CFG桩在不设置后浇带高层建筑中的应用

李 风，冯 欣

（1.沈阳沿海荣天置业有限公司，辽宁 沈阳 110014；2.中国建筑设计集团有限公司辽宁分公司，辽宁 沈阳 110015）

1 工程概况

某工程建筑面积7万平方米，地上二十一层，建筑最高处92.7米，基础埋深19.1米。结构形式为框架-筒体结构，采用筏板基础。主裙楼相对关系见图1。底板尺寸为90×66m2。主楼板厚1.8m，裙房板厚1.0m。主楼标准层面积为：2300㎡。结构设计要求，主楼核心筒内复合地基承载力特征值670kPa，主楼以下核心筒外复合地基承载力特征值470Kpa。主楼最大沉降不大于45mm，核心筒内外沉降差不大于12mm。并且结构设计要求不能设置施工后浇带。

2 工程地质情况

（1）地层剖面图如图2所示。

（2）相关土层物理力学指标。

直接快剪N N63.5土层名称密度(g/cm3)天然含水量液性指数天然孔隙比Φ C 0.44 2.04压缩模量(MPa）17粉质粘土5细砂6层卵石7层粉质粘土8层卵石9层0.612 17.2（kPa）31.0 21.1%24.4%13.6 32.3 1.93 23.2 0.31 15 0.779 12 23.5 35.5

3 地基处理方案选择及CFG桩地基设计

3.1 地基处理方案选择

地基处理方案首先要满足结构设计要求，其次才考虑经济因素，本工程要求的地基承载力很高，同时对控制不均匀沉降也有严格要求。除桩基础外，在北京地区仅有CFG桩处理能满足结构设计对承载力和差异沉降的要求，考虑到主楼核心内外的承载力要求不同，进行了不同的设计，本工程基底位于④卵石层。但卵石层已经很薄，最薄处不足0.5m。因此其下的⑤粉质粘土是其主要受力层。其承载力及沉降不满足结构设计要求，必须进行地基处理。

3.2 CFG桩复合地基设计

（1）桩间土承载力确定

基底为④卵石层，勘察报告提供的地基承载力为400kPa，其下⑤粉质粘土承载力为230kPa，综合分析后，将桩间土的地基承载力按300kPa考虑。

（2）单桩设计

桩径410mm，选择第⑥/⑦层砂/卵石层作为CFG桩桩端持力层。桩长18.5m(保护桩长0.5m)，预估单桩极限承载力标准值1700kN。

根据以上的设计参数CFG桩单桩极限承载力：Quk=Qsk+Qpk

经计算，单桩承载力设计值按850kN计算。

桩体强度σP验算：σP=850/(0.41×0.41×0.785)=6441kPa

桩体混凝土等级为C25。R28=25000kPa>3σP满足强度要求。

（3）核心筒下复合地基

采用1.35m×1.35m正方形布桩

（4）核心筒外复合地基

采用2.0m×2.0m正方形布桩

（5）变形验算

由于核心筒内外承载力不一样，在用分层总和法进行沉降计算时，考虑了相邻荷载的影响。经程序计算，其结果为：核心筒底部最大沉降43.1mm，主楼下核心筒外36.4mm。满足设计要求。

（6）布桩

根据上述计算结果，在核心筒范围内采用1.35m×1.35m正方形布桩，核心筒外采用2.0m×2.0m正方形布桩，桩端进入第9层卵石约2m。

4 CFG桩检测

CFG桩施工结束后，建设单位委托国家检测中心对本工程的CFG桩复合地基进行了检测。共进行了5根单桩静载荷试验，和96根低应变检测。结果满足设计要求。选择其中两个典型的荷试验曲线见下图：

由上述曲线可知：在最大荷载1700kN时，单桩沉降量小于25mm。且完全处于弹性状态，因此本工程单桩承载力取850kN有较大的安全系数。

5 沉降观测结果分析

为保证沉降及沉降差满足设计要求，本工程进行了系统的沉降观测。从底板浇注开始（2003年6月）进行22次沉降观测直到交付使用，建筑物总体沉降已基本达到稳定（2005年4月），最后两次的沉降量满足Δs<1mm/100d。

为详细分析建筑物沉降随时间变化的关系，图5列出来15#点（位于建筑物核心筒中部）的沉降曲线，其它各点的沉降曲线总体态势基本一致。

根据曲线变化斜率将整个沉降曲线划分为两段，结构施工段沉降速率大，一般为0.18mm/d，装修及安装期间沉降速率小，一般为0.03mm/d，基本为结构施工的1/6。

6 结论

本文介绍的是一典型的同一个底板上有高层和车库的工程，并且结构设计要求不设置后浇带，通过对该工程的实测数据的分析，可以得出如下结论：

（1）在鞍山地区，对差异沉降要求严格的工程，采用CFG桩并根据结构设计要求进行不同的布桩方案是十分有效的。

（2）结构施工段沉降速率大，一般为0.18mm/d，装修及安装期间沉降速率小，一般为0.03mm/d，基本为结构施工的1/6。

设置后浇带给施工的工期和造价带来了诸多影响，本工程不设置后浇带的成功实践为类似工程积累了经验，可以作为类似工程的借鉴和参考。

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50007-2011建筑地基基础设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［2］张丹萍.软土地基处理施工技术［J］.建筑与预算，2013，06：71-72.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 94-2008建筑桩基技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［4］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 79-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［5］孙更生，郑大同.软土地基与地下工程［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［6］龚晓南.地基处理［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.