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1、4 7 6第五届全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集 C F G 短桩复合地基技术在高层建筑 地基处理中的应用 何世鸣 ( 北京市城建勘察测绘院， 北京1 0 0 0 1 ) 0 引盲 C F G 短桩复合地基技术是笔者在大量设计和施工实践以及对前人的资料进行对比、 分析研 究 基 础上 发 明 的 一 种 地 基 处 理 新 方 法， 并 经 过了 专 家 论 证 。 我 院自1 9 9 7 年2 月 开 始 应 用 这 项 新 技术， 至今已先后处理了 近三十栋高层建筑， 取得了明 显的经济效益和 社会效益。 经过大量的 实 践证明 该技术是一项省钱、 施工质量极易控制、 既能满足设计承载
2、力要求又能满足最终沉降量要 求的新技术。该项技术已人选工商出版社出版的( 中华优秀专利技术精选孰1 9 9 9 ) 下面介绍该技术在总参谋部北京地区 退休干部住宅区南1 0 , 2 楼中的 应用 1 工程概况 拟建总参谋部北京地区退休干部住宅区南1 , 2 . 楼位于朝阳区安定门外大屯， 安定路东侧， 北小河路与辛店村路之间， 由总参谋部管理局投资兴建， 由总参谋部管理局建筑设计院设计 南1 , 2 楼均为地上2 4 层， 地下2 层， 建筑物长度3 7 . 2 m ， 南边缘宽度2 4 m ， 北边缘宽度 3 6 . 1 m ， 箱形基础， 剪力 墙结构， t 0 标高相当于绝对标高南1 .
3、 楼4 4 . 1 2 m ， 南2 楼4 4 . 2 2 m ， 基础 埋深一 8 . 8 1 m 。按设计要求处理后地基承载力设计值4 5 0 k P a , 2 工程地质水文地质条件 2 . 1 地层概况 .根据北京市勘察设计研究院( 9 8 技1 0 1 4 号勘察报告 ， 拟建场区地层土分为人工堆积层、 新 近沉积层及一般第四纪沉积层。 人工堆积层: 分布 于地表的 粉质 粘土 填土 层 及房 渣土; 层， 厚度1 . 4 0 一 3 . 2 0 m o 新近沉积层: 位于人工堆积层以下， 呈带状分布在拟建南2 - 楼的西北和东南方向， 为粉质粘 土、 粘质粉土层。 第四纪沉积层:
4、该层位于人工堆积层和新近沉积层以下， 主要由下列土层组成: ( I ) 自 标高3 8 . 2 0 一 4 0 . 3 8 m以 下为粘质粉土、 粉质粘土层及砂质粉土、 粘质粉土， 层， 层E , = 6 . 6 M P a , (3 ， 层E , = 1 1 . 1 M P a o ( 2 ) 标高3 5 . 5 7 - 3 6 . 8 3 m以下为粉质粘土、 粘质粉土层。层间分布有中一 中 低压缩性的 砂 质 粉 土、 粘质 粉土 ， 层和中 高 压 缩性 的 粘土、 重粉 质粘 土 : 层。 层P 二 1 . 8 8 岁 。 时, E 。 二 5 . 0 M P a , 4 . 二 2
5、0 k P a , f , = 1 5 0 k P a ; ， 层P 二 1 . 9 7 g l c m , E . 二 1 6 . 9 M P a , q , = 3 0 k P a , f , = 1 8 0 k P a ; : 层P = 1 . 8 1 g l c m 3 ， E , = 4 . 8 M P a , q 。 二 2 0 k P a , 几= ( 3 ) 标高3 2 . 2 2 一 3 2 . 9 7 m N下为细、 中砂层。 1 5 0 k P a o 该层顶部分布有细、 粉砂， 层。砂层总厚 度为3 . 4 0 一 3 . 9 0 m . 层E . 二 3 5 M P
6、a , q , = 4 0 k P a , f , = 2 8 0 k P a ; ， 层E 。 二 3 0 k P a , q 。 二 4 0 k P a , 几= 2 6 0 k P a . 何世鸣: C F G 短桩复合地基技术在高层建筑地基处理中的应用 4 7 7 (4) 标高28， 42一 29. 57m以 下为 粉质粘土、 粘质粉土 层， 及 粘土、 重粉质粘土. 层。 层间 夹 有 低压 缩性的 粉、 细 砂 2 层及 粘质粉土、 砂质粉土 ， 层。 层户 = 2 ， 03岁 丽 ， E ， 二 11 . 7 M 几， q . = 35k p a ，几二 23 o k-Pa; ，
7、 层p 二 1 . 88创 耐 ， E . 二 9 . 4 M I 、 ， q . 二 30kPa ， 凡二 2 。 kPa ; 吼 层E 一刃M l 、 ， ， . 二 40k l 、 ，几二 2 印“ 、 ; ， 层夕 二 2 . 02砂 cm3 ， E 。 二 16. 7 M Pa， q . 二 40kPa ，几二 乃Ok P a c ( 5)标高ZD. 印一 21 叨m以下为粉质粘土、 重粉质粘土层及粘土、 重粉质粘土吼 层， 并分 布 有 低 压缩 性的 粉、 细 砂: 层及粘质粉土、 砂质 粉土么 层。 层尸 = 1 . 98砂 cm， ， E 一 13 . 7 M p a ， q
8、 . 二 35kPa。 ， 层E = 45M p a ， q 。 二 45kPa。 么 层尸 二 1 . 89 耐 ， E . 二 117 M Pa， ， . 二 35 U 、 ; 3 层E . = 25. 7 M Pa， q . = 40k l 、 0 自 标高约29， 00。左右以下主要为粘性土层， 包括层和层的总厚度约为24米左右， 层 中 于标高16， 72一 18. ZDm以 下有规律的分布粉、 细砂。 夹层， 层厚为1 . 10一 2 . oom 。 ( 6)标高4 . 18一 6 . 63。以 下为卵石、 圆砾层及细砂1 层， 标高3 ， 63一 4 . 此m以下分布夹 有 粉
9、质 枯 土、 粘 质 粉 土 : 层， 均为 低压 缩性 。 层E 一l ooM I 、 ， q ， 二 1 姗 kPa。 ， 层E . 二 45k l 、 ， q . 二 45k l 、 ， 外= s ook p a o 2 ， 2 地下水概况 地下水水位各层分布情况见表 1 。 裹 1 地下水各层分布倩况衰 水位层号静止水位埋深/m静止水位标高加 地下水类型 第一层5 一 加 5 . 即 35 . 盯 一肠 . 78台地潜水 第二层8 一 扔一 9 . 叨 驼 ， 45 33 20层间水 第三层1 4 刀0一1 5 劝一践 阶 一 二 33 层间水 第四层23 20 ， 24 . 扣 1
10、7. 朽 、1 8. 40层间水 第五层3 3 ， 即 36 卜 刀 5叻 、 色23僧水 本场区第一层地下水中 仅腐蚀性介质Cl在干湿交替状况下， 对钢筋混凝土中的 钢筋具弱腐 蚀性。 2 . 3 建筑抗震设计的有关资 并 根据勘探结果， 拟建场区菠盖层巧m 深度范围内的平均剪切波速值， .二 2 4( ! 而5 。场地土 类型定为中 软场地土， 场地夜盖层厚度大于80。 ， 建筑场地类别属于m 类。 根据 北京地区 地震烈度区划图 ， 拟建场区地震基本烈度为8 度。 在北京地区 进行抗震设计时仅考虑近震影响， 该场区 地墓土无液化的可 能性。 3 地甚处理方案设计 31 设计原剧 满足设计
11、要求的复合地基承载力经深度修正后不小于4 ， k p a o 软弱下卧 层满足强度要求。 4 7 8第五届全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集 建筑物地基最终沉降量不大于s cm及倾斜值满足规范要求。 3 . 2 设计依据 北京市勘察设计研究院 总 参谋部北京地区退休干部住宅小区( 南 1 御 、 2 诊 楼) 岩土工程勘察 报告 工程编号98技改01 4; 总参谋部管理局建筑设计院 结一 2 号 总参大屯退干南1 禅 住宅 总参大屯退干南2 “ 住宅 基础平面( 地基处理) 图。 3 . 3 地墓处理方案选择 勘察报告建议的方案有以 下4 种: ( 1) 采用浅层土换填处理的天然地基方案，
12、挖除较软的粘性土层和， 、 2 层， 将槽底加深 至 标高为32. 20一 32. 70m ， 持力层土质为 细、 粉 砂: 层和 细中 砂层， 然后采用 低标号素混 凝土 或 级配 砂石 分层 压实回 填至 拟定的设 计基础底面 标高约为35， 刃m ， 地基承载力标准值( 几) 为 划 U 、 ， 并 经粉、 细 砂， 层深度 修正 后的 承 载力fa设计。 ( 2)鉴于拟建高层住宅均为单体建筑， 各幢楼的地层土质分布较为均匀， 又无裙楼相连接等 有利情况， 可在满足高层建筑地墓变形许可值的条件下， 再由基础造价的对比 后， 可考虑楷底加 深 至 标高3400m ， 在持 力层粉、 细砂，
13、 层和细、 中 砂 层以 上， 保留 粉质 粘土、 粘质粉土 层和 粘土、 重粉质粘土吼 层的厚度在1 . 加一 1 . ，m ， 且结合槽底的 普遍钎探结果控制保留土层的均 匀性， 然后采用低标号的素混凝土回填至设计基底标高， 按照此种浅层土换填处理的地基承载力 标 准值( 几) 为1 即k P a ， 并经粉质粘土、 粘质粉土层。 按基础砌置标高34. oom 进行深度修正 后的 承载力f.设 计。 ( 3)采用钻孔灌注桩方案 有 关 钻 孔 灌 注 桩 桩 端 土 的 承 载 力 标 准 值q ， 和 桩 周土 各 层的 摩 擦 力 标准 值q . ， 按 勘 察 报告 给出的值进行计算
14、。 ( 4)采用预制桩桩基方案 1) 选用声 幻 一 如rlun 预 应力离心 混凝土管 桩， 桩尖须进人持力 层细 砂1 层内 不小于0 . ， m ， 下卧层为卵石、 圆 砾层， 建议单桩竖向 承载力标准值按1 中 J k N j 根考虑。 2 ) 为了 桩基施工能顺利进行， 建议采取先钻后打， 预钻的引孔深度和直径由试验桩确定， 同 时应在施工前将地下水降至标高28. 印m以 下， 以防止预钻孔和打桩时发生涌砂、 塌孔现象。 3)打桩过程中应采取合理的打桩顺序和施工进度， 以控制桩顶上涌量， 并对上涌量进行监 测， 研究打桩时对附近建筑物有无不良 影响。 其它建议: 经过与设计负责人研究
15、， 可 考虑采用C 兀 桩复合地基。 经过多种方案比 较， 并发挥我院在C 几 短桩复合地基方面的研究成果， 综合考虑优选安全、 合理、 经济、 技术可行、 工期短的 方案， 选择小间 距哑桩复合地基方案。 3 . 4 方案设计 3 . 4 . 1 设计参数选择 ( 1)桩径 笋 450二 ; ( 2)桩间距0 . g m ， 外围局部 1 ， o m ; ( 3)置换率 。二 0 ， 2 2 6 8 ; ( 4 ) 布桩方式正三角形; 何世鸣: C FG 短桩复合地基技术在高层建筑地基处理中的应用 47 9 (5) 桩端持力层: 细、 粉砂， 层; ( 6)有效桩长3 . 2 一 39 m ; ( 7)总桩数为两栋楼各1 7 即根。 3 . 4 . 2单桩承 载力计算 单桩承载力标准 值R k 可 按下两式 计算， 取 其较小者。 初选c FG强度为c 1 5 。 R 二 碑四 A ， = 0 3 x l ， X 冤 x o 1 59二 7 1 5 . s kN( 1 ) 凡= ( 叭艺 。 h + ， ， A ， ) I K( 2 ) 式中 : R 为自 由 单 桩 承 载力 标 准 值， kN; ， 为 取。 . 3 一 0 . 3 3 ; R 加 为 桩 体28 d 立 方 体 试 块 强 度(
