4。地基处理勘察与设计的土力学问题之四

4.1对于基础和满堂基础，是不是置换率计算的公式不同？

高教授,您好

我现在对复合地基的置换率有些困惑，主要是对于基础和满堂基础，在进行CFG 复合地基设计时，是不是置换率计算的公式不同啊？

我现在的理解是：

1.基础面积置换率=这个基础下CFG桩截面积总和/混凝土基础投影面积

2.对于满堂基础，也就是筏基，面积置换率要应用规范上推导出来的公式，即面积置换率m=桩径的平方/等效直径的平方

还请高教授指点一下，学生理解的是否有误？毕竟这两种方法算出来的结果是不同的。

《建筑地基处理技术规范》的公式计算，即你所引用的公式“面积置换率m=桩径的平方/等效直径的平方”是一个基本公式。实际上应该是面积比，但因为分子和分母上的π被约掉了，所以变成平方比了。等效面积是一根桩所复合的基础面积。

对于筏型基础，底面面积比较大，你用整个基础面积所计算的结果和按照“面积置换率m=桩径的平方/等效直径的平方”计算的结果相差不会太大，就不必按照整个基础面积来计算了。

但对于面积比较小的基础，两者的结果可能相差比较大，此时，按照面积总和计算比较合适一些，反映了刚性基础下所布置桩体与基础共同作用的数量关系。

关于面积较小的基础，这个面积较小是个什么概念，多少尺寸算小呢？是否需要按第2种计算方案计算置换率，然后取小值，这样虽然保守但是安全。

另外，如果一个塔吊基础的下面，如果要做CFG 桩地基处理，有的结构设计单位说不需要做褥垫层，这样是否合适呢？没有褥垫层，复合地基怎么发挥呢，那不是成桩基了吗？还有，塔吊基础做CFG 桩地基处理，是否有必要呢，能保证塔吊的抗拔、抗倾覆吗？ 上述问题请高老解答一下，谢谢高老。

另外就是，先前我做了一个CFG 设计方案，里面关于沉降变形计算，在取沉降修正系数时，模量当量超过20，按照《建筑基础设计规范》取0.2，但是根据《北京市勘察地基基础设计规范》却是大于0.2的，当然计算出的沉降量也差别较大。请问我按国标规范计算合适否？有没有必要必须按地标规范呢？

你这里说了一个错误的概念，你说：“如果要做CFG 桩地基处理，有的结构设计单位说不需要做褥垫层，这样是否合适呢？没有褥垫层，复合地基怎么发挥呢，那不是成桩基了吗？”这个说法之所以是错误的，是因为，褥垫层不是复合地基的必要条件，也不是复合地基与桩基的区别。由于桩身的刚度大于桩间土，桩所分担的应力肯定大于桩间土，即使没有褥垫层，桩、土也分担的。只是褥垫层对桩、土的分担比可以起到调节的作用。至于是否是桩基，关键是桩身材料的性质以及桩能否传递拉力、水平力。采用的CFG 桩，桩体材料是素混凝土的，没有配以钢筋，与承台也无法连接，因此不能传递拉力和剪力，也不能抗弯，因此并不具备桩的主要特征，不能称为桩基础。

4.2多桩型复合地基的置换率是否应该是如下的公式？

高教授您好，我想请教您，《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012第71页，第7.9.7条对多桩型复合地基面积置换率给出了如下的两个公式：

2

1112s s A m P =

2

1222s s A m p = 我认为是否应该是如下的公式？　

2

111s s A m P = 2111s s A m P =

十分感谢！　

你看看规范的这个图形就知道你自己错了，规范是对的，等效边长是

2s ，面积当然是

2s 2了

谢谢老师的指导，对比一下第1条和第2条，总觉的不对劲，希望各位老师在百忙之中，帮我分析一下，我错在那里。谢谢

首先我理解的矩形多桩型的处理面积应为4s 1s 2,也就是 2s 1s 2+2s 1s 2 = 4s 1s 2；从而推断三角形多桩型的处理面积应为2s 12,也就是s 12+ s 12= 2s 12。这就是图中我标出的是否为m 1=A p1/s 12。另外，单一桩型时单桩处理面积一般为4根桩（中心距）围起的面积。

本人认为规范7.9.7条中，第1款矩形布桩的单元面积有误，应为4s 1s 2。而三角形布桩是对的。　

我认为7.9.7-2的公式有误。

我认为公式1没有问题，而公式2有错。

正确答案是7.9.7条第1款，但公式有误：不是2s 1s 2,应该是4s 1s 2

第7.7.9条第2款的公式是正确的！

这个问题的帖子是在去年初就提出来的，当时由于我手头还没有这个版本的地基处理规范，因此没有办法回答。最近，这个帖子又顶

A网友的学习很投入，敢于发表自己的观点，这个精神应该发扬。但如果自己的看法错了，也要勇于改正。

在网络上讨论的时候，大家都上传了证明自己观点的图。但这些图我无法下载后拷到这里来。为了讨论的方便，我将规范的图扫描了放在下面：

图4.4.2-1多桩型复合地基矩形布桩单元面积计算模型

[桩基规范图7.9.7(a)]

图4.4.2-2多桩型复合地基三角形布桩单元面积计算模型

[桩基规范图7.9.7(b)]

第一个问题是这两个单元面积各是多少？为了分析问题的简化，我们先分析正方形布桩，即根据图4.4.2-1，即规范的图7.9.7(a)中的尺寸是s 1=s 2=s ，单元面积的边长是2s ，则面积是4s 2；而在图

4.4.2-2中，即规范的图7.9.7(b)中的正方形的边长是2s,则单元面积是2s 2，两者的面积相差一倍。

第二个问题是计算置换率。

按图4.4.2-1的布置，对黑桩或白桩，2根桩的面积是2A p1,单元面积是4s 2，则置换率2121

1242s A s A m p p ==

按图4.4.2-2的布置，同样对黑桩或白桩，2根桩的面积也是2A p1, 但单元面积只有2s 2，因此，置换率2121

122s A s A m p p ==。

因此，结论应该是规范的第二种情况的计算公式确实是错了，不知道规范编制组是否也发现这个问题并加以更正了？

4.3 CFG桩在电梯井等处的布置方式如何考虑？

采用CFG桩处理地基时（我们先假定是筏板基础，后同），桩布置一般为满堂布置，可能个别边角处有调整，但是，还没有见到过单独在电梯井或集水坑等局部标高低处进行的。

为什么提出这个问题呢？因为，电梯井处，底板是单独低下来的一小块的，虽然和大板是一体的，但他是轴斜边连接的，这个情况不知道结构在设计时是怎么样计算的，但是，可以说，电梯井处的桩的受力（特别是这个电梯井或集水坑斜边上的桩）与整个筏板内其他桩的受力状态是不一样的。

我们通常布置时，就那么下来了，我没有见过几个单独给电梯井或集水坑布置桩的，都是赶在那就是那，也就是说，在布置CFG桩时电梯井或集水坑区域内的桩，是随机的，他在平面的分布，可能其中间有桩，也可能偏的位置有桩，也可能没有桩，可能在斜边上有桩，也可能没有。

我们怎么考虑集水坑和电梯井处的基础与整个筏板共同受力呢？电梯井有桩，单独一块承载力可能够，没有呢，会是什么结果？偏位的桩呢？

还有比较关键的，就是斜边上的桩，他的作用只会是副的，不会提高多少承载力！！不知道大家想过没有。

不管在斜边上的桩的桩头是锯成斜的还是平的，我们不能否认，复合地基是基于垂直力的作用下而不考虑水平力（或剪切力吧），这点是很关键的，这样下来，斜边上的桩，只会对斜边基础板进行冲切破坏，而不是提高承载力！！结构工程师设计筏板时，想到过这个问题没有？

因此，我认为，对于在设计筏板基础下的CFG桩时，应该对电梯井及集水坑处单独布置桩，并且避开这其斜边上布置桩。

不知道两位老师如何看待这个问题？静待在百忙之中回复！

为什么提出这个问题,是因为,在CFG桩设计图纸审查时,通常审查人员会提出以上部位桩的有效长度问题,要求满足计算的长度.也就是根据标高相应增长.以保证其的承载力.

但是,上面说了,满布桩时,有时集水坑等部位有时有桩,有时无桩,有是中心的,有时偏心的.如果里面有桩,桩长不增长,承载力不足了,那么当没有桩时,就够了吗?

王答：（王长科总工）

您说的有道理。现在很多岩土工程师都不注意这个问题，结构工程师在地基处理要求中也很少提出特殊要求。实际上，在电梯井位置应该适当调整一下，确保传力和受力合理、均匀。

电梯井因其下降缓冲的功能需要，设计者往往考虑下挖一个坑，一般坡角45度，其上为筏板，在斜面筏板上再浇注混凝土至上面筏板标高，筏板上承担电梯井的墙荷载。由此看出，电梯井处的荷载并不小，因此需要给予关注。

关于在斜面下是否布桩的事儿，目前各家观点不相同。从复合地基承载原理看，斜面下也不应例外，但桩顶不能也改为斜面，也应保持水平面，局部复合地基承载力要满足要求，上铺褥垫层。

一个大筏板，其中有一块下凹，坐在复合地基上，只要筏板厚度配筋合适，受力状态应该还是可以的。也正为如此，这件事儿没有得到很多人的关注和深究。

赞成您的观点，在电梯井位置要合理布桩。

这个问题时常有人问到，其实桩基设计时也会有类似问题。桩长可以适当加长，也可以把桩间距适当加密。还要注意看持力层的土质情况，以及桩端土层情况。我遇到的一个工程，桩端土层是砂层，且是承压水的含水层，这种情况最好不要加长桩长。　

Ｃ网友：　

我感觉不该加长桩，虽然电梯井部分的桩短了，处理后的承载力降低了，可是，承载力深度修正的值增加了。如果往极端想，电梯井的底部深度和桩底一样，那电梯井就是一个大直径的桩，还有必要在井底补桩吗。　

我自己有做施工的设备，如果桩长不一样，施工起来不好控制。　

中国的建筑工程质量，基本上是掌握在民工手里。　

其实施工起来桩长好控制，在图中标出就是了。但是，有时，不好保证桩端下卧层的厚度了。

现在一般相应各坑只给出基底面积，一般是45度角外扩。哈，经常忘了，有时基础图上还没有，还要到水施图中找去。

关于楼上说的深度修正，我也是这么想，但有几位大师说不对，还应该按大板时计算。想不通。

对于局部情况，完全没有必要考虑这么细，如果是做科学研究到还可以。以前做了那么多CFG桩工程也没有细琢磨这些问题，不也非常好吗？要知道CFG桩本身的安全储备，基底土的安全储备就很高。

土力学中的很多理论是非常不严谨的，大家非要在此基础上去进行严谨的讨论，是不是有点.....?

结构说电梯井、集水坑处应力复杂，所以大家好像都要把桩加长。至于这里有多复杂，也不知道。但是我想，电梯井集水坑一般都在基础中心，这个东西仿佛就是一个倒着的帽子被扣在里面，嵌固埋深又增大了，还是不容易发生破坏的。曾经多次给关系好的做的几个设计，就是不加长，要是加长，刚好还要换钻机，麻烦死了，也就那样了。如果加长会不会局部更刚，也是个麻烦事。曾经还有审图要求斜面上的桩也在截桩后有效桩长不变，哈哈。说啥的都有，谁管你，就听他，审图过了算了。想太多了，就没法做工作了我个人的意见就是：在斜面上不布置桩（布置桩时桩头至少应该弄成平面），单独在电梯井内布置几个根。电梯井边部尽量保证桩布置的均匀性。

闫明礼的有关书籍中，斜面上的桩弄成斜的，上面铺设褥垫层，你仔细想想，褥垫层能发生作用吗？什么作用？

因此，在斜面上褥垫层也可以不铺。

这个问题我们也有过思考和实践，集水坑等不深，桩长都没加长，不必还去验算一下吧，呵！斜面上的桩顶随斜面变高，斜面上面铺设的褥垫层，斜面底一般做成台阶形，垫层表面是斜面如果能压实当然能起做用，关键是在施工时很难压实，所以实际工程中我们就与垫层一起浇成混凝土的了。

我考虑这个问题也有很长时间了，我认为适当考虑加长，不一定与设计桩等长或不增加桩长。从筏板整体看，在电梯井部位有一个面积相对较小且向下凸出的刚体，如把此位置处理的与周围一样刚，是必造成此处反力过大，对基础有好处吗？从目前工程看，电梯井或集水坑与筏板相对高差在1.5~3.5m,对于设计桩长较小的桩,这个数值是个不小的数,对于设计桩长较长的桩,这个数值也不算大。如在此处适当弱化一些，承载力不会有问题，因电梯井多位于筏板的内部，从整体受力看是否有道理。再有，对于斜面位置的桩，我想最好截成平面，上面同样铺褥垫层，担应和结构设计人员沟通，是否能把电梯井底面做成台阶形，与截平面桩后台阶一致。不一定分析得全面，请讨论。

这个问题有好几位网友参加讨论，王总作了很全面的答复。

下面谈几点看法：

设置电梯井的地方是筏板的截面变化比较厉害的部位，板的内力和反力的分布肯定是异常的，所以需要重视这个部位的受力情况，和采取适当的构造措施加强，使设计更为合理。

在这个板的局部变化的部位，板的内力和基底的反力的分布是异常的，结构工程师会在板的配筋方面采取构造措施局部加强板体的强度。岩土工程师在配钢筋时也需要考虑这个问题，采取一定的措施以改善由于板的刚度局部的变化所带来的底板反力的不规则的变。

如果从整个筏板的布局来布置桩位，布置到电梯井的地方，可能会出现对于电梯井来说是非常不规则和不对称的桩位布置，使电梯井这个局部的受力情况很不均匀。

我的不成熟的一个看法是，在电梯井部位的布桩要尽可能地考虑使其对称均匀，到电梯井之外再逐步与大板协调一致。尤其是桩基的布置，比复合地基更应该注意这个问题。

4.4褥垫层和垫层的作用相同吗？

在复合地基中设置的褥垫层与路基的褥垫层，作用相同吗？它们与扩展混凝土基础下

的垫层的作用有何不同？　

首先需要区分褥垫与垫层的差别：垫层是混凝土基础下的找平层，是从施工角度采取的措施，在混凝土与土层之间铺设垫层，找平基础底面，同时不使土与混凝土混杂而影响混凝土的质量。

褥垫是为了调整基础底面下各部分的刚度以调整反力的分配，或者调整底板下地基各部分的变形，其作用是使变形均匀化。

对岩土组合地基，在岩石地基部分表面敷设褥垫，以增大岩基部分建筑物的沉降，减小沉降差。

对刚性的混凝土基础下的复合地基，敷设褥垫的目的是为了调整桩、土反力的分担，减小桩顶反力，以发挥承台与土之间的分担作用。

路基下的褥垫作用正好相反，由于路基是柔性的，桩顶反力太小，褥垫的作用是增大桩顶的反力，以发挥桩的分担作用。

4.5换土垫层与压实填土有何不同？

《建筑地基处理技术规范》中，换填法要求换土垫层的厚度不宜大于3m，而《地建筑基基础设计规范》中，对压实填土地基却没有厚度。二者有何区别？难道垫层不是地基？

换土垫层，顾名思义是先挖除性质比较差的土，再填以工程性质比较好的土，压实而成为垫层。只是考虑开挖太深了，施工难度大，而且不经济，故《建筑地基处理技术规范》作了厚度不宜大于3m的。

至于压实填土，那种类就多了，土坝、路堤都是压实填土，采用半填半挖的路堤填的部分也是压实填土，深沟需要填平也需要压实填土。凡此种种，利用填土作为地基用的都称为压实填土地基，其填土的厚度是由工程要求确定的，当然不能加以。

这两种填土地基都需要经过压实，都要求达到规定的压实系数，以保证压实填土的强度和稳定性，这个技术要求是一样的。

由于作用不同，设计时考虑的问题和控制的条件不同。对垫层的设计，即要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够大宽度以防止砂垫层向两侧挤出。

垫层厚度的确定应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，具体计算时，一般可根据垫层的承载力确定出基础宽度，再根据下卧土层的承载力确定出垫层的厚度。可先假设一个垫层的厚度，然后进行验算，直至满足要求为止。

垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出为原则进行设计。

至于压实填土，应根据不同工程的技术要求进行设计，填土的厚度和底宽应根据土工结构物顶面的设计标高和工程的使用要求来确定，并应符合填土底地基土的承载力和稳定性的要求，并满足变形控制的要求。

4.6增加基础埋深会减小沉降吗？

复合地基沉降计算时，应首先计算基底附加应力，如果上部结构的层数和地下层数不变，则基底压力应是个常数（基底埋深增加时基底压力也会有所增大，但增大幅度不大），但是，随着基底埋深的增加，基底处自重应力越来越大，随之基底附加应力应越来越小，如果基底以下地质条件基本不变的话，则基础沉降会越来越小，对吗？问题何在？　

其次，我觉得（１）当基底埋深较大时，还应考虑回弹再压缩变形，关键是：１）现在基础埋深达到１０米以上，大多数勘察报告根本没有提供回弹再压缩模量，也没做相应的高压固结试验。２）回弹再压缩变形如何计算？（２）地基的变形应该等于自重应力作用下的回弹再压缩变形加基底附加应力作用下的地基变形量，不知对否？　

以上是最近复合地基设计、审图时一些感想，很遗憾很多真正从事复合地基设计的技术人员弄不懂这些，常常错误百出，希望下次注册岩土工程师再教育时作为重点之一。　

你的第一个问题是在讨论补偿基础，与是否采用复合地基无关。对于有地下室的建筑物来讲，埋置深度越深，挖去土的体积越大，挖去的土重越大。而增加的地下室由于是有内部空间的，因而增加的结

构自重比挖去的土重小，作用的结果是减小了附加应力、减小了沉降，这种作用就称为补偿作用。

但如果没有地下室，埋置深度越深，增加的基础自重也随之增大，附加应力就不可能减小，就没有补偿作用。

基坑开挖的深度深了，是应考虑回弹变形的问题，但《建筑地基基础设计规范》的公式关于回弹变形的计算方法不太好用。一是关于回弹模量的规定不对，二是计算深度怎么取法也没有个说法。实际上，回弹计算还没成熟到可以标准化的程度，仅在一些研究报告中按基本概念提出了一些计算的方法。

你的一些有关论述与分析是对的。

4.7增加桩长能减少沉降吗？

某软土地基软土层厚30m，五层住宅拟用水泥土搅拌桩复合地基加固，桩长10m，桩径600mm，水泥掺入比18%，置换率20%，经估算工后沉降不能满足要求。为了满足控制工后沉降要求，问下列哪个选项的建议最合理？

(A) 增大桩径 (B) 增加水泥掺合比

（C）减小桩距（D）增加桩长

大家的争论主要是集中在A还是D？

这道题不科学，不知道考点是什么。增大桩径相当于增大置换率，置换率增大会增大复合地基的压缩模量从而减小沉降。桩径增加10%，对于正方形布置置换率增加21%，工程量相应增加21%。

增加水泥掺合比有利于提高桩体强度，也有利于桩体模量的提高，但实际上桩体压缩模量与桩身质量紧密相关，千层饼状的桩体的模量是不大的，只要连续的桩体模量才会大幅提高，桩体是否连续主要与施工因素相关，高强度的千层饼并不会大幅影响复合地基的压缩模量。

减小桩距也相应增加置换率，桩距减小10%，对于正方形布置置换率增加23%，工程量相应增加23%。

增加桩长有利于减小复合地基内的沉降，同时由于下卧层的附加应力减小，也会减小下卧层的沉降，基础总沉降会有效减小，每增加桩长10%，工程量相应增加10%，减小的沉降量只是个概念。

不经过具体技术经济对比是不能得到准确结论的。

答案A和C相似，B不是很靠谱，选D的可能性比较大。

下面讲一点本人的愚见，不知对不对，欢迎拍砖，呵呵：

1．工后沉降不满足，而五层住宅用10m的搅拌桩，搅拌桩桩端的附加应力已经很小了，主要沉降应该是10m范围内复合地基的压缩。增加桩长没用，所以D不选。

2．根据工程经验，600mm的桩直径已经够大了，即使增加桩径，桩间距相应增加，也提高不了置换率，所以A不选。

3．在置换率20%的前提下，增加掺入比效果不大，所以B不选。

4．减小桩距可以大幅提高置换率，增大复合地基的压缩模量，所以选C比较合适。

　　　　工后沉降，包括处理深度范围内及以下。范围之内，一般量较小，工后较大的话，肯定是处理深度以下的了。　

复合地基的沉降由加固区沉降和下卧层沉降构成，按照现有计算理论，A、B、C选项仅能减小加固区沉降，增加桩长可使加固区沉降稍许增大，但可明显减小下卧层沉降，30m 的深厚软土，下卧层沉降应占总沉降量的大部分，所以应选D。

出题之人的原意可能是要选D，但我想5层住宅，10m的处理深度已经足够了，10m 以下附加压力很小，不知大家计算过没有，我是算过的，大概只有5~10kPa，所以桩端以下的沉降是很少的。

这是一道试题，主要考基本概念，在30m厚的软土中只打了10m 长的桩，下面还有20m厚的软土。试题给的条件是“经估算工后沉降不能满足要求”，也就是沉降太大，怎么减小沉降呢？题目的意思是在给出的四个选项中，哪一个是最合理、最有效的途径。答案应该是加大桩长。这是比较而言的，不是说其他选项就没有作用，但就比较而言，加大桩长的作用最明显，所以应该选答案D。

4.8究竟是“标准值”还是“特征值”？

我们现在在山东菏泽这边做一个小区的工程地质勘察，18层的拟建物采用CFG复合地基，我们勘察报告上提供的CFG桩基参数是极限标准值，而设计单位非要让我们提供CFG 桩基的特征值，设计单位说他们这边勘察单位提供CFG的桩基参数都是特征值，地基处理规范上CFG复合地基设计公式的参数也是特征值，但是以前我们在河北、北京地区勘察、桩基设计时采用CFG复合地基时都采用的是极限标准值，桩基规范上提供可查表的也是极限标准值，我非常的迷惑，想请教一下高老师，我们到底应该提供标准值还是特征值，特征值和标准值有什么关系？谢谢

B网友：

个人感觉设计单位最后用的都是特征值，如果勘察单位提供特征值，设计单位就不用再算了，直接用。如果提供的是极限标准值，设计单位计算的时候也会换算成特征值进行计算。

特征值应该是等于极限标准值除以2。

之所以引起这些不同意见的争议，主要是我国的有些术语都喜欢“创新”，不太尊重“历史”，也不太注意使用者的方便。规范改一个版本，主要的术语一改，大学里的教材也跟着改，但教材总是滞后于规范。结果学校里读的教材里用的是“地基承载力标准值”，而规范里已经改成“地基承载力特征值”了。读者还认为真有什么重要的、概念性的改变了，反复去琢磨有什么不一样。其实，无论是基本概念和计算的主要方法没都有什么改动。无论是“地基承载力标准值”还是“地基承载力特征值”，其性质都是容许承载力，都是用p1/4公式计算的，与地基极限承载力都是地基承载力的不同发展阶段的界限值。

其实，在《建筑桩基技术规范》JGJ 94里对术语的定义还是很清

楚的。单桩竖向承载力特征值的释义是“单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值”。

单桩极限承载力除以安全系数后得到什么结果？不就是单桩容许承载力吗？这个容许承载力就称为承载力的特征值。本来是力学概念很清楚的“极限”和“容许”两个概念，变为必须加以注解才能明白的那种深奥的文字游戏。

4.9复合地基承载力特征值与桩端持力层天然地基承载力特征值之

间是存在什么关系？

请教高教授，关于CFG复合地基处理，其复合地基承载力特征值最大可以达多少？有人说最大不应超过桩端持力层天然地基承载力特征值的3倍，是否有道理？

任何一种复合地基，其复合地基承载力都有一个极限，CFG桩也是这样，究竟极限是多大，需要进行研究。

其值应该取决于许多因素，可能不只与桩端土的性质有关；极而言之，试想如果支承

在岩石上，也是3倍吗？

复合地基承载力特征值与桩端持力层天然地基承载力特征值之间是存在一定的因果关系。但要探讨它们之间的定量关系是非常困难的，因为它们之间的关系取决于许多难以确定的工程条件和地质条件，两者的组合会有很多种的可能性，因此是没有定量的规律性可以分析的。因此，所谓3倍的说法是没有根据的。

4.10这个场地能满足设计CFG桩复合地基的条件吗？

有这么一个建筑场地，楼高17层地下一层，基底下有4m左右厚的粉土，承载力160kPa，其下为3米左右厚的淤泥质粉土，承载力80kPa，拟采用CFG桩复合地基。

现请教复合地基承载力计算时这层淤泥质粉土如何考虑？

首先考虑的可能是施工时在淤泥质粉土中能否成形的问题。

王答：(王长科总工)

您说的这种情况，基础持力层下存在承载力较低的土层，计算复合地基承载力特征值时，桩间土承载力就不能直接采用160kPa，应当考虑下伏淤泥质粉土（承载力80kPa）的影响，因具体条件不明，按照经验可用90kPa参与计算。

不知道基底下的粉土的承载力是多少？地下水位是多少？

我个人认为：在计算时，由于上面粉土有4米厚，可以按第第一层土设计，下伏的淤

泥质粉土应该做为软弱下卧来考虑，当其不能满足设计及规范要求时，可以不断试着提高

面积置换率，直到满足下卧层的要求。若直接用80kPa计算，我认为有点太保守了。

在设计时，应该考虑到很多因素。特别是这层淤泥质的影响。由于其强度很低，在布

置桩时，应该考虑到基础外的侧向约束，即应该设计护桩更合理。再就是成桩问题，能不

能成了桩，别打完了，桩漏下去了，这层土是个大肚子，上面粉土空了，就不好了。

这样的工程我设计和施工了几个，我的做法是：采用二种桩型：CFG+碎石桩，碎石桩打到软土以下，通过碎石桩来调整该层土的强度以及压缩模量值，以期减小沉降量，并且，打完碎石桩后，再成CFG桩，也不容易出问题。CFG桩，用来提高承载力，并满足变形要求。

也曾经采用：水泥粉喷桩+CFG，水泥搅拌桩+CFG处理过。效果差不多，用水泥搅拌桩，容易出现串孔。最后结果，还是比较让人满意的。

在设计时，在基础外，最好是加一排到二排护桩。可以用水泥土桩（湿法或干法均可）

　　　　复合地基，加固体范围内，也就是桩长范围内存在软弱层，如何验算呢？我觉得应该分层验算，然后根据下卧层验算持力层承载力。　

　　　　如何分层，似乎很简单，但是似乎也很麻烦。为什么规范不说当桩身范围内有软弱层时，必须验算以及如何验算呢？　

这个场地的地质条件并不充分。只知道基础底面以下有一层有4m左右厚的粉土,再下面就是3m左右厚的淤泥质粉土。可是并不知道再深的地方是什么土层。

对17层的建筑物，不可能用支承在粉土层中的那么短的桩，也不可能将桩支承在淤泥质粉土层中。那么，再往下是什么土层呢？不知道！

也就是说，对17层的建筑物，勘探深度只有7m，这怎么做设计呢？根本没有考虑方案的条件。

显然，勘探深度不满足桩基设计的要求。不知什么原因，勘探的深度那么浅，没有考虑到考虑方案设计时最不利情况的需要。

4.11什么是CFG桩复合地基？

高老，您好，我是一个土建专业的学生，我想学习一下CFG桩复合地基的相关内容，简单一点的就好了。请问一下有没有一些相关的书籍资料可以阅读的呢？书籍名称或者电子书都行，如果有的话，我想能尽快地学习一下ＣＦＧ桩复合地基相关内容。　

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的缩写，在《建筑地基处理技术规范》中称为“水泥粉煤灰碎石桩”，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械施工。

CFG桩和桩间土一起，形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。为了使桩顶受力比较均匀，不发生桩顶被压碎的情况，一般应设置褥垫层。CFG桩一般不配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，所以工程造价比较便宜。适用范围:

CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对基础、条形基础、筏基都适用。

应根据现场条件选用下列施工工艺：

1、长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土.

2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地.

3、振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基.

材料要求:

1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料: 缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定.2、严格按照配合比配制混合料。

3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为

160∼200mm，振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30∼50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm.

4、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2∼1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。

注意事项:

1、冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

2、施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。

技术指标:

根据工程实际情况，水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。

主要技术指标为：

地基承载力：按设计要求；

桩径：宜取350∼600mm；桩长；按设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层；

桩身强度：混凝土强度满足设计要求，通常≥C15；

桩间距：宜取3∼5倍桩径；

桩垂直度：≤1.5%；

褥垫层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，最大粒径不宜大于30mm。

厚度150∼300mm，夯填度≤0.9。

实际工程中，以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。

4.12强夯以后，地基承载力会降低吗？

我单位在的一个设计项目，6层砖混住宅，钢筋混凝土条基，用的是强夯地基。由于我们江南城镇没用过，结构设计人员还有点担心，他的问题是强夯处理一年半后实施上部结构，地基承载力还能保证吗？还需要什么处理？

土层是这样的，约1m填土层下是松散~中密的粉土粉砂，轻微液化，地下水位地下2.6m，要求处理深度7m，承载力180kPa,处理后一周已做过静载荷试验。

这种地质条件，这样的的处理深度要求，适宜于采用强夯处理，只要采用适合的强夯能量，估计可以满足要求，不知静载荷试验的结果如何？

为什么说可以呢？粉土粉砂的透水性好，强夯时所产生的孔隙水压力可以较快消散，能提高地基承载力；一般强夯的有效处理深度6～8m，随强夯能量及夯点间距而异，这个工程是6层砖混住宅，加固层的厚度足够了，没有问题；

地下水位2.6m，不算太浅，而且一般为了补充夯沉量，还要预铺超高，更没有问题，不会夯成橡皮土；

砂土夯后性质稳定，不会变坏，没有高差，就不会发生流动；

希望楼主把试验结果（包括原位测试）告诉大家，让大家了解一个强夯的案例。

4.13请问有什么好的处理方法?

高老师，请教您两个问题：　

１．一地基处理工程，要求地基承载力１５０ＫＰａ，土层上部２ｍ为填土、和粘土，下部３０ｍ为淤泥，其下依次为卵石、淤泥质土的互层；请问有什么好的处理方法，目前已有的资料大多只能处理至２０ｍ；　

２．一边坡工程，坡面土层依次为填土、粘性土、强风化含绿泥石角闪岩、中风化含绿泥石角闪岩。其中，强风化岩层为向上凸起形状。有人说，这样的为风化堆积体，而不是强风化，请您给予指导。谢谢！　

处理地基的方法与要求，不仅与地质条件有关，还与工程的规模及技术要求有关，由于应力是随深度而降低，深层土的加固要求可以低一些。

你这个工程的淤泥厚度是比较厚一些，淤泥的性质如何，沿深度是不是还是分层的还是厚层的软土，同时要建筑物的性质，建筑物对不均匀变形的抵抗能力。

对厚层软土的处理方法还是有的，就是造价贵一些，就看你工程值得不值得花那么大的代价去处理。

处理的深度还和施工设备的能力有关，处理方案的选择还和施工设备条件有关。

是否是强风化还是堆积体，需要根据现场的地形、地貌条件和岩性的关系，根据地质知识进行分析，对结论要有充分的论据和理由。

为什么填土遇雨水会发生不均匀沉降？

A网友：

我们都有这样的工程经验：较深厚的填土层（填土厚度不小于5~8m），当填筑完成，遇到第一个雨季，连续降雨作用下，一般会发生沉降，而且沉降多表现为不均匀沉降，并在填土边坡的坡顶边缘（临空面）处，会出现裂缝，状似滑坡后缘的拉裂缝，也就是说在沉降的同时，会向临空方向出现少量位移；这时候，如在填土中有基础埋置深度较小的构筑物时，这时会出现倾斜、开裂等变形或破坏现象。

这种情况相信大家都会遇到过，现在想讨论的是，为什么填土遇雨水会发生这种不均匀沉降，其发生的机理、本质是什么？这与在填土上面加载而发生沉降有什么不一样？须要说明的是，填土是经过碾压夯实过的，不是随意地堆填的，其压实系数达到0.94~0.97。

我的看法是问题还在碾压质量上，分层的厚度、碾压设备、碾压遍数是否符合要求，值得仔细检查；

更重要的原因很可能是土层的含水量没有控制好，与最佳含水量差距太大。如果不是在最佳含水量的条件下碾压，密实度也可以达到要求，但水稳定性极差，遇水即软化、强度降低，产生湿陷，你所描述的事故现象与这种性质的不稳定性表现非常一致；如果碾压土料的含水量变化很大，那碾压后的填土又人为地造成了次生的不均匀性，加剧了变形的不均匀。

碾压控制是土工中比较成熟的一项技术，没有什么特别的要求，但就是这个含水量的控制，实际工程中往往很难做到，许多工程的事故都在于此，令人感概万分。

复合地基沉降计算用什么指标？

A网友：

　　　　在实际工程复合地基变形计算中遇到一些问题，敬请各位老师指点。　

１、复合地基变形计算桩长范围内采用复合压缩模量，计算复合压缩模量时是采用相应压力段的天然压缩模量、采用EＳ１－２还是根据设计单位复合地基设计经验取值。　

２、复合地基变形计算一般采用哪些方法？我个人认为采用建筑地基基础规范方法、考虑基础和上部结构整体刚度的结构软件算法、设计单位自己开发的算法和其它数值算法都可以，关键在于变形计算采用的压缩模量是否正确和符合工程实际、是否结合当地经验等。　

在复合地基的沉降计算中，复合模量是几层土的综合结果，就很难照顾到压力范围了，不可能那么精确的，这是地基处理工程中带普遍性的问题。

复合地基本身的问题还弄得不是很清楚，不必再把上部结构的刚度牵涉进来了，到不了哪个精度。只要计算地基的变形就可以了，可能连地基规范的沉降经验修正系数是否适用也值得研究。

希望积累地基处理工程的沉降观测数据以校核计算公式，验证或提出新的修正系数，这是最重要的工作。

复合地基沉降计算到底采用何种压缩模量？

A网友：

　　　　复合地基设计要满足强度和变形两个条件，故复合地基变形计算是复合地基设计的重要方面，对这些问题，规范总要给个说法。　

１、地基变形计算到底参照桩基础、天然地基或给一个复合地基的计算方法。　

２、复合地基桩长范围内的到底采用何种压缩模量？是综合按一层土考虑（哪层土？）还是按各土层分别考虑、是取E S1-2还是相应压力段压缩模量确定复合模量？复合模量提高系数中f ak 是取持力层、最小值、还是综合取值等一系列问题。　

这些困扰很久了，很难弄清楚，复合地基中的应力是否和天然地基的应力分布一致呢，土层的边界条件发生了变化，压缩模量是不是适用都值得探讨。岩土工程有点模糊啊，但是搞学术的应该使劲研究一下。　

王答：（王长科总工）

复合地基的沉降计算是一件很难搞清楚的一件事。当前规范给出的下述公式是基于胡克定律，并使用了等应变假定。

s ak spk

sp E f f E =

从胡克定律来看，E sp 和f spk 相匹配，E s 和f ak 相匹配。因此在理论上，E s 的压力段应该是用基底附加压力为f ak 向下衰减得到的附加应力值作为E s 压力段的取值依据。

您可以试试用以下公式来计算Es 压力段（自重---自重+附加）中的附加应力：

spk

ak z sz f f σσ= 式中sz σ表示用于计算某深度土E s 的附加应力，z σ表示用基底附加压力spk f 向下衰减得到的相应某深度的复合地基附加应力值。

为什么换填垫层的承载力那么低？

A 网友:

我想请教关于《公路桥涵地基与基础设计规范》中表3.3.3-2中给出的地基承载力基本容许值中碎石土中密550~800kPa ，稍密400~500 kPa ，松散的也有200~400 kPa 。 同样为碎石土，换填的垫层表4.5.5中碎石卵石的承载力容许值怎么就只能达到200~300 kPa ，难道说换填的碎石土连松散都达不到？结构物经常要求承载力在200 kPa 以上（我们单位设

你这里所引用的两个表是讲不同内容的问题，《公路桥涵地基与基础设计规范》的表3.3.3-2中给出的地基承载力基本容许值是指天然状态的碎石土，包括天然形成的密实度和历史的作用所形成的某些结构性。

而在《公路桥涵地基与基础设计规范》的表4.5.5是指换填的垫层，是人工填筑的，没有结构性可言，仅适用于对垫层的承载力估计。

这两个表是各自形成的，相互之间并没有任何的关联性可言，这种经验性的数据虽然有其一定的经验或资料的依据，但仅适用于提供一些经验的判断，但不能将其推论到所涵盖的范围以外。

对你的这个工程问题，既是人工的垫层，就不能采用考虑了天然结构性的碎石层的承载力数据，换填满足不了要求，就采用其他的方法，天无绝人之路，总有一种或几种办法可以解决你的工程问题。

如何计算路堤浅层换填垫层？

高老师你好：　

　　　　关于路堤浅层换填垫层法的计算方法，我看了路基相关规范及土力学相关书籍，这类书籍讲的都是刚性基础底部换填垫层计算方法，对于路堤基底浅层处理计算方法基本不提。对于软土地基路堤需要采用圆弧法计算其稳定性，对于路堤基底浅层换填垫层法是否也需要采用圆弧法计算其稳定性？或者是采用太沙基承载力公式进行验算？　其实，路基下砂垫层的计算与基础下的砂垫层计算方法完全是一样的。如果要说是否考虑基础的刚度的话，其实这个方法是不考虑基础刚度的。

也就是这种计算方法假定基础是完全柔性的，即中心荷载下基础底面压力分布是矩形分布，偏心荷载下是梯形。那么，完全柔性的路堤下的压力分布则为对称的梯形，其形状与路堤的断面一致。

怎样理解基础底面下天然地基承载力特征值？

A网友：

CFG桩复合地基的压缩模量，根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定：

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的压缩模量的ζ倍，ζ=f spk/f ak

例如：CFG桩复合地基的持力层为第2层粉质粘土，桩端进入第4层粘土层3m，CFG 桩复合地基处理后的地基承载力特征值为f sk =510kPa，持力层为第2层粉质粘土，

f sk=170kPa，100-200kPa压力范围的压缩模量为7.8MPa，第3层细砂，f sk =160kPa，压缩模量为8.1MPa，第4层为粘土，f sk =190kPa，100-200kPa压力范围的压缩模量为10.5MPa，460-530kPa压力范围的压缩模量为17.2MPa，那么：ζ=510/170=3.0

第2层的复合压缩模量就等于7.8×3=23.4 MPa，

我不明白的是第四层的是用10.5×3=31.5 MPa 还是17.2×3=51.6 MPa，(我们这里是以下所有土层都乘以ζ=510/170=3.0。而不是第3层乘以3，而第4层乘以510/190=2.7)，另外我们这里是每层的都算，依据的是“复合土层的分层与天然地基相同”不是用高老《岩土工程勘察与设计》-疑问问题答疑笔记整理（2）525页所说的用计算加权平均的压缩模量，再乘以系数ζ的压缩模量，也就是说CFG桩加固的区域还按每层土的压缩模量乘以系数ζ的压缩模量，而不是用一个所有层都一样的加权平均的压缩模量。

我的主要问题是第4层是用哪个压缩模量31.5 MPa还是51.6 MPa，第4层桩端以下的压缩模量用17.2 MPa，对吧？

B网友：按《地基处理技术规范》第7.1.7条的理解为:以下所有土层都乘以ζ倍(即案例中的510/170=3.0).至于压缩模量取31.5 MPa还是51.6 MPa,要看该层所处位置所承受的附加压力+自重应力之和(即总应力)有多大？如果总应力到此层的值在100-200kPA之间，压缩模量就取31.5 MPa；如果总应力到此层的值在460-530kPa之间，就要取51.6 MPa。

不知对否?

A网友：

这个问题还没明白，我们这里是以下所有土层都乘以ζ=510/170=3.0。即第3层乘以3，第4层还乘以3.0；而不是第3层乘以3，而第4层乘以510/190=2.7但有的同僚说应该是第3层乘以ζ=510/170=3.0，而第4层乘以510/190=2.7，即每层乘以相对应的系数。

C网友：

　　　　关于ζ，根据地基处理规范，肯定是３．不用讨论的。规范就是这么规定的。　

　　　　关于是取３１．５还是５１．６，同意９楼保定那哥们的意见。肯定是取自重￣（自重＋附加应力）那一段的。　

　　　　不是工程必须，你要是搞不清楚的情况下，取保守一点没问题；另外，沉降　靠你算，能准吗？　

　　　　如果是注册考试需要，建议搞透，天知道规范的这种规定是否合理。但，你必须执行。　A网友：

关键是地基处理规范说ζ=f spk/f ak，，f spk是深度修正后的复合地基承载力特征值，这个是一定的

但是f ak是基础底面下天然地基承载力特征值。就是“基础底面下”这几个字，比较含糊，我的同事认为：基础底下每层土都是基础底面下的啊，所以就有了要乘以每层土的系数，他认为这样比较合理，算出来的不同系数复合不同地层；但我认为“基础底面下“应该是指的是基础持力层。

就在这时，问题又有了转折，昨天一个报告在郑州审查后，审查人提出了一个意见：以下是意见内容“CFG桩计算复合土层段压缩模量时，ζ=f spk/f ak，f spk要与相对应的持力层f ak对应。”这条意见很明显是指ζ是每层一个。

我就想知道一个权威的认定，让我有个清楚的认识，并且好让我同事也认可。

这位网友提出的问题值得我们探讨，我们先引用《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2012第7.1.7条的有关规定：

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ζ 倍，ζ 值可按下式确定：

sk spk

f f =ζ

式中：f sk —基础底面下天然地基承载力特征值（kPa ）。

应该说，规范的这一条规定是非常清楚的，这个f sk 是指复合地基第一层土（位于基础底面下）的地基承载力特征值，而且强调是天然地基承载力特征值，也就是说是天然地基设计时所用的地基承载力，那当然是指持力层了。

但这位网友所遇到的问题是，对这个f sk 的另一种理解是取用复合地基每一相应土层的承载力。按这样的理解对不对？如果说不对，理由是什么？

如果规范的意思是这个f sk 取用复合地基中每一相应土层的承载力，那么，“基础底面下天然地基承载力特征值”这句话应该改写为“基础底面下每一相应土层的天然地基承载力特征值”，同时，为了表明这个ζ 值是对应于每个土层的，应该标以脚标i 来说明是哪一层的。但规范并没有加注脚标，表明不存在若干个ζ 值。