CFG樁復(fù)合地基在某某地區(qū)的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析

1、CFG樁復(fù)合地基在某某城市建設(shè)中的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析某某市建筑勘察設(shè)計(jì)院摘要商洛素有“八山一水一分田”之稱，地形起伏大，嶺谷相間，地勢總體西北高、東南低，地處黃河、長江兩大流域。近年，商洛的城市建設(shè)日新月異，高層、大跨度建筑櫛次鄰比。為了提高城市土地的利用率，商洛的城市建設(shè)多建設(shè)在河流沖積作用形成的“川地”（河谷中的平地）中。但是，“川地”中的地基土承載力較低，含水量較高、壓縮性較大、土層性質(zhì)復(fù)雜多變，不能滿足工程建設(shè)要求，就需要對其進(jìn)行處理。地基基礎(chǔ)造價(jià)在工程建設(shè)中占到很大比例，對經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的商洛來說，合理、高效、低價(jià)的地基選型就很有必要。CFG樁：即水泥粉煤灰碎石樁，是由水泥、粉煤灰、碎石、

2、石屑和砂，加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。CFG樁復(fù)合地基：由CFG樁、樁間土和褥墊層共同作用構(gòu)成，適用于處理粘性土、粉土、砂土、非欠固結(jié)人工填土等地基。由于其能充分發(fā)揮樁間土的承載能力且樁身不配筋并摻入工業(yè)廢料粉煤灰代替部分水泥，因此能大幅降低工程造價(jià)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)還具有施工速度快、工期短、抗腐蝕和易控制等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 ：復(fù)合地基，CFG樁復(fù)合地基，商洛城市建設(shè)，經(jīng)濟(jì)。一、工程及地質(zhì)情況該建筑物，占地面積800m2、總建筑面積11809m2 ，為一幢地上十五層、地下一層的公寓樓。建筑高度為45.3米，為剪力墻結(jié)構(gòu)。工程場地位于丹江河北岸，其地貌單元屬I級階地。場地主要地層為

3、沖洪積作用形成的第四紀(jì)沉積物，以粉質(zhì)粘土和碎石類土為主，是地殼巖石經(jīng)風(fēng)化、地表水侵蝕等地質(zhì)作用、搬運(yùn)和堆積而成，其地層的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、厚度呈規(guī)律性分布。垂直方向，土質(zhì)分層明顯，承載力差異稍大；在水平方向上，各層層底標(biāo)高大部分差異不大，坡度小于10%。但在該擬建場地西南部第層粉質(zhì)黏土層底標(biāo)高差異較大，且在其底部含有粉沙質(zhì)黏土透鏡體，故該擬建建筑物場地地基土為不均勻性地基土。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場地內(nèi)及附近無不良地質(zhì)作用，地基穩(wěn)定性較好，場地屬于中硬土，場地類別為II類，抗震設(shè)防烈度為7度，抗震設(shè)防分類為丙類，該場地不考慮地基土的液化和震陷問題。場地環(huán)境類別為II類，通過對地下水的取樣分析可知：地下水

4、對混凝土結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在干濕交替下有微腐蝕性。(詳見表1、表2)。表1場地各巖土層分布及力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表層序巖土名稱厚度承載力特征值fak （原位試驗(yàn)取值，Kpa） 壓縮模量 (Mpa)雜填土3.04.2粉質(zhì)黏土5.79.51708.23圓礫0.82.117010透鏡體含粉砂粉質(zhì)黏土0.31.21154.20卵石局部未穿透33022強(qiáng)風(fēng)化泥巖1.84.030035中風(fēng)化泥巖未穿透50065說明：場地內(nèi)分布的第層粉質(zhì)黏土屬中壓縮性土，壓縮模量ES=8.23Mpa，黏聚力C=19kpa，內(nèi)摩擦角=21°；第1層圓礫為松散狀態(tài)，壓縮模量ES=10Mpa；含粉砂粉質(zhì)黏

5、土透鏡體屬中偏高壓縮性土，壓縮模量ES=4.20Mpa；第層卵石為稍密中密狀態(tài)，壓縮模量ES=22Mpa；第層強(qiáng)風(fēng)化泥巖ES=35Mpa；第層中風(fēng)化泥巖ES=65Mpa。表2地下水腐蝕性評價(jià)表評價(jià) 類別檢測 項(xiàng)目含量評價(jià)范圍腐蝕性綜合結(jié)果混 凝 土 結(jié) 構(gòu)SO42144.1294.25001500弱弱 Mg221.324.3<2000無PH值7.317.63>6.5無 侵蝕性 CO20<15無HCO3253.2292.9>1.0無鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的 鋼筋ClSO42-175.2342.05001500弱弱二、基礎(chǔ)方案選擇及經(jīng)濟(jì)性分析1，天然地基方案當(dāng)擬建公寓樓地下室埋深

6、為-6.0m，基礎(chǔ)若擬用筏形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)直接持力層大部分為1層圓礫，但由于其厚度較小，下部為厚度較大的第層粉質(zhì)黏土，其承載力特征值fak均為170Kpa，按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）第式對第1層圓礫下部的第層粉質(zhì)黏土進(jìn)行深寬修正如下（取地勘報(bào)告中ZK05孔為例）：假設(shè)筏板基礎(chǔ)寬21m則b=6.0m， d=5.7m =10KN/m3 m=15.4KN/m3 b=0.3 d=1.6fa =fak+b(b-3)+dm（d-0.5） =170+0.3×10×(6-3)+1.6×15.4×(5.7-0.5) =307Kpa<Pk=320K

7、pa在上述計(jì)算條件下，第層粉質(zhì)粘土進(jìn)行深寬修正后天然地基強(qiáng)度不能滿足要求，故擬建公寓樓天然地基方案不成立。2，鉆孔灌注樁樁基方案A，樁基持力層的選擇當(dāng)擬建公寓樓地下室埋深為-6.0m，由于該擬建建筑物基地壓力較大，且場地基巖埋深較淺，故本工程也可采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，場地內(nèi)分布的第層卵石及以下地層工程性能較好，均可作為樁端持力層。B,樁的極限側(cè)阻力和端阻力標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告可知，以ZK07地層為例，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長12m，樁徑1.00m，現(xiàn)按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）中、5.3.5條對單樁豎向承載力特征值Ra進(jìn)行估算： K=2 得,C，樁數(shù)和樁身總長根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告知

8、該工程占地面積S=800m2 ，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)fspk取320Kpa,經(jīng)計(jì)算知樁數(shù)為121根，樁身總長1452米。具體布樁根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力狀況進(jìn)行。D，優(yōu)缺點(diǎn)：該方案優(yōu)點(diǎn)在于單樁承載力高且穩(wěn)定，抗水平力強(qiáng)。缺點(diǎn)在于樁身質(zhì)量不易控制，易產(chǎn)生縮徑現(xiàn)象而導(dǎo)致鋼筋籠保護(hù)層厚度不足，該方案施工周期長。3，人工復(fù)合地基方案（CFG樁）：A,布樁方案及樁身系數(shù)當(dāng)擬建公寓樓地下室埋深為-6.0m，采用水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）復(fù)合地基對公寓樓進(jìn)行地基加固，以提高該場地的地基承載力特征值。以ZK07處地層資料為例，設(shè)CFG樁按等邊三角形進(jìn)行布樁，樁長8.5m，樁徑0.50m，樁間距2.00m。按照建筑

9、地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）中、9.2.5條對CFG樁復(fù)合地基承載力特征值進(jìn)行估算： m=0.057 得(工程經(jīng)驗(yàn)取值)CFG樁復(fù)合地基方案滿足設(shè)計(jì)要求，復(fù)合地基方案成立，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮滿足地基變形的有關(guān)規(guī)定。同時(shí)樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，本工程褥墊層取300mm，其材料為50%（瓜米石）+50%（中粗砂）。B,由樁頂應(yīng)力確定樁體強(qiáng)度： 為樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度，取C25滿足設(shè)計(jì)要求。C,樁數(shù)及樁身總長根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告知該工程占地面積S=800m2 ，經(jīng)計(jì)算知樁數(shù)為232根，樁身總長1972米。D,優(yōu)缺點(diǎn)該方案的優(yōu)點(diǎn)在于施工效率高、施工周期短（按單根樁長8.5米計(jì)，單機(jī)一天可成樁約40根

10、），成樁質(zhì)量易保證，樁身不配筋抗腐蝕性強(qiáng)。4，經(jīng)濟(jì)性分析根據(jù)場地的巖土工程條件和建筑物的結(jié)構(gòu)荷載特點(diǎn)，在安全可靠、施工便利的前提下，本著經(jīng)濟(jì)適用的原則，選擇樁基礎(chǔ)和CFG樁復(fù)合地基基礎(chǔ)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，以便選擇最佳方案。表4 樁基礎(chǔ)和CFG樁復(fù)合地基工程造價(jià)分析表基礎(chǔ)方案鉆孔灌注樁樁基CFG樁復(fù)合地基樁型1.00m0.50m設(shè)計(jì)樁數(shù)121根232根設(shè)計(jì)樁長12m8.5m總樁長1452m1972m樁體單價(jià)1228元/m（含成孔、泥漿制作、護(hù)壁、外運(yùn)、清孔、鋼筋籠制安、混凝土及砼灌注）510元/m （含打樁、砍樁、渣土外運(yùn)、清孔混凝土及砼灌注等）樁基總價(jià)1783056元1005720元承臺(tái)混凝土用量362m3480m3混凝土單方造價(jià)300元/方（C25）300元/方（C25）承臺(tái)混凝土造價(jià)108600元144000元承臺(tái)鋼筋用量14.52噸19.25噸鋼筋單價(jià)4500元/噸4500元/噸鋼筋造價(jià)65340元86624元褥墊層造價(jià)24000元（按每100元/m3）基礎(chǔ)總價(jià)1956996元1260344元按建筑面積折合價(jià)165.7元1