对复合地基检测结果不满足承载要求的分析及处理

刘世辉

摘    要：对复合地基桩型的选用须根据加固地基的土性和设计要求的承载力提高幅度等条件合理选择。某高层住宅采用预应力管桩复合桩基，管桩静载试验和复合地基压板试验结果显示管桩单桩承载力及复合地基的承载力均不能满足设计要求。分析本工程未达到设计承载力的原因并提出处理方案。

关键词：地基处理;复合地基;多桩复合地基;桩筏基础

1  工程概况

位于广东省连州市的某商住楼A#、B#为地上28层，高约85.50m，地下室一层（高约3.00m），基底占地面积分别为506.04m2、509.10m2，总建筑面积分别为14719.38m2、14817.37m2。建筑物首层、地下室为车库，二层以上为住宅用途。建筑物设计±0.000标高为99.600m（黄海高程）。拟建场地属山区河流冲洪积地貌单元，现地面标高为97.75m98.86m，最大高差为1.11m，整个场地基本平整，但局部地段高低不平。地基主要由第四系填土、冲洪积层组成，基岩为第三纪粉砂质泥岩。

2  结构计算参数选取

项目所在地为清远连州，抗震设防烈度为6度（0.05g），地震分组为第一组，结构形式为剪力墙结构，抗震等级为四级。50年重现期风压为0.3kPa，地面粗糙度为B类。

3  原基础设计

原设计采用预应力管桩复合地基，管桩直径为500mm，单桩承载力特征值取为1100kPa。桩端持力层为强风化粉质砂岩或中风化粉质砂岩。筏板面相对标高为-3.90m，筏板厚1.5m，局部2.0m。管桩在筏板范围内按间距2.2m均匀布置。桩间土为新近素填土，原设计提出进行处理后考虑承载力为90kPa，但未提出采用何种处理措施。桩顶设300mm厚褥垫层。设计要求复合地基承载力特征值为280kPa。

4  现场施工情况

现场已施工完毕全部管桩，并进行部分褥垫层的铺设，根据现场反馈信息，管桩只进入②2卵石层顶，无法到达强风化粉质砂岩或中风化粉质砂岩。桩间土未采取处理措施。

5  基础静载试验结果

根据管桩静载试验和复合地基压板试验结果：（1）管桩残余变形达40%，管桩变形主要集中在1倍承载力加载量至2倍承载力加载量时发生。由此可见，管桩承载力特征值1100kN已比较高。（2）复合地基残余变形达到90%，变形主要集中在1倍承载力加载量至2倍承载力加载量时发生。由试验结果可知，未处理过的桩间土不可承受上部荷载，甚至可能存在对管桩的不利影响。

6  地基基础处理方案调整思路

根据管桩静载试验和复合地基压板试验结果。目前的基础承载力不足以承受上部塔楼荷载。经多方会议讨论及与工程单位的沟通了解，采取对桩间土进行注浆加固处理的方案存在施工难度大，施工质量无法保证的情况。

故处理方案主要围绕施工难度较小的管桩方案进行。

管桩布置思路：

剪力墙位置增加布置管桩，形成竖向荷载和桩反力的直接传力平衡。经核算和优化采取在原有每个2.2m[×]2.2m的桩间距中心增设一根管桩的方案;

非剪力墙位置尽量不增加管桩，较少通过筏板进行传力的比例，此举也是为后面优化筏板厚度做准备;基础计算时弱化桩间土的作用，直接做成桩筏，管桩预留钢筋锚入筏板，取消原设计的褥垫层。

原设计思路虽然是复合地基，但是基本上起决定作用的是桩，桩间土作用基本可以忽略，甚至桩间土有不利影响。所以桩应布置在筏板范围内，而不应超出筏板边线，故对筏板的外边线进行外扩500mm1000mm。

7  調整后的计算结果

由下方计算结果可知，增加了管桩后，有效的控制了剪力墙底部管桩的反力。桩间土作用基本上也控制在很小的范围。

8  复合地基的桩型选择

复合地基以其工艺简单、施工方便、造价低廉等技术经济优势成为应用最广泛的地基处理方法之一。复合地基的桩型很多，不同的桩型加固机理和加固效果是不同的。其桩型选择与被加固地基的土性和设计要求的承载力提高幅度有关。几种典型地基的桩型可参考如下方式选择：（1）对压实填土地基当要求的复合地基承载力提高幅度较大时，宜首选刚性桩复合地基方案。（2）以建筑垃圾（无大体积混凝土梁板、无生活垃圾）为主要成分的杂填土地基，对建筑物荷载比较均匀、荷载水平不高的建筑物可选择置换率较大的振冲碎石桩复合地基、柱锤夯扩桩复合地基或复合载体桩复合地基。（3）对局部含淤泥、淤泥质土的不均匀地基，适合采用刚性桩复合地基和桩基。对减少地基变形和消除不均匀地基的不均匀变形具有显著效果。（4）对处理可液化地基可采用碎石桩法。当建筑物荷载较大而要求加固后的复合地基承载力较高时，可采用碎石桩和刚性桩（如CFG桩）组合的多桩型复合地基方案。（5）对具有两个好的桩端持力层的地基且地基承载力要求较高时，可采用一部分桩的桩端落在第一个持力层上另一部桩的桩端落在第二个持力层上，形成分长短桩的复合地基。

9  结束语

本工程对地基的承载能力和变形要求较高。原设计采用预应力管桩复核地基，现场施工桩端持力层为卵石层并未达到原设计的强风化粉质砂岩或中风化粉质砂岩持力层，且原设计对浅层欠固结的桩间土未做处理。管桩静载试验和复合地基压板试验结果显示单桩承载力及复合地基承载力均不能满足设计承载及变形要求。根据本工程的土层情况及承载力与变形的控制要求适合选用多桩型复核地基。对复合地基承载力贡献较大或用于控制复合土层变形的长桩应选择相对较好的持力层，对处理欠固结土的增强体其桩长应穿越欠固结土层。本工程可考虑采用水泥粉煤灰碎石桩和高强预应力管桩组合的多桩型复核地基。后期处理因现场对桩间土进行加固处理方案存在施工难度大，施工质量无法保证的情况，故对本工程采用将基础形式改变成桩筏基础的方案。具体措施为取消褥垫层，管桩预留钢筋锚入筏板，剪力墙位置处增设管桩。设计复合地基时须综合考虑被加固地基的土性和设计要求的承载力等因素选用适合的复合地基桩型，其单桩承载力应由静载荷试验确定。

参考文献：

[1] 闫明礼.地基处理技术[M].北京：中国环境科学出版社，1996.

[2] JGJ 79—2012.建筑地基处理技术规范[S].

[3] JGJ 94—2008.建筑桩基技术规范[S].