CFG桩复合地基在建筑工程中的应用_罗森林.pdf

第 卷 第期佳 木 斯 大 学 学 报（自 然 科 学 版）年 月 （）文章编号：（）桩复合地基在建筑工程中的应用罗森林，孔令宇，陈先军，谢允（阜阳市建筑工程施工图审查有限责任公司，安徽 阜阳 ；东南大学建筑学院，江苏 南京 ；阜阳职业技术学院建筑工程系，安徽 阜阳 ）摘要：桩体和桩间土共同承担上部结构荷载，二者与褥垫层组成复合地基，区别于常规桩基主要靠桩体承受荷载的模式。桩具有取材方便、经济实用、可明显提高软弱地基的承载力、减小建筑工程的沉降量等特点，在建筑工程中得到较为广泛的应用。结合皖北某高层住宅建筑采用 桩的工程实例，分析探讨了 桩在建筑工程中应用的常见问题，为类似的基础工程提供了经验参考的依据。关键词：桩；复合地基；基础选型；桩土应力比中图分类号：文献标识码：引言 桩（即水泥粉煤灰碎石桩）复合地基由褥垫层、桩体和桩间土三部分组成协同工作，属于有粘结强度的刚性桩。桩体通过对原有地基的置换增强和挤密作用，改善了原基础底面的应力分布和变形情况，使复合地基承载力特征值得以提高；同时 桩体深度范围内的压缩模量也会增大，原有土体的性能指标得以改善，能够减小建筑物的最终沉降量。工程应用情况综述 桩复合地基的适用范围很广，首先从地域来讲，在北京、河北、山西、河南、安徽，乃至广西、云南等西南岩溶地区的工业与民用建筑中均有较多地应用，可以较大幅度提高粉粘性土、砂土等地基的承载力。其次从处理深度范围来看，桩类似于素混凝土刚性桩，桩身不配筋，其抗剪和抗弯能力理论上不如钻孔灌注桩、预应力高强混凝土管桩，受限于桩长较短和桩体的单桩承载力低，桩身长度一般在 以内。下面列出近年来部分工程应用 桩复合地基的情况，见表。皖北某高层建筑采用 桩复合地基的工程实例工程概况阜阳市某新建住宅小区有 栋楼，住宅部分均带一层地库。其中 栋住宅楼总高度 ，地上 层；栋住宅楼总高度 ，地上 层，度区（）。工程的地貌单元属于典型的皖北冲积平原，最大的勘探孔深 ，场地土主要由粘性土、粉土、粉砂土组成。桩基设计参数见表。基础工程设计的选型与方案确定 层左右的高层住宅工程通常使用的基础工程类型主要是：预应力高强混凝土管桩（简称：桩）、桩复合地基和钻孔灌注桩。三种桩型有着各自的适用范围，以该小区 栋楼为例，高度 ，标准组合下基底平均压力 。第一步，假定使用钻孔灌注桩方案，由于钻孔后对原状土层的扰动较大，桩侧阻力较小且桩底沉渣不易清除。在灌注桩施工过程中，还需要建造泥浆储存池，而该工程处于老城区，施工用地十分紧张。因此，排除该方案。第二步，若采用 桩方案，该种桩型成桩质量性能稳定且强度高，静压施工速收稿日期：基金项目：安徽省高校自然科学研究项目（）。作者简介：罗森林（），男，安徽阜阳人，高级工程师，硕士，研究方向：建筑结构。佳 木 斯 大 学 学 报（自 然 科 学 版）年度快、噪声小，但单桩造价高于 桩。该工程由于上部荷载较大，初步估算需要 长的 桩（节桩），桩接头部位是薄弱部位。从工程地质条件来看，第层和第层是较厚的粉砂夹层，施工可能难以贯入，若采取引孔的办法，但会增加工程费用。而在皖北地区 桩的长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺应用较普遍，取材方便，水泥用量低且不用配筋，整体造价比 管桩节约近，综合性价比高。最终，选用 桩复合地基方案。桩复合地基设计情况根据该工程的地质情况，选择个不同的桩端持力层（对应的桩长分别是 ，和 ），拟定个设计方案进行比选，计算结果情况见表。表 桩复合地基在建筑工程应用情况举例工程名称工程规模原基底地基承载力特征值（以下简称：）复合地基承载力特征值（以下简称：）工程应用的有关情况北京华亭嘉园某住宅楼地上 层，高度约 度区（），使用后建筑物沉降量在 以内。阜阳市颍东区某安置区楼地上 层，地下层，高度 度区（），褥垫层厚 ，桩径 ，置换率是 ，桩长 ，载荷试验的实测 可达到 以上（提高 倍），年竣工，竣工年后建筑物沉降量 。北京某小区地上 层，地下层，高度 褥垫层厚 ，桩径 ，置换率是 ，桩长 。阜阳某商业住宅楼地上 层，地下层，高度 褥垫层厚 ，桩径 ，置换率是 ，桩长 ，载荷试验的实测 可达到 以上（提高 倍），竣工年后建筑物沉降量 。表桩基设计参数表层序土层名称 桩极限标准值 （）（）管桩极限标准值 （）（）地基承载力特征值（）粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉砂 粘土夹粉砂 粉质粘土夹粉砂 表 桩复合地基三个方案情况方案桩端入土深度（）桩端持力层有效桩长（）桩 径（）（）（）（）第五层粉土夹粉砂（）第五层粉土夹粉砂（）第六层粉质粘土夹粉土（）注：代表深度修正前的复合地基承载力特征值，代表深度修正后的复合地基承载力特征值。由于以上三个方案均可以满足承载能力验算的要求，同等条件下，选择桩长较短的方案一较为经济合理。对应具体的设计参数指标是：，桩长 。该工程共布桩 根，桩径 ，褥垫层厚度 ，铺设采取静力压实法。桩基检测情况通过静载荷试验确定 桩复合地基的承载力，试验在桩体施工完毕个月以后进行。载荷试验的数量点不少于总桩数（根）的，该工程取个点；低应变法检测比例不低于总桩数的，该工程取 个点，检测比例达到 以第期罗森林，等：桩复合地基在建筑工程中的应用上。桩长 ，桩径 ，单桩承载力特征值取 ，检测结果见表。表 住宅楼单桩复合地基载荷试验汇总表桩号载荷板尺寸（）复合地基承载力特征值 （）对应的承载力值（）总沉降量（）回弹率（）不小于 不小于 不小于 不小于 从表的个检测点情况来看，总沉降量在 之间，回弹率在 之间；根据.的数据，如果 取值 ，明显偏于保守，富裕度较大。同时，该工程对随机抽样的 根工程桩进行了低应变检测，其中有 根桩为类桩，根桩为类桩，无类和类桩。桩复合地基应用的两点分析与思考结合皖北某高层建筑的工程实例和文献资料所提供的工程案例有关数据，针对 桩工程应用中的问题分析如下：一是关于处理后复合地基承载力的探讨。从多个工程实例数据分析（表），当持力层的地基承载力 在 以上，桩处理后复合地基承载力 可以达到 以上，提高倍数一般在 倍以上；而根据实测载荷试验的数据，提高倍数在 倍 倍之间，朱炳寅考虑到防止桩土应力比过大，建议 提高在倍以内。高层建筑使用 桩体对于桩身强度、桩间土的强度都有较高的要求，因此软土地基上应慎用 桩复合地基。二是关于桩长和持力层选取的探讨。根据表的数据和有关工程经验，桩复合地基由于存在桩土作用，自身压缩变形高于 桩，应设法选择较硬的以上粘土层或中密砂层作为其桩端持力层，以提高单桩承载力和减少总沉降量。同时为实现桩土之间协调共同变形，不能选择中风化以上的基岩作为持力层。从桩体刚度和施工机具来看，桩的刚度和长度均要小于 桩，桩长一般不超过 ，现有的施工机具难以完成较深的 桩，否则会带来断桩、缩径等问题。结语 桩复合地基在全国很多地区得到普遍应用，工程实践表明，可以节省建设投资而且工程的质量较好。通过皖北某高层住宅建筑工程实例，从基础设计方案选择、复合地基设计、工程检测等方面分析其应用情况，说明 桩复合地基在处理黏性土、粉土为主的地层时，具有较好地适应性。最后，对 桩复合地基应用情况进行分析，也为工程设计和研究提供了参考依据。参考文献：朱炳寅，王大庆，刘旸中国建筑设计研究院有限公司结构方案评审录（第二卷）北京：中国建筑工业出版社，朱炳寅建筑地基基础设计方法及实例分析第二版北京：中国建筑工业出版社，高大钊 实用土力学 北京：人民交通出版社股份有限公司，贾庆茂，吴敏，刘昌军临邑某住宅楼 复合地基设计对比分析建筑结构，（）：吕恒柱，侯善民，徐从荣百米高层住宅刚性桩复合地基桩型选择及案例分析建筑结构，（）：陈志军 桩复合地基设计及其在高层建筑中的应用山西建筑，（）：，（，；，；，）：，：；