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摘要：本文通过工程实例，介绍组合复合地基处理方法在高层建筑中的应用，为今后的工程提供可靠的工程经验，有助于湿陷性黄土地基的处理技术提高。
关键词：组合复合地基；湿陷性； 地基承载力。
中图分类号：TU44文献标识码： A
引言：随着城市现代化建设的飞速发展，高层建筑愈来愈多，高度不断地提高，如何处理在湿陷性黄土地区建设高层建筑，一直是工程技术人员研究的课题。三门峡市某高层建筑地基处理设计中，根据地层情况，联合采用CFG桩和挖孔夯扩挤密桩组合复合地基方案，充分利用价格低廉的挖孔夯扩挤密桩的夯扩挤密作用消除黄土层的湿陷性，通过钻孔压灌CFG桩提高地基承载力和控制沉降。既满足了设计要求，又大大节约了工程造价。
一、工程概况
某高层建筑位于三门峡黄河西路北侧，为地上32层，地下一层。采用灰土挤密桩和CFG桩组合复合地基，基础采用筏板基础。拟建场地地貌单元属于黄河III级阶地，地层分布主要呈河流阶地“二元”结构，上覆为第四纪冲洪积作用所形成的黄土状粉土、黄土状粉质粘土及砂层，下伏为细沙及卵石层。建筑物持力层为(4)黄土状粉土，地基承载力标准值为135kPa。压缩模量最小7.4MPa，属中压缩性土。根据土工试验结果，地基土湿陷系数在0.015～0.081之间，湿陷程度主要为中等，局部强烈,湿陷性土层最大深度为26.5m左右，（10）层上部具湿陷性，湿陷性相对较强，属于自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）~Ⅲ级（严重）。
二、地基设计
根据工程地质条件和建筑物设计要求，本工程应处理基础底面以下的全部湿陷性黄土层，同时桩体根据上部结构荷载计算结果要求地基承载力特征值不应小于550KPa。如果采用灰土挤密桩，虽然能够全部消除湿陷，但其复合地基承载力只能达到200KPa左右，难以满足上部结构的要求。设计中采用了灰土挤密桩与CFG桩组合复合地基处理的方法加以解决，利用挤密桩对场地土进行挤密处理以消除湿陷性，利用CFG桩复合地基承载力高的特点承担上部结构荷载，减小变形。
灰土挤密桩在复合地基中主要起到以下作用：( 1)分担荷载, 降低土中应力。灰土桩具有一定的凝胶强度, 其变形模量是桩间土的10倍以上,因此灰土桩承担着很大一部分荷载。( 2)桩对土具有侧向约束作用, 可有效阻止桩间土的侧向变形。( 3)由于成桩挤密效应及灰土较好的隔水性,增强了消除湿陷性的效果。
CFG 桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。 CFG桩复合地基处理技术应用广泛，实用性强，涉及的工程类型有多层普通工业与民用建筑、高耸构筑物和高层建筑物等，在工程中得到越来越广泛的应用，但对湿陷性黄土地基、软塑、流塑状态的地基土则不适用。
组合型复合地基是在单一桩型复合地基的理论基础上发展和演化而來的，组合型复合地基可以充分发挥两种不同桩长(桩径)、不同刚度竖向增强体在复合地基中的各自特点，很好的满足特殊地质条件下的承载力和变形要求，使复合地基更加完善，处理效果更加理想。单一桩复合地基的承载力计算公式地基处理规范已有明确规定，组合型复合地基的承载力计算便是在单一桩型复合地基承载力计算的基础之上，按照叠加原理得出组合型复合地基承载力计算方法，在这方面国内有不少知名专家均有较深入的研究。
三、地基处理设计方案
灰土挤密桩(DDC)预成孔直径400mm，成桩直径610mm，桩长21m，桩距900mm，等边三角形布桩，填料采用2:8灰土。 CFG桩桩径600mm，桩距1800mm，等边三角形布置在素土挤密桩的间隙里（相邻三个灰土桩的形心处），桩长21m，穿越湿陷土层，桩端位于地质报告所提第（10）层土上，在CFG桩顶设300厚的褥垫层，以保证灰土挤密桩、CFG桩及桩间土协同工作。桩平面布置如下图:
桩间土的最小挤密系数可按下式计算：
式中：--- 挤密填孔后，3个孔之间形心点部位土的干密度（g/cm3）；
---击实试验确定的最大干密度（g/cm3）。
四、可行性
1、CFG桩复合地基是一种较成熟的地基处理方法。素混凝土桩复合地基，是常用的高层建筑地基形式之一。近年来CFG复合桩广泛用于高层建筑。
2、组合型复合地基是在单一桩型复合地基的理论基础上发展和演化而来的，组合型复合地基可以充分发挥两种不同桩长(桩径)、不同刚度竖向增强体在复合地基中的各自特点，很好的满足特殊地质条件下的承载力和变形要求，使复合地基更加完善，处理效果更加理想。单一桩复合地基的承载力计算公式地基处理规范已有明确规定，组合型复合地基的承载力计算便是在单一桩型复合地基承载力计算的基础之上，按照叠加原理得出组合型复合地基承载力计算方法，在这方面国内有不少知名专家均有较深入的研究。
3、经考察临近地区工程经验，采用组合型复合地基在豫西黄土地区已有很多工程采用了该方案，如洛阳汉德丹尼斯项目、三门峡灵宝购丰广场等项口，并且效果良好，所以经初步论证，认为采用组合型复合地基是可行的。
五、试桩验证结果
为验证该方案的可靠性，本项目先后在场地外围进行了两次试验性打桩，并对湿陷性消除情况和复合地基承载能力进行了检测。
本次评价桩间土的湿陷性消除情况，通过五个探孔对桩间土采集Ⅰ级土样，并进行室内土工试验后综合确定。由土工试验成果表及物理力学指标统计表（桩间土）可知：在地基处理范围内，其中4个探井桩间土的土样湿陷性已消除，自重湿陷系数均小于0.015。仅1个探井桩间土的自重湿陷量计算值为38mm，自重湿陷性未消除，自重湿陷系数在0.016～0.026之间，湿陷等级为非自重Ⅰ级。原因分析：1.施工原因：落距达不到要求，2.由于上部土层自重压力较小挤密隆起引起的，3.处理后停止时间较短造成。后经过上部预留不小于2.0m厚的土层，增加自重压力，调节施工工艺，增大落距，减少回填量等方法进行了方案修正，经再次检测湿陷性已完全消除。
通过随机抽取三点进行灰土挤密桩处理后复合地基载荷试验检测灰土挤密桩的承载力，根据3点复合地基载荷试验结果，确定本点复合地基承载力特征值为201.6kPa复合地基载荷试验概况详下表：
复合地基载荷试验概况表
本工程低应变检测CFG桩桩身完整性，所测的CFG桩均属于完整桩或基本完整桩。
根据检测报告得知，各项指标均达到设计要求。
六 结论和建议
1根据该工程处理方案的跟踪测试结果表明，灰土挤密桩与CFG桩组成的组合复合地基分步处理湿陷性黄土地基，即能有效消除地基土的湿陷性，又能使复合地基的承载力得到大幅度的提高，作为高层建筑下湿陷性黄土地基处理方法是可行的。
2 灰土挤密桩与CFG桩组成的组合复合地基的工程总体造价较低，较传统的处理方法更为经济，而且灰土挤密桩和CFG桩施工都很方便，材料和施工设备均比较普遍，值得在工程中推广。
3在实际应用当中，还需要不断总结优化，确定的桩径、桩长和平面布置形式，施工过程中应严格控制施工质量，进一步研究灰土桩和CFG的协用机理， 使该技术不断成熟和发展。
参考文献：
[1].GB50025—2004，湿陷性黄土地区建筑
[2].JCJ 79—2012，建筑地基处理技术规范
[3].吴耀祖,赵锦明.DDC法处理黄土湿陷性效果检验[J].岩土工程界,2005,03
关键词：组合复合地基；湿陷性； 地基承载力。
中图分类号：TU44文献标识码： A
引言：随着城市现代化建设的飞速发展，高层建筑愈来愈多，高度不断地提高，如何处理在湿陷性黄土地区建设高层建筑，一直是工程技术人员研究的课题。三门峡市某高层建筑地基处理设计中，根据地层情况，联合采用CFG桩和挖孔夯扩挤密桩组合复合地基方案，充分利用价格低廉的挖孔夯扩挤密桩的夯扩挤密作用消除黄土层的湿陷性，通过钻孔压灌CFG桩提高地基承载力和控制沉降。既满足了设计要求，又大大节约了工程造价。
一、工程概况
某高层建筑位于三门峡黄河西路北侧，为地上32层，地下一层。采用灰土挤密桩和CFG桩组合复合地基，基础采用筏板基础。拟建场地地貌单元属于黄河III级阶地，地层分布主要呈河流阶地“二元”结构，上覆为第四纪冲洪积作用所形成的黄土状粉土、黄土状粉质粘土及砂层，下伏为细沙及卵石层。建筑物持力层为(4)黄土状粉土，地基承载力标准值为135kPa。压缩模量最小7.4MPa，属中压缩性土。根据土工试验结果，地基土湿陷系数在0.015～0.081之间，湿陷程度主要为中等，局部强烈,湿陷性土层最大深度为26.5m左右，（10）层上部具湿陷性，湿陷性相对较强，属于自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）~Ⅲ级（严重）。
二、地基设计
根据工程地质条件和建筑物设计要求，本工程应处理基础底面以下的全部湿陷性黄土层，同时桩体根据上部结构荷载计算结果要求地基承载力特征值不应小于550KPa。如果采用灰土挤密桩，虽然能够全部消除湿陷，但其复合地基承载力只能达到200KPa左右，难以满足上部结构的要求。设计中采用了灰土挤密桩与CFG桩组合复合地基处理的方法加以解决，利用挤密桩对场地土进行挤密处理以消除湿陷性，利用CFG桩复合地基承载力高的特点承担上部结构荷载，减小变形。
灰土挤密桩在复合地基中主要起到以下作用：( 1)分担荷载, 降低土中应力。灰土桩具有一定的凝胶强度, 其变形模量是桩间土的10倍以上,因此灰土桩承担着很大一部分荷载。( 2)桩对土具有侧向约束作用, 可有效阻止桩间土的侧向变形。( 3)由于成桩挤密效应及灰土较好的隔水性,增强了消除湿陷性的效果。
CFG 桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。 CFG桩复合地基处理技术应用广泛，实用性强，涉及的工程类型有多层普通工业与民用建筑、高耸构筑物和高层建筑物等，在工程中得到越来越广泛的应用，但对湿陷性黄土地基、软塑、流塑状态的地基土则不适用。
组合型复合地基是在单一桩型复合地基的理论基础上发展和演化而來的，组合型复合地基可以充分发挥两种不同桩长(桩径)、不同刚度竖向增强体在复合地基中的各自特点，很好的满足特殊地质条件下的承载力和变形要求，使复合地基更加完善，处理效果更加理想。单一桩复合地基的承载力计算公式地基处理规范已有明确规定，组合型复合地基的承载力计算便是在单一桩型复合地基承载力计算的基础之上，按照叠加原理得出组合型复合地基承载力计算方法，在这方面国内有不少知名专家均有较深入的研究。
三、地基处理设计方案
灰土挤密桩(DDC)预成孔直径400mm，成桩直径610mm，桩长21m，桩距900mm，等边三角形布桩，填料采用2:8灰土。 CFG桩桩径600mm，桩距1800mm，等边三角形布置在素土挤密桩的间隙里（相邻三个灰土桩的形心处），桩长21m，穿越湿陷土层，桩端位于地质报告所提第（10）层土上，在CFG桩顶设300厚的褥垫层，以保证灰土挤密桩、CFG桩及桩间土协同工作。桩平面布置如下图:
桩间土的最小挤密系数可按下式计算：
式中：--- 挤密填孔后，3个孔之间形心点部位土的干密度（g/cm3）；
---击实试验确定的最大干密度（g/cm3）。
四、可行性
1、CFG桩复合地基是一种较成熟的地基处理方法。素混凝土桩复合地基，是常用的高层建筑地基形式之一。近年来CFG复合桩广泛用于高层建筑。
2、组合型复合地基是在单一桩型复合地基的理论基础上发展和演化而来的，组合型复合地基可以充分发挥两种不同桩长(桩径)、不同刚度竖向增强体在复合地基中的各自特点，很好的满足特殊地质条件下的承载力和变形要求，使复合地基更加完善，处理效果更加理想。单一桩复合地基的承载力计算公式地基处理规范已有明确规定，组合型复合地基的承载力计算便是在单一桩型复合地基承载力计算的基础之上，按照叠加原理得出组合型复合地基承载力计算方法，在这方面国内有不少知名专家均有较深入的研究。
3、经考察临近地区工程经验，采用组合型复合地基在豫西黄土地区已有很多工程采用了该方案，如洛阳汉德丹尼斯项目、三门峡灵宝购丰广场等项口，并且效果良好，所以经初步论证，认为采用组合型复合地基是可行的。
五、试桩验证结果
为验证该方案的可靠性，本项目先后在场地外围进行了两次试验性打桩，并对湿陷性消除情况和复合地基承载能力进行了检测。
本次评价桩间土的湿陷性消除情况，通过五个探孔对桩间土采集Ⅰ级土样，并进行室内土工试验后综合确定。由土工试验成果表及物理力学指标统计表（桩间土）可知：在地基处理范围内，其中4个探井桩间土的土样湿陷性已消除，自重湿陷系数均小于0.015。仅1个探井桩间土的自重湿陷量计算值为38mm，自重湿陷性未消除，自重湿陷系数在0.016～0.026之间，湿陷等级为非自重Ⅰ级。原因分析：1.施工原因：落距达不到要求，2.由于上部土层自重压力较小挤密隆起引起的，3.处理后停止时间较短造成。后经过上部预留不小于2.0m厚的土层，增加自重压力，调节施工工艺，增大落距，减少回填量等方法进行了方案修正，经再次检测湿陷性已完全消除。
通过随机抽取三点进行灰土挤密桩处理后复合地基载荷试验检测灰土挤密桩的承载力，根据3点复合地基载荷试验结果，确定本点复合地基承载力特征值为201.6kPa复合地基载荷试验概况详下表：
复合地基载荷试验概况表
本工程低应变检测CFG桩桩身完整性，所测的CFG桩均属于完整桩或基本完整桩。
根据检测报告得知，各项指标均达到设计要求。
六 结论和建议
1根据该工程处理方案的跟踪测试结果表明，灰土挤密桩与CFG桩组成的组合复合地基分步处理湿陷性黄土地基，即能有效消除地基土的湿陷性，又能使复合地基的承载力得到大幅度的提高，作为高层建筑下湿陷性黄土地基处理方法是可行的。
2 灰土挤密桩与CFG桩组成的组合复合地基的工程总体造价较低，较传统的处理方法更为经济，而且灰土挤密桩和CFG桩施工都很方便，材料和施工设备均比较普遍，值得在工程中推广。
3在实际应用当中，还需要不断总结优化，确定的桩径、桩长和平面布置形式，施工过程中应严格控制施工质量，进一步研究灰土桩和CFG的协用机理， 使该技术不断成熟和发展。
参考文献：
[1].GB50025—2004，湿陷性黄土地区建筑
[2].JCJ 79—2012，建筑地基处理技术规范
[3].吴耀祖,赵锦明.DDC法处理黄土湿陷性效果检验[J].岩土工程界,2005,03