CFG桩用于冷却塔地基处理工程实例

（一）工程概况和地质条件

天津盘山发电厂位于天津市蓟县。该厂一期工程为6500m²冷却塔两座，为钢筋混凝土薄壁塔，塔身±0.00标高处直径105.0m，塔高132.0m。拟建场地原为耕地，地形平坦，地基土层自上而下分布为∶

①层∶耕土层，厚度约0.5m。

②层∶粉质粘土层，可塑，中密，中等压缩性土，承载力标准值180kPa，平均厚度2.0ma

③层∶粉软粉质粘土层，软~流塑，稍密~中密，强度不均，承载力标准值约120kPa，平均厚度约4.5m。

④层∶粘土、粉质粘土层，可塑~硬塑，中密，中压缩性土，承载力标准值200kPa，平均厚度约4.0m。

⑤层∶11.0m以下为安山岩。地下水位于地表下3.0~4.0m。

冷却塔基础原设计为 800mm 和 4600mm 的钻孔灌注桩，桩尖支承于强风化或中等风化的安山岩上。根据初步设计方案，于1987年10月~1988年2月，做了三组共6 根静载荷试桩，其结果见表3-11-16。

根据场地地质条件和试桩结果分析，以上原桩基础方案有下列不合理之处∶

（1）该场地地基土的承载力较高，而且比较均匀。根据计算，如不用桩基础，做条形基础，则要求地基的垂直与水平承载力分别为220kPa和48kPa。在该场地中，虽然原天然地基无法满足上述要求，但即使是地基中的软弱粉质粘土层，其垂直承载力也能达到120kPa。原桩基础方案几乎不考虑土的作用，因而不经济。

（2）由于冷却塔的上部结构荷载水平分力较大，水平分力与垂直分力之比为0.218 （48kPa/220kPa），而桩基础的水平承载力偏小，根据表3-11-16结果，其水平承载力与垂直承载力之比为0.056~0.13，因此桩基础设计是由桩的水平承载力控制的。鉴于以上原因，经研究后，冷却塔采用条形基础（基础宽5.5m），地基用CFG桩复合地基加固。上部结构对复合地基的要求为∶

（1）复合地基的垂直承载力标准值220kPa。

（2）水平承载力标准值为48kPa。

（3）差异沉降量小于等于0.5%。

（二）设计与施工概况

该工程地基处理设计的主要特点是要求复合地基的均匀性好，水平承载力高，地基的差异变形量小。CFG桩的设计参数如下∶

1.CFG桩强度

考虑到冷却塔塔身最大直径达105m，塔高132m，而塔身最薄处仅160mm，其整体刚度极弱，因此桩的强度应较高。另一方面，桩身强度过高，对于发挥桩间土的作用不利。综合考虑后，确定CFG桩强度C13，设计单桩承载力300kN。

2.桩长

根据地质资料，桩长确定为7.8~10.0m，施工中通过激振电流和贯人度控制。

3.桩径与桩距

CFG桩采用常规振动沉管桩机施工，成桩直径约380mm。为确保复合地基的均匀性，采用三角形密排布桩原则，桩距1.3mm。每塔按圆周划分为280等分，径向每排5 根、4根间隔，共布桩1260根，参见桩位图3-11-36。

施工中采用隔排隔桩跳打工艺，以避免对相邻桩的挤压影响。施工从1990年9月至1990年11月，历时约75d。

（三）效果及评价

该工程竣工后，于1990年12月至1991年2月分别在现场抽查了16根桩做单桩和单桩复合地基垂直静载荷检验，检验结果复合地基承载力标准值为260kPa，符合上部结构设计要求。冷却塔于1992年底建成投产，截止1995年底的沉降观测资料，复合地基的绝对沉降量不超过10mm，差异沉降量亦小于设计要求值。采用CFG桩复合地基的总造价（包括方案论证前的大型现场试验费用）仅为原桩基础方案的1/3。