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摘要：针对攀枝花市西区动力站片区安置房6#、7#楼地基土为欠固结人工填土，地基承载力不能满足设计要求。提出采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）二元复合地基的方法。工程实践证明，采用该方法处理能满足地基承载力和不均匀变形地基要求，取得了较好的处理效果及经济效益。
关键词：二元复合地基 欠固结人工填土 设计施工 检测
1 工程概况
攀枝花市西区动力站片区安置房6#、7#楼位于攀煤集团公司精煤分公司机修厂家属区。均为四层，砖混结构。场地表层原为杂填土，目前已清除原杂填土，由素填土回填成为一平台。由于回填土为素填土，未经分层碾压夯实，且填筑时间短，填筑深度大，不能作为基础持力层，因此必须进行处理。经过多方案比较，决定采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）二元复合地基来对欠固结人工填土进行处理，以控制地基变形及提高地基土的承载能力。
2 工程地质条件
2.1 地层地质
①第四系全新统杂填土（Q4ml）
棕黄、褐黄、灰黑色，主要由坡积粘土、粗砂岩碎屑夹砖块、砼块、煤矸石、碳灰以及生活垃圾等组成，干～稍湿，松散，该层在各钻孔中均有分布，钻孔揭露厚度在0.70～6.00米之间。该层在回填素填土前已清除。
②第四系坡残积粉质粘土（Q4dl+el）
棕红、褐黄色，稍湿，可塑～硬塑状，含长石、石英颗粒，局部含碎石小颗粒及30%左右卵石，卵石主要成分为花岗岩、玄武岩及砂岩等，粒径在20～60 m m不等，大者达150 m m，该层钻孔揭露厚度在1.50～8.80米之间。
③三叠纪强风化粗砂岩（T3b）
紫红、棕红色，中～粗粒结构，厚层状构造，主要造岩矿物为长石、石英，次含云母等，表层风化裂隙较发育，裂面见铁锰质斑点，表层大部份矿物风化蚀变为粘土，岩芯多为土状及粗砂状，少量呈2～5cm碎块状，深部岩芯多呈短柱状及长柱状，稍湿。该层厚度大，地层稳定，组成整个拟建场地基底，钻孔揭露厚度为3.30～7.40米，未揭穿。
各土层的物理力學指标见表1。
2.2 地下水
整个拟建场地范围内未发现地下水。
3 碎石桩及CFG桩二元复合地基处理设计
3.1 相关计算
3.1.1 碎石桩：
⑴、面积置换率m：
取80kPa；取300kPa；=100kPa。
⑵、桩中心距s：
（等边三角形布桩）取。
3.1.2 CFG桩：
经碎石桩处理后桩间土承载力特征值提高至80kPa（为安全计，不考虑碎石桩承载力，仅考虑加固土体的承载力）。
⑴、单桩竖向承载力特征值Ra：
式中：桩端进入粉质粘土（Q4dl+el）3m，=10kPa，
=1200kPa，计算式如下：
Ap=πd2/4=π（0.4）2/4=0.1256㎡
=1.256×10×3=37.68kN（进入（Q4dl+el）3m）
=1200×0.1256=150.72kN
代入上式：
Ra=150.72+37.68=188.4kN 取 Ra=180kN
⑵、面积置换率m：
式中：=200kPa
=180kN
=0.1256m2
=0.8
=80kPa
代入上式，求得：m=0.099
⑶、CFG桩中心距S：
S =1.27/1.13=1.12 m（按正方形布桩）Ae=1.26m2 取Ae=1.2 m2
S =1.27/1.05=1.21 m（按三角形布桩） Ae=1.27m2 取Ae=1.2 m2
根据基础底面宽度计算桩的中心距s：
1-1（按矩形布桩） b=1.1m，s=1.1m，取s=1.1m（单排）
2-2（按三角形布桩） b=1.4m，s=1.0m，取s=1.0m（交错）
3.1.3 复合土层压缩模量
Esp=ξEs=fspkEs/fsk=200×4/80=10MPa。
复合土层压缩模量实际值以CFG桩单桩复合地基静载试验为准。
3.2 褥垫层设计
虚铺厚度300mm，铺设在桩顶部，宽度应超出基础底面外缘200mm ，材料宜用级配砂石。碎石的最大粒径不宜大于30mm。压实后厚度为260mm，夯填度为0.87。
二元复合地基平面布置示意图见图1
4 二元复合地基施工要点
4.1 二元复合地基的施工必须分阶段进行，先进行碎石桩施工，施工完成经检测后再进入CFG桩施工阶段。
4.2 碎石桩与CFG桩施工采用相同的施工机械，即CK-150型冲击钻机，但施工工艺有所区别；为了保证挤密效果，碎石桩采用重锤冲击挤密成孔，而CFG桩则采用取土成孔，以便保证桩身质量。
4.3 在碎石桩与CFG桩桩位重合的点位，碎石桩施工时可将桩位进行移动，避开CFG桩位置。
4.4 CFG桩桩身砼同样采用重锤夯填，因此桩身料应为干砼。
5 复合地基检测
为了检测复合地基承载力，通过静载实验、模拟建筑物地基的实际受荷条件，比较准确的反映复合地基的受力状况和变形特征，确定复合地基的承载力特征值。本工程根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002附录A“复合地基载荷试验要点”进行复合地基载荷试验，刚性压板规格为1.5m×1.5m，经检测，所有点单桩复合地基承载力特征值fspk>200kPa，复合地基压缩模量Esp>10 MPa；满足设计要求。
6 结论和体会
6.1 对于厚度较大的粘性欠固结人工填土采用碎石桩和CFG桩二元复合地基加固其效果显著，造价较低，安全性良好。
6.2 二元复合地基方案设计参数应通过现场试验并参照勘察成果和地区经验综合确定。
6.3 二元复合地基应采用分阶段施工程序，两种工艺同时进行则达不到地基加固效果。
6.4 本工程二元复合地基处理的成功经验对类似的地基基础工程设计具有一定的指导和借鉴意义。
参考文献
[1] JGJ 79-2002 建筑地基处理技术规范[S].
[2] 罗东远.浅析CFG桩复合地基设计计算[J].闽西职业技术学院学报，2007，9（2）：21～23.
[3] 周京华，地基处理[M].成都：西南交通大学出版社，1997.
[4] 阎明礼，地基处理技术[M].北京：中国环境科学出版社，1996.
作者简介
张志彬（1983.1-）男，汉族，内蒙林西，工程师，本科，从事岩土工程勘察与设计。
关键词：二元复合地基 欠固结人工填土 设计施工 检测
1 工程概况
攀枝花市西区动力站片区安置房6#、7#楼位于攀煤集团公司精煤分公司机修厂家属区。均为四层，砖混结构。场地表层原为杂填土，目前已清除原杂填土，由素填土回填成为一平台。由于回填土为素填土，未经分层碾压夯实，且填筑时间短，填筑深度大，不能作为基础持力层，因此必须进行处理。经过多方案比较，决定采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）二元复合地基来对欠固结人工填土进行处理，以控制地基变形及提高地基土的承载能力。
2 工程地质条件
2.1 地层地质
①第四系全新统杂填土（Q4ml）
棕黄、褐黄、灰黑色，主要由坡积粘土、粗砂岩碎屑夹砖块、砼块、煤矸石、碳灰以及生活垃圾等组成，干～稍湿，松散，该层在各钻孔中均有分布，钻孔揭露厚度在0.70～6.00米之间。该层在回填素填土前已清除。
②第四系坡残积粉质粘土（Q4dl+el）
棕红、褐黄色，稍湿，可塑～硬塑状，含长石、石英颗粒，局部含碎石小颗粒及30%左右卵石，卵石主要成分为花岗岩、玄武岩及砂岩等，粒径在20～60 m m不等，大者达150 m m，该层钻孔揭露厚度在1.50～8.80米之间。
③三叠纪强风化粗砂岩（T3b）
紫红、棕红色，中～粗粒结构，厚层状构造，主要造岩矿物为长石、石英，次含云母等，表层风化裂隙较发育，裂面见铁锰质斑点，表层大部份矿物风化蚀变为粘土，岩芯多为土状及粗砂状，少量呈2～5cm碎块状，深部岩芯多呈短柱状及长柱状，稍湿。该层厚度大，地层稳定，组成整个拟建场地基底，钻孔揭露厚度为3.30～7.40米，未揭穿。
各土层的物理力學指标见表1。
2.2 地下水
整个拟建场地范围内未发现地下水。
3 碎石桩及CFG桩二元复合地基处理设计
3.1 相关计算
3.1.1 碎石桩：
⑴、面积置换率m：
取80kPa；取300kPa；=100kPa。
⑵、桩中心距s：
（等边三角形布桩）取。
3.1.2 CFG桩：
经碎石桩处理后桩间土承载力特征值提高至80kPa（为安全计，不考虑碎石桩承载力，仅考虑加固土体的承载力）。
⑴、单桩竖向承载力特征值Ra：
式中：桩端进入粉质粘土（Q4dl+el）3m，=10kPa，
=1200kPa，计算式如下：
Ap=πd2/4=π（0.4）2/4=0.1256㎡
=1.256×10×3=37.68kN（进入（Q4dl+el）3m）
=1200×0.1256=150.72kN
代入上式：
Ra=150.72+37.68=188.4kN 取 Ra=180kN
⑵、面积置换率m：
式中：=200kPa
=180kN
=0.1256m2
=0.8
=80kPa
代入上式，求得：m=0.099
⑶、CFG桩中心距S：
S =1.27/1.13=1.12 m（按正方形布桩）Ae=1.26m2 取Ae=1.2 m2
S =1.27/1.05=1.21 m（按三角形布桩） Ae=1.27m2 取Ae=1.2 m2
根据基础底面宽度计算桩的中心距s：
1-1（按矩形布桩） b=1.1m，s=1.1m，取s=1.1m（单排）
2-2（按三角形布桩） b=1.4m，s=1.0m，取s=1.0m（交错）
3.1.3 复合土层压缩模量
Esp=ξEs=fspkEs/fsk=200×4/80=10MPa。
复合土层压缩模量实际值以CFG桩单桩复合地基静载试验为准。
3.2 褥垫层设计
虚铺厚度300mm，铺设在桩顶部，宽度应超出基础底面外缘200mm ，材料宜用级配砂石。碎石的最大粒径不宜大于30mm。压实后厚度为260mm，夯填度为0.87。
二元复合地基平面布置示意图见图1
4 二元复合地基施工要点
4.1 二元复合地基的施工必须分阶段进行，先进行碎石桩施工，施工完成经检测后再进入CFG桩施工阶段。
4.2 碎石桩与CFG桩施工采用相同的施工机械，即CK-150型冲击钻机，但施工工艺有所区别；为了保证挤密效果，碎石桩采用重锤冲击挤密成孔，而CFG桩则采用取土成孔，以便保证桩身质量。
4.3 在碎石桩与CFG桩桩位重合的点位，碎石桩施工时可将桩位进行移动，避开CFG桩位置。
4.4 CFG桩桩身砼同样采用重锤夯填，因此桩身料应为干砼。
5 复合地基检测
为了检测复合地基承载力，通过静载实验、模拟建筑物地基的实际受荷条件，比较准确的反映复合地基的受力状况和变形特征，确定复合地基的承载力特征值。本工程根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002附录A“复合地基载荷试验要点”进行复合地基载荷试验，刚性压板规格为1.5m×1.5m，经检测，所有点单桩复合地基承载力特征值fspk>200kPa，复合地基压缩模量Esp>10 MPa；满足设计要求。
6 结论和体会
6.1 对于厚度较大的粘性欠固结人工填土采用碎石桩和CFG桩二元复合地基加固其效果显著，造价较低，安全性良好。
6.2 二元复合地基方案设计参数应通过现场试验并参照勘察成果和地区经验综合确定。
6.3 二元复合地基应采用分阶段施工程序，两种工艺同时进行则达不到地基加固效果。
6.4 本工程二元复合地基处理的成功经验对类似的地基基础工程设计具有一定的指导和借鉴意义。
参考文献
[1] JGJ 79-2002 建筑地基处理技术规范[S].
[2] 罗东远.浅析CFG桩复合地基设计计算[J].闽西职业技术学院学报，2007，9（2）：21～23.
[3] 周京华，地基处理[M].成都：西南交通大学出版社，1997.
[4] 阎明礼，地基处理技术[M].北京：中国环境科学出版社，1996.
作者简介
张志彬（1983.1-）男，汉族，内蒙林西，工程师，本科，从事岩土工程勘察与设计。