，但是投資略高于方案二。

3結(jié)論及建議

在黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基建設(shè)淺圓倉，采用CFG樁處理地基的方式是可行的，且與混凝土管樁或灌注樁相比，CFG樁不配置鋼筋，大大降低了工程成本。本文總結(jié)近年來河北、河南兩省淺圓倉地基設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，提供了淺圓倉常用的兩種CFG樁布樁方案及優(yōu)缺點(diǎn)，建議采用倉下和倉心統(tǒng)一布樁，樁頂標(biāo)高一致的矩形布樁方式，既方便施工又能保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]糧食大辭典編輯委員會.糧食大辭典[M].北京：中國物資出版社，2009：12.

[2]閻明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐[M].北京：中國水利水電出版社，2001：93-31.

[3]閻明禮.地基處理技術(shù)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996：224-264.

Advantages and Disadvantages of CFG Foundation Form for Squat Silo

Liang Caihong1，Zheng Pei1，Wang Jiansheng2

（l.Henan University of Technology Design And Research Academy，Zhengzhou，Henan 450001;2.Henan University of Technology，Zhengzhou，Henan 450001）

Abstract：The construction of squat silo can further alleviate the contradiction of insufficient grain storage capacity，improve the reserves of governments at all levels and ensure national food security，which is beneficial to the country and the people. Squat silo is a structure subject to large-area stacking. Compared with grain storehouse，it has the advantages of clear and reasonable structural stress，small floor area，low cost per ton of grain，high degree of mechanization and large warehouse capacity. It is the preferred warehouse type for the new construction or expansion of existing grain depots in China. CFG piles are often used in the foundation treatment of squat silo in Hebei and Henan provinces. There are roughly two pile layout methods for squat silo CFG piles. This paper mainly introduces the advantages and disadvantages of these two pile layout methods.

Key words：squat silo，composite foundation，CFG pile