(整理)CFG桩复合地基设计如何提设计要求.

CFG桩复合地基设计如何提设计要求

一、前言

当前CFG桩复合地基在高层建筑地基处理得到了广泛应用，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，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

CFG桩复合地基设计需提供如下的资料：

（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）；

（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，以便考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。

（d）当需作抗冲切验算时（如框筒体系），尚需提供荷载设计值。

（4）设计要求的复合地基承载力和变形。

三、常见的几个问题

（1）问题1：只提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荷载

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》GB50007-2002（后称《地基规范》）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002（后称《地基处理规范》）,按下式验算：

γ（1）f

P

f

+

)5.0

≤d

(-

=

k

a

spk

m

P－相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值；

式中

k

f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-

a

修正系数取1）；

f复合地基承载力特征值；

-

spk

γ基础底面以上土的加权平均重度；

-

m

-

d基础埋置深度。

（1）式的左边是荷载，右边是抗力，公式表示荷载不能大于抗力。

地基处理设计人员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，作复

f，再根据基础埋置深度计算深度修正项合地基设计，确定设计参数和承载力特征值

spk

)5.0(-d m γ，由（1）式右部求得经深度修正后的复合地基承载力特征值a f 。由于没有提

供荷载k P ，无法按（1）式对荷载和抗力进行比较，设计者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遗漏提供荷载。

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》有关规定计算复合地基变形，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P O , 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（自重应力是有效应力）之差，要计算P O 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，若不提供荷载就无法计算变形；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；甚至什么荷载都不提供， 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。

（2） 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spk f 不小于多少 比如，某工程基底压力标准值为400kPa ，设计就要求复合地基承载力特征值spk f 不低于400kPa ，甚至还有的在400kPa 的基础上增加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分简化的处理方式，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：

（a ） 按承载力控制设计的工程 由（1）式可知， )5.0(--≥d p f m k spk γ （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)5.0(-d m γ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）式求得kPa f spk 240≥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。

（b ） 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ξ倍，ak

spk f f =

ξ （3）

式中 ak f －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均应满足承载力计算的有关规定，也