作者：张毅
CFG在北京地区桩复合地基处理技术已得到广泛应用，对于一般工程来说，此项技术既经济又安全可靠，但对于基底压力较大或特大，且主楼与裙房高低层差过大，或主楼与纯地库直接接触的拟建物，地基处理后既要满足极大的基底压力，又要满足严格的地基最终变形要求，就不是一项轻而易举的工作。根据大量CFG桩复合地基处理的沉降观测成果，在地基最终变形控制方面还不是很成熟，仍处于总结摸索阶段。本文认为对于这样的拟建工程，在地基处理设计阶段应重点考虑如下两个问题：
1)根据拟建物基底以下的地层组合及其物理力学性质，分析CFG桩复合地基处理的最大潜力。
2)为更好地控制拟建物的最终变形量，判定是否存在理想的桩端持力层。
本工程是一个具有特大基底压力、最终变形量要求严格、理想桩端持力层埋深太大、主楼基础侧限为纯地库的特殊地基处理工程。
1 拟建物基本情况
本工程位于北京市朝阳区百子湾地区大郊亭东侧，其中的3#楼、4#楼、纯地库及比邻已有地铁7号线线路基本情况见图1和表1。
2 地层及地下水情况
2.1地层
3 #楼概化地层及CFG桩顶底标高示意图见图2，4 #楼概化地层及CFG桩顶底标高示意图见图3。
2.2地下水
地下水特征见表2。
3 CFG桩复合地基处理设计及计算
3.1 桩间土承载力特征值的确定
基底直接持力层为中砂④．层，其承载力特征值为250kPa，桩间土承载力按250kPa取值。
3.2地基压缩层范围内各土层物理力学参数选取
地基压缩层范围内各土层物理力学参数选取见表3。
3.3桩端持力层的比选分析
根据基底以下土层组合特点，本工程所需的地基土承载力特征值650kPa，及结构设计限定的最大沉降值70mm，在选取CFC桩桩端持力层时，重点考虑以下3个层位的可行性，即：中细砂⑥层；粉质粘土⑦层；细砂⑧层。
经对比、分析，最终选择具可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层作为本工程CFC桩地基处理的桩端持力层，见表4。
1)核心问题分析
方案一：
①3 #楼桩端以下中细砂⑥层厚度3m，局部1m-2m;4#楼桩端以下中细砂⑥层厚度3m，桩长不宜再长。
②CFG桩体在中砂④，层及中细砂⑥层中的总厚度9m -11m，完全处于水位以下，对此砂层，1.7m-1.8m的桩距显得偏小，影响长螺旋钻机成孔质量。
③按此方案，预估长期最大沉降量略大（3 #楼：51. 06mm，4 #楼：61. 22mm），缓冲空间较小。
方案二：
①通过加大桩长，对深部具可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层进行置换加固，有利于减小深部下卧粉质粘土⑦层的压缩沉降量，从而可更有效地控制拟建物的长期最大沉降量。
②采用可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层作为桩端持力层，需考虑在拟建物荷载作用下会否发生桩端持力层的长久持续蠕变。
③按此方案，预估长期最大沉降量较理想(3 #楼：39. 81mm，4 #楼：40. 85mm)，有一定缓冲空间。
方案三：
①单桩承载力过高，混凝土标号较大。
②现有长螺旋钻机中心压灌成孔成桩能力有限。
③细砂⑧层内局部存在粉质粘土⑧：层厚大透镜体，此透镜体的存在既严重干扰了桩底标高的确定，更严重消弱了细砂⑧层在控制长期最终沉降方面的意义，因此，细砂⑧层内CFC桩极限侧阻、端阻甚至压缩模量均应按粉质粘土⑧：层取值。
④按此方案，预估长期最大沉降量较理想(3 #楼：38. 83mm，4 #楼：41. 30mm)，有一定缓冲空间。
2)初步比选结果
①桩端持力层如选择细砂⑧层，预估长期最大沉降量较理想（3 #楼：38. 83mm，4#楼：41. 30mm），有一定缓冲空间，但不利因素较多，且投入产出不合理，不宜选用。
②桩端持力层如选择中细砂⑥层，则存在桩距偏小，影响采用长螺旋钻机中心压灌成孑L成桩质量，及预估沉降量偏大(3 #楼：51. 06mm，4 #楼：61. 22mm)，沉降值缓冲空间较小等隐患。
③桩端持力层如选择具可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层，则桩距、桩长适中，预估沉降量不大(3 #楼：39. 81mm，4 #楼：40. 85mm)，在最终沉降量控制方面有较大的缓冲空间，但必须加强成孔成桩过程中的质量控制，尤其在采用长螺旋钻机中心压灌成孔成桩施工过程中，在孔底必须采取先泵后提的有效措施，避免孔底出现虚孔，另外，需考虑桩端下具可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层在拟建物荷载作用下，会否发生桩端持力层的长久持续蠕变的可能性。
④经上述分析对比，从理论上及可操作上出发，选择具可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层作为本工程的桩端持力层较可行。
4 建筑物沉降观测成果
3#楼、4 #楼于2013年5月下旬开始进行CFG桩施工，于2013年6月中旬施工结束，然后依次开展截桩、桩检测、静载荷试验、铺设褥垫层及基础施工等工作。自施工至地上2层以后开始进行建筑物的沉降观测（自2013年11 - 12月开始），于2014年9月15日施工至35层结构封顶，见图4。
最近一次观测时间为2015年07月25 - 26日。3 #楼、4#楼沉降观测点、最新沉降观测成果及观测频率参见表5、图5-图10，其中图7、图10仅以沉降观测特大值及特小值为代表进行曲线绘制。
5 沉降趋势分析
沉降估算值及沉降观测值对比分析见表6。
从表6可以看出主体结构封顶后的沉降观测值增加缓慢，尤其最近的lOOd观测值已趋于稳定，且累计沉降观测值远小于最终沉降估算值，因此，初步认为至目前阶段，本工程在沉降量估算值与实测值之间拟合程度较好。
根据《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》( DBJ 11-501-2009)，本次采用时间下沉系数进行沉降趋势分析。时间下沉系数是指主体结构完工时的沉降量占最终沉降量的比值。
高层建筑的时间下沉系数估算公式如下：
根据时间下沉系数，3 #楼、4#楼在主体结构施工至封顶时完成的沉降量占长期最终沉降量的39%- 43%，按此推算，实测最终沉降量应为3#楼最大值54. 2lmm，4#楼最大值57. 49m，均小于70mm，满足结构设计要求。
根据沉降趋势分析，初步判定结果见表7。
6 结论
本工程基底以下的密实中细砂⑥层、可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层、密实细砂⑧层虽都有作为本工程桩端持力层的可能性，但都存在不同程度的利弊。经过对这三种情况下的沉降计算，并结合桩端持力层的均匀性、现有钻机施工能力，还有目前已经得到的实际沉降观测成果，认为本工程选择可塑中低压缩性的粉质粘土⑦层作为本工程的桩端持力层是可行的，尤其在最终沉降方面是可控的、有效的。
7[摘要]本工程设计基底压力650kPa，采用CFG桩复合地基处理技术。根据基底以下地层组合特点，存在3个不同深度及不同岩性的可能桩端持力层，经过对其进行比选分析，最终选择了可塑中低压缩性的粘性土层作为本工程的桩端持力层。经桩检测，单桩承载力特征值、单桩复合地基承载力特征值均满足设计要求。另外，根据主体结构封顶后3lOd的沉降观测结果，最大变形值（3#楼25. 96mm，4#楼29. 83mm）仅远小于结构设计要求的最终变形值70mm，并趋于稳定。因此，初步认为本工程的地基处理设计在桩端持力层选择及最终变形量控制方面是可行的。
