1、柱下复合地基的探讨摘要：CFG 桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩。大面积使用 CFG 桩复合地基，技术已经很成熟，业界也已认可，但仅对柱下独立基础部分进行 CFG 桩复合地基处理是否可行，众说纷纭，本文对此进行探讨。 关键词：CFG 桩复合地基单桩承载力复合地基承载力 中图分类号： U213 文献标识码： A 0 引言 随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用，尤其是 CFG 桩复合地基以期施工方便、承载力高及其广泛的适应性等优点而得到迅速的推广和发展，目前已成为应
2、用较为普遍的地基处理技术。 本文以工程实际为例，详细分析、阐述柱下局部处理的 CFG 桩复合地基的理论依据及设计流程。 1. 工程概况 某综合商业项目，地上五层，地下一层，结构类型为钢筋混凝土框架剪力墙结构，总高 23.1 米。 地层情况自上向下为：素填土，厚度 0.301.70m；中细砂，厚度 7.308.90m，fak=180 kPa；层中砂，厚度 14.7019.90m，fak=240 kPa；层粉质黏土，厚度 1.105.70m，fak=220 kPa；层中砂，厚度9.0013.00m，fak=280 kPa。 2. 基础形式 本工程拟采用独立基础，持力层为中细砂。如采用天然地基，则独
3、立基础面积接近 35m2，相当大，不太现实。故采用柱下 CFG 桩进行复合地基处理，提高地基土的承载力，达到减小独立基础面积并降低沉降的目的。 3. 采用柱下 CFG 桩复合地基的理论依据 根据建筑地基处理技术规范 ，CFG 桩指的是水泥粉煤灰碎石桩。使用时为了提高复合地基承载力，而调大桩对荷载的分担，所以一般设计中把桩身材料更改为素混凝土。本文所指的 CFG 桩就是素混凝土桩。 一般认为，用 CFG 法进行地基处理指的是大面积的处理，但是根据建筑地基处理技术规范的条文解释（7.7.1 条） ， “水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，适用范围较大。就基础形式而言，既
4、可适用于条形基础、独立基础，也可适用于箱基、筏基；在工业厂房、民用建筑中均有大量应用。 ”故使用 CFG 法处理柱下独立基础是有理论依据的。 此时，一些设计人员对采用 CFG 法处理柱下独立基础还是有疑惑的，原因是建筑地基处理技术规范公式 7.1.5-2 中的面积置换率 m。对于独立基础下设置的三根及以上桩，对于桩围成的范围内的地基土，大家都认为处理效果没有问题；但是对于桩围成的范围以外，因为再无 CFG桩，认为处理效果不满足要求，故求置换率时，对于桩分担的面积不知取多大合适。 对于这个情况，我对公式 7.1.5-2 进行了一些推导，来论证桩分担的地基处理面积（Ae）和独立基础面积（A）之间的
5、关系。 m=d2/de2，则 m=Ap/ Ae 我们假定单桩承载力发挥系数为 1.0，所以根据公式 7.1.5-2 spk=（Ap/ Ae）（Ra/ Ap）+(1- Ap/ Ae)sk Aespk= Ra+(Ae - Ap)sk 根据建筑地基处理技术规范3.0.4 条，经处理后的地基，宽度修正系数取 0，深度修正系数取 1.0，所以a=spk 此时，我们设柱底内力及基础自重为 Fk+ Gk 则，Pk=（Fk+ Gk）/Aa=spk 取， （Fk+ Gk）/A =spk 独立基础承担的竖向力 Fk+ Gk 由基础下的桩（Ra）及基础下的地基土作为复合地基共同承担，所以独立基础以下由地基土提供的地
6、基承载力变为 (A - Ap)sk。 于是，式变为： （Ae/A）（Fk+ Gk）= Ra+(A - Ap)sk 根据式，进行推论 当 Ap0 时，式右侧变为 Ra+Ask，即，桩的承载力与基础下地基土的承载力之和，应等于 Fk+ Gk，所以 Ae/A=1。 当 Ap极大值时，即 Ap= A，式右侧变为 Ra 竖向承载力全部由桩承担，所以 Ae/A=1。 所以，对于独立基础来说，基础以下桩分担的地基处理面积应等于独立基础面积。对独立基础进行柱下复合地基计算时，可采用建筑地基处理技术规范公式 7.1.5-2，其中 m=（nAp）/A。 4. 工程设计 在工程设计时，我们可根据地基土的情况，以建筑
7、地基处理技术规范7.7.2 条为依据，选择合理的桩间距，并根据桩数设置的情况排布出独立基础的尺寸，按式求出各种独立基础的 Fk 之后，再根据柱底内力进行比对选用。 Fk= nRa+(A nAp)sk Gk n 独立基础下 CFG 桩的个数。 Ra 单桩竖向承载力特征值（kN） 。 A 独立基础面积（m2） 。 、sk 、Ap 见建筑地基处理技术规范7.1.5 条。 5. 单桩承载力及复核地基承载力检测 单桩承载力应根据相应规范要求进行检测。 复合地基承载力检测时，因为不同的独立基础，基底压力各不相同，我们不能对每一类型的独立基础都进行检测，这样既不经济也不合理，所以本文提供两种方法进行检测。
8、第一种，对每一类型的独立基础进行基地反力计算，选出最不利的一组形式，设计时把复合地基检测区域全部指定在改组独立基础下，并以此组独立基础基底压力定为复合地基承载力特征值。 第二种，找出基底压力最大的一组基础，其基础面积为 A，基础以下桩数为 n，基底压力为 P，则检测所需的压板面积为 A/n，设计给出试桩的压板面积（或直径） ，作用在压板上的竖向力（特征值）为 P（A/n） ，这样，对于试桩区域可不用做出指定。 6. 结束语 以上是我通过工程实例的设计，对柱下 CFG 基础设计的一些总结和推论。作为设计人员，我们在完成自己设计任务的前提下，应对自己设计的成果进行总结和推敲，这样才能使我们的设计水平得到提高，对规范得到深层次的理解。 参考文献 1 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011) 中国建筑工业出版社 2 建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2012) 中国建筑工业出版社 3 建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003) 中国建筑工业出版社
