白成等

摘 要：在現(xiàn)代建筑工程中，CFG樁復(fù)合地基因其自身的優(yōu)勢(shì)在工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，獨(dú)立基礎(chǔ)下的CFG樁也會(huì)在一定的場(chǎng)地條件下體現(xiàn)出其優(yōu)越性，然而其設(shè)計(jì)方法可引薦的文章相對(duì)較少。為此，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)介紹其設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：CFG樁；面積置換率

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2015）10-0190-01

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，在土建工程中，筏板下滿(mǎn)堂布CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁簡(jiǎn)稱(chēng)）復(fù)合地基因其施工工藝簡(jiǎn)單，建設(shè)造價(jià)較低，地基處理效果良好，主體最終沉降量較小等優(yōu)點(diǎn)，其處理方法越來(lái)越得到工程界的認(rèn)可，已經(jīng)成為一種較為常見(jiàn)的地基處理形式，其設(shè)計(jì)方法也相對(duì)簡(jiǎn)單，但有時(shí)也會(huì)遇到一種特殊的CFG樁形式：獨(dú)立基礎(chǔ)下CFG樁復(fù)合地基。其計(jì)算過(guò)程可能會(huì)在一些設(shè)計(jì)人員腦中存一些疑問(wèn)：這種情況下的復(fù)合地基承載力怎么計(jì)算？是否與筏板下滿(mǎn)堂布CFG樁復(fù)合地基計(jì)算方法相同，獨(dú)立基礎(chǔ)底面大小怎么確定？帶著這此疑問(wèn)我們先來(lái)看看《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012的CFG樁規(guī)范計(jì)算公式：

由復(fù)合地基計(jì)算公式可以看出，λ、β均為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，當(dāng)單樁承載力和樁間土承載力己知時(shí)，影響復(fù)合地基承載力的因素只有面積置換率。在筏板下滿(mǎn)堂布CFG樁情況下設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算面積置換率時(shí)會(huì)根據(jù)樁間距確定一根樁分擔(dān)的處理地基面積的等效圓直徑來(lái)計(jì)算，這時(shí)當(dāng)筏板從邊樁中心外挑長(zhǎng)度小于1/2樁間距時(shí)（一般應(yīng)小于等于1/2樁間距）就存在邊樁面積置換率計(jì)算值偏小的情況，考慮到筏板基礎(chǔ)底面積較大，承載力計(jì)算時(shí)可忽略其影響作為安全儲(chǔ)備。在獨(dú)立基礎(chǔ)下布置CFG樁時(shí)因其樁數(shù)量較少（一般不多于16根樁），因此應(yīng)精確計(jì)算面積置換率，否則誤差較大。面積置換率應(yīng)按m=獨(dú)立基礎(chǔ)底面積/樁數(shù)量計(jì)算，進(jìn)而根據(jù)規(guī)范公式計(jì)算復(fù)合地基承載力，不過(guò)這里存在一個(gè)問(wèn)題就是一般情況下都是先確定地基承載力，再計(jì)算基礎(chǔ)底面積，而獨(dú)立基礎(chǔ)下CFG樁的獨(dú)立基礎(chǔ)大小又影響著面積置換率的數(shù)值，進(jìn)而影響復(fù)合地基承載力，當(dāng)樁數(shù)一定時(shí)地基承載力與獨(dú)基大小是相互影響的關(guān)系，也即樁與土承擔(dān)荷載比例問(wèn)題。

鑒于此種關(guān)系，筆者根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建議先根據(jù)地勘資料選定CFG樁持力層和樁長(zhǎng)，估算出CFG樁單樁承載力特征值，然后根據(jù)柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值估算出樁數(shù)（可按樁數(shù)約為Fk/Ra近似估算），按工程中每組柱軸力，估算出總樁數(shù)，然后按最小間距正方形布樁（也可按等邊三角形布樁），獨(dú)基底面積按邊樁中心外放1倍樁距布置獨(dú)基，計(jì)算出面積置換率、復(fù)合地基承載力，再根據(jù)獨(dú)基底面積計(jì)算公式A≥Fk/（fa-rmd）驗(yàn)算獨(dú)基底面積是否滿(mǎn)足要求，當(dāng)復(fù)核后獨(dú)基底面積偏小時(shí)可將獨(dú)基底面積加大（也可將樁間距加大，但存在樁間距種類(lèi)繁多及樁數(shù)較多時(shí)獨(dú)基底面積大的情況），且獨(dú)基邊從樁中心外放不得大于1/2樁間距選擇最經(jīng)濟(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)大小。同理算出其它樁數(shù)及截面的獨(dú)立基礎(chǔ)。

[算例] 已知：某附建六層框架結(jié)構(gòu)，某邊柱底層軸力標(biāo)準(zhǔn)值Fk=3900kN，中柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值Fk=6000kN，基底天然地基承載力特征值fsk=140kPa，根據(jù)地勘資料及工程周邊情況采用獨(dú)基下CFG樁基礎(chǔ)形式，CFG樁樁徑為400mm，樁長(zhǎng)根據(jù)持力層選定為10米，經(jīng)計(jì)算單樁承載力特征值Ra=700kN，樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)β=0.9，單樁承載力發(fā)揮系數(shù)λ=0.9，基礎(chǔ)埋深為2米，可估算出邊柱CFG樁數(shù)n≈3900/700=5.57，取6根；中柱CFG樁樁數(shù)n≈6000/700=8.57，取9根。布樁形式見(jiàn)下圖1。

獨(dú)立基礎(chǔ)下CFG樁設(shè)計(jì)方法大體如上，在施工時(shí)復(fù)合地基承載力檢測(cè)仍會(huì)存在問(wèn)題，因不同樁數(shù)的獨(dú)立基礎(chǔ)置換率不同而復(fù)合地基承載力有所不同，進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)合地基承載力檢測(cè)時(shí)載荷板大小不同，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012附錄B的要求復(fù)合地基承載力試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，并根據(jù)極差最終確定承載力，而同一工程必然會(huì)存在不同樁數(shù)的獨(dú)立基礎(chǔ)，試點(diǎn)數(shù)量怎么定？因CFG樁復(fù)合地基根據(jù)規(guī)范要求還需做單樁承載力載荷試驗(yàn)，建議復(fù)合地基承載力載荷試驗(yàn)僅做承載力復(fù)核使用，不按極差去統(tǒng)計(jì)定值。

總結(jié)，因獨(dú)立基礎(chǔ)下CFG樁在一定的地質(zhì)條件下有較大的可操作性和經(jīng)濟(jì)性，且其因CFG樁的存在使得主樓沉降量較小，因此此種基礎(chǔ)是一種值得推廣的基礎(chǔ)形式，至于檢測(cè)難點(diǎn)建議與檢測(cè)單位協(xié)商解決。國(guó)家規(guī)范在日益完善，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)規(guī)范靈活把握，以做到國(guó)家要求的安全合理、節(jié)約投資、提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 79-2012）[S].

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范（GB/T 20783-2012）[S].