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[摘要] 当高层建筑确定采用CFG桩复合地基，而结构工程师只作上部结构和基础设计，岩土工程师作复合地基设计时，常出现结构工程师给岩土工程师提供的设计资料或设计要求不够准确的现象。本文对结构工程师如何提供设计资料或设计要求
提出了建议。
[关键词]CFG桩复合地基 结构工程师如何提供设计资料或设计要求
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
当前CFG桩复合地基（即水泥粉煤灰碎石桩复合地基）在高层建筑地基处理中得到了广泛应用，但复合地基设计在不同地区有不同的方式，有的地区结构工程师既作上部结构又作复合地基设计，有的地区则是结构工程师作上部结构和基础设计，而由岩土工程师作复合地基设计，复合地基设计资料和设计要求由结构工程师提供。其中，经常遇到的一个问题是结构工程师提供的设计资料不全或设计要求不够准确。
由于设计资料不齐全或设计要求不够准确、甚至不合理，给复合地基设计带来许多困难，或给工程带来不应有的经济损失。显然，讨论一下如何提供设计资料和设计要求是有益的。
二、CFG桩复合地基设计所需的资料
结构工程师需给岩土工程师提供CFG桩复合地基设计的如下资料：
（1）工程地质勘察报告；
（2）相关的建筑、基础平面图和剖面图；
标明±0.00对应的标高；基底标高；电梯井、集水坑底标高；基础外轮廓线；若有裙房应标明主楼和裙房（或车库）的相关关系以及裙房（或车库）的基础形式和几何尺寸。
（3）建筑物荷载；
（a）相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（用于地基承载力验算）；如平均压力值Pk<基础底面最大压力值Pkmax的1.2倍，应取Pk=Pkmax/1.2；
（b）相应于荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值（用于地基变形验算）；
（c）当主楼周围有裙房（或车库）时，还应提供裙房（或车库）基底压力标准值，以便岩土工程师考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。
（4）设计要求的复合地基承载力和变形限值。
三、结构工程师在提出CFG桩复合地基设计要求时经常出现的几个问题
1. 问题1：只提出复合地基承载力特征值不小于多少、复合地基变形不大于多少而不提供基础底面處的平均压力值。
复合地基计算有两个主要内容：一是复合地基承载力计算，二是复合地基变形计算。复合地基承载力是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011（以下简称《地基规范》）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012（以下简称《地基处理规范》）,按下式验算：
（1）
式中－相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值；
修正后复合地基承载力特征值（根据《地基处理规范》，只做深度修正，且修正系数取1.0）；
复合地基承载力特征值；
基础底面以上土的加权平均重度；
基础埋置深度。
式的左边是荷载，右边是承载力，公式表示荷载不能大于承载力。
做地基处理设计的岩土工程师根据结构工程师提供的复合地基承载力不低于某一限值的要求，作CFG复合地基设计，确定设计参数和承载力特征值，再根据基础埋置深度计算深度修正项，由（1）式右部求得经深度修正后的复合地基承载力特征值。如未提供荷载，就无法按（1）式对荷载和承载力进行比较，岩土工程师无法了解自己的设计安全储备是多少。因此，结构工程师提设计要求时不能漏提供荷载。
CFG桩复合地基变形计算，是按《地基处理规范》确定复合土层的复合模量，再按《地基规范》计算复合地基变形，其中规定用于计算变形的荷载为相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力PO , 它是使地基产生变形的有效应力，数值上等于相应于荷载效应准永久组合时的基础底面平均压力P产生的有效应力（若有地下水须扣除地下水对建筑物的浮力）与基础底面处原有土的自重应力之差，要计算PO必须知道相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的压力P、地下水类型及标高、基础埋深d、和基底以上各层土的重度γ。
显然，若不提供荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值就无法计算地基变形；或者只提供基底压力标准值，让地基处理设计人员用基底压力标准值计算变形是不规范的；甚至基底压力值都不提供， 让地基处理设计人员用设计要求的复合地基承载力特征值去计算变形，无论在规范上还是在概念上就更不合理了。
问题2：基底压力标准值是多少就要求复合地基承载力特征值不小于多少
举例说明，如某工程基底压力标准值Pk为400kPa，设计就要求复合地基承载力特征值不低于400kPa，甚至还有的在400kPa的基础上再增加20～40kPa作为安全储备。
产生上述问题的原因主要是疏漏了《地基处理规范》对承载力可以作深度修正的规定，或没有进行具体计算分析采用了过于简化的处理方式，认为无非就是保守一点、把深度修正项作为安全储备而已。但实际工程不是这么简单，下面分两种情况加以讨论：
按承载力控制设计的工程
由（1）式可知，
（2）
由（2）式可知，满足荷载要求的复合地基承载力与基础埋深密切相关，对浅埋基础深度修正项数值较小，对工程影响不大；对高层建筑基础埋深很大，不考虑深度修正项是不合理的。比如，某工程基底压力标准值为400kPa，基础埋深8.5m,基底以上土的加权平均重度为20KN/m3,由（2）式可求得满足设计要求。若设计要求400kPa比规范允许值高了67％，将造成不必要的浪费。
按地基变形控制设计的工程
《地基处理规范》规定，CFG桩复合地基变形按《建筑地基基础设计规范》）GB50007的有关规定执行，复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，即
（3）
式中 －基础底面下天然地基承载力特征值。
根据（《地基规范》），按变形控制设计的地基首先应满足承载力计算的有关规定，也就是说，复合地基设计参数应满足承载力和变形两个条件。
按变形控制进行地基设计通常按如下方法确定设计要求的承载力：
首先按（2）式确定的作复合地基设计，确定桩长、桩径、桩距、褥垫厚度和桩体强度。根据地质报告提供的按（3）式计算压缩模量提高系数，再计算出复合地基变形。当复合地基变形满足设计要求时，相应的就是设计要求的复合地基承载力；当复合地基变形不满足设计时，需调整设计参数（如增大桩长或减小桩距）来重新设计，直到复合地基变形满足设计要求为止，相应的复合地基承载力特征值才是所要求的复合地基承载力，竣工后做复合地基静载检验将此值作为验收条件。这就要求结构工程师能与岩土工程师沟通配合好，使建筑地基设计能满足国家规范的要求，保证建筑结构的安全。
参考文献 ：
建筑地基基础设计规范GB50007-2011 北京：中国建筑工业出版社，2011
建筑地基处理技术规范JGJ 79-2012 北京：中国建筑工业出版社，2012
提出了建议。
[关键词]CFG桩复合地基 结构工程师如何提供设计资料或设计要求
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
当前CFG桩复合地基（即水泥粉煤灰碎石桩复合地基）在高层建筑地基处理中得到了广泛应用，但复合地基设计在不同地区有不同的方式，有的地区结构工程师既作上部结构又作复合地基设计，有的地区则是结构工程师作上部结构和基础设计，而由岩土工程师作复合地基设计，复合地基设计资料和设计要求由结构工程师提供。其中，经常遇到的一个问题是结构工程师提供的设计资料不全或设计要求不够准确。
由于设计资料不齐全或设计要求不够准确、甚至不合理，给复合地基设计带来许多困难，或给工程带来不应有的经济损失。显然，讨论一下如何提供设计资料和设计要求是有益的。
二、CFG桩复合地基设计所需的资料
结构工程师需给岩土工程师提供CFG桩复合地基设计的如下资料：
（1）工程地质勘察报告；
（2）相关的建筑、基础平面图和剖面图；
标明±0.00对应的标高；基底标高；电梯井、集水坑底标高；基础外轮廓线；若有裙房应标明主楼和裙房（或车库）的相关关系以及裙房（或车库）的基础形式和几何尺寸。
（3）建筑物荷载；
（a）相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（用于地基承载力验算）；如平均压力值Pk<基础底面最大压力值Pkmax的1.2倍，应取Pk=Pkmax/1.2；
（b）相应于荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值（用于地基变形验算）；
（c）当主楼周围有裙房（或车库）时，还应提供裙房（或车库）基底压力标准值，以便岩土工程师考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。
（4）设计要求的复合地基承载力和变形限值。
三、结构工程师在提出CFG桩复合地基设计要求时经常出现的几个问题
1. 问题1：只提出复合地基承载力特征值不小于多少、复合地基变形不大于多少而不提供基础底面處的平均压力值。
复合地基计算有两个主要内容：一是复合地基承载力计算，二是复合地基变形计算。复合地基承载力是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011（以下简称《地基规范》）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012（以下简称《地基处理规范》）,按下式验算：
（1）
式中－相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值；
修正后复合地基承载力特征值（根据《地基处理规范》，只做深度修正，且修正系数取1.0）；
复合地基承载力特征值；
基础底面以上土的加权平均重度；
基础埋置深度。
式的左边是荷载，右边是承载力，公式表示荷载不能大于承载力。
做地基处理设计的岩土工程师根据结构工程师提供的复合地基承载力不低于某一限值的要求，作CFG复合地基设计，确定设计参数和承载力特征值，再根据基础埋置深度计算深度修正项，由（1）式右部求得经深度修正后的复合地基承载力特征值。如未提供荷载，就无法按（1）式对荷载和承载力进行比较，岩土工程师无法了解自己的设计安全储备是多少。因此，结构工程师提设计要求时不能漏提供荷载。
CFG桩复合地基变形计算，是按《地基处理规范》确定复合土层的复合模量，再按《地基规范》计算复合地基变形，其中规定用于计算变形的荷载为相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力PO , 它是使地基产生变形的有效应力，数值上等于相应于荷载效应准永久组合时的基础底面平均压力P产生的有效应力（若有地下水须扣除地下水对建筑物的浮力）与基础底面处原有土的自重应力之差，要计算PO必须知道相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的压力P、地下水类型及标高、基础埋深d、和基底以上各层土的重度γ。
显然，若不提供荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值就无法计算地基变形；或者只提供基底压力标准值，让地基处理设计人员用基底压力标准值计算变形是不规范的；甚至基底压力值都不提供， 让地基处理设计人员用设计要求的复合地基承载力特征值去计算变形，无论在规范上还是在概念上就更不合理了。
问题2：基底压力标准值是多少就要求复合地基承载力特征值不小于多少
举例说明，如某工程基底压力标准值Pk为400kPa，设计就要求复合地基承载力特征值不低于400kPa，甚至还有的在400kPa的基础上再增加20～40kPa作为安全储备。
产生上述问题的原因主要是疏漏了《地基处理规范》对承载力可以作深度修正的规定，或没有进行具体计算分析采用了过于简化的处理方式，认为无非就是保守一点、把深度修正项作为安全储备而已。但实际工程不是这么简单，下面分两种情况加以讨论：
按承载力控制设计的工程
由（1）式可知，
（2）
由（2）式可知，满足荷载要求的复合地基承载力与基础埋深密切相关，对浅埋基础深度修正项数值较小，对工程影响不大；对高层建筑基础埋深很大，不考虑深度修正项是不合理的。比如，某工程基底压力标准值为400kPa，基础埋深8.5m,基底以上土的加权平均重度为20KN/m3,由（2）式可求得满足设计要求。若设计要求400kPa比规范允许值高了67％，将造成不必要的浪费。
按地基变形控制设计的工程
《地基处理规范》规定，CFG桩复合地基变形按《建筑地基基础设计规范》）GB50007的有关规定执行，复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，即
（3）
式中 －基础底面下天然地基承载力特征值。
根据（《地基规范》），按变形控制设计的地基首先应满足承载力计算的有关规定，也就是说，复合地基设计参数应满足承载力和变形两个条件。
按变形控制进行地基设计通常按如下方法确定设计要求的承载力：
首先按（2）式确定的作复合地基设计，确定桩长、桩径、桩距、褥垫厚度和桩体强度。根据地质报告提供的按（3）式计算压缩模量提高系数，再计算出复合地基变形。当复合地基变形满足设计要求时，相应的就是设计要求的复合地基承载力；当复合地基变形不满足设计时，需调整设计参数（如增大桩长或减小桩距）来重新设计，直到复合地基变形满足设计要求为止，相应的复合地基承载力特征值才是所要求的复合地基承载力，竣工后做复合地基静载检验将此值作为验收条件。这就要求结构工程师能与岩土工程师沟通配合好，使建筑地基设计能满足国家规范的要求，保证建筑结构的安全。
参考文献 ：
建筑地基基础设计规范GB50007-2011 北京：中国建筑工业出版社，2011
建筑地基处理技术规范JGJ 79-2012 北京：中国建筑工业出版社，2012