CFG樁復合地基沉降計算方法分析

王呈志 陳晶晶

（河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司 河南省 450001）

1 前言

復合地基：部分土體被增強或被置換，形成由地基土和豎向增強體共同承擔荷載的人工地基，主要是指加固材料和天然土層之間相互作用組成持力層，而共同分擔上部結(jié)構(gòu)荷載的人工地基，這種人工地基形式在目前的工程建設(shè)工作中發(fā)揮著良好的作用。CFG樁主要是指水泥粉煤灰碎石樁，在工程界應用程度不斷提升。CFG樁復合地基基礎(chǔ)工程在總造價方面較低，比起一般情況的高強混凝土預應力管樁、鋼筋混凝土灌注樁和碎石樁等方面要低的多。需要注意的是，不論何種樁在實際應用的過程中，尤其是一些較為復雜的地理環(huán)境中，都有可能會出現(xiàn)沉降，需要對其進行全面細致的分析，采用科學合理的計算方法，將能起到良好的效果。

2 CFG樁復合地基工程實例情況分析

2.1 工程基本情況

某市中心大樓，主樓為地下2層，地上16層，地上總體高度為52.15m，總體建筑面積為12005m2。該中心大樓的結(jié)構(gòu)形式，是較為均勻的框架結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)方面采用了鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為4m[1]。

2.2 地層基本情況

針對該市中心大樓的場地地層情況進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)，從上至下其主要是以下幾層土：①層雜填土；②層粉土；③層粉質(zhì)粘土；④層粉土與粉質(zhì)粘土互層；⑤層粉土與粉質(zhì)粘土互層；⑥層粉質(zhì)粘土——淤泥質(zhì)土。各層土承載力特征值偏低，壓縮模量偏小，對此，需要充分重視到各個地層實際土質(zhì)的情況，強化土質(zhì)施工效果，減少土層沉降的情況出現(xiàn)[2]。

2.3 地基基本情況

從上述場地地層的實際情況來看，基礎(chǔ)持力層為第（3）層粉質(zhì)粘土，且層粉土的含量較多，地基承載力特征值不能滿足設(shè)計要求，想要充分保證這些土層的穩(wěn)定性和牢固性，需要積極采用一些人工地基加以良好的改善，通過CFG樁復合地基進行改善，能夠起到良好的效果。在實際采用CFG樁復合地基的過程中，可以將CFG樁的直徑設(shè)置為400mm，而樁端持力層為第（5）層粉質(zhì)粘土，有效樁長為10.0m[3]。

3 CFG樁復合地基沉降計算方法

3.1 加固區(qū)變形量S1計算法

加固區(qū)的變形量計算方法在實際應用的過程中，能夠劃分為兩個方面：①符合模量計算法[4]。這種方法在具體執(zhí)行計算工作的時候，將工程項目本身的復合地基加固區(qū)內(nèi)部的土和CFG樁當作是統(tǒng)一的復合土體，并借助于復合壓縮模量的方式，針對地基土層的基本壓縮性情況進行計算。如果設(shè)定加固區(qū)范圍內(nèi)的圖層數(shù)為n，第i層復合土上附加的應力增量設(shè)定為△Pi；第i層復合土層的厚度為h，Espi則為第i層樁土復合模而在具體表達復合模量的過程中，具體表達式為Esp=mEp+（1-m）Es。在這個表達式之中，復合地基的面積置換率是m，而Ep則表示為狀體本身的壓縮模量情況，土體的壓縮模量，采用Es來表示。②樁土應力比法。這種方法在實際應用的過程中，忽略了樁本身的存在情況，也就是說不十分重視樁置換的總體作用，而主要是從樁間土的實際荷載分擔情況，計算出相應的附加應力，以此為基礎(chǔ)，從樁間土的壓縮模量出發(fā)，針對復合土層的壓縮變形情況進行最終計算[4]。

3.2 下臥土層變形量S2計算法

樁本身所傳遞的應力和樁間土傳遞的應力產(chǎn)生了一定的變形量，這就是復合地基下臥土層中的變形量S2。在CFG樁復合地基之中，其本身擁有著較低的置換率，需要設(shè)置相應的褥墊層[5]。需要充分注意到，樁間應力本身擁有著較為有限的集中范圍，有效計算好下臥土層的應力，明確其分布情況，需要從褥墊層的總地基反力計算出發(fā)，從而求出CFG樁復合地基的附加應力，在此基礎(chǔ)上，需要發(fā)揮分層綜合法的優(yōu)勢，得到準確的計算結(jié)果[6]。

3.3 利用沉降計算方法得到的地基沉降基本情況

該市中心大樓本身的地基穩(wěn)定性不夠高，需要積極采用CFG樁復合地基加以固定，并且還需要積極開展相應的地基沉降監(jiān)測工作，采用精確性的儀器（如水準儀），最終確定出CFG樁復合地基的各個測量點的具體沉降量情況，主要是表現(xiàn)在了以下幾個方面：1#累計沉降量達到了56.7mm；2#測量點的累計沉降量達到了58.6mm；3#測量點的累計沉降量達到了59.0mm；4#測量點的累計沉降量為66.6mm；5#測量點的累計沉降量為60.3mm。計算所得平均沉降量為60.24mm，總體大樓的平均沉降最后結(jié)果為66.6mm（長期）。

在上述兩種計算方法的應用中，能夠針對計算沉降結(jié)果進行分析，在天然地基方面的沉降總量為225mm，這是通過分層總和法得到的，而采用變形模量法能夠得到的總體沉降量為170mm，樁土應力比法本身所能夠得到的結(jié)果是200mm。

4 分析沉降計算方法之間的差異

CFG樁復合地基在現(xiàn)階段工程建設(shè)中的應用程度較高，但是不容忽視的是，其中還存在著一定的沉降情況，通過上述兩種地基沉降計算方法，將能夠有效得出一定的沉降結(jié)果，針對具體計算方法進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)：①在兩種沉降計算公式的作用下，開展相應的計算工作，這樣所得到的沉降結(jié)果比天然地基的沉降數(shù)值較小，并且要大于觀測沉降的結(jié)果。針對這種情況，想要做好CFG樁復合地基的實際沉降計算工作，需要積極做好相應的修正工作，這樣將能夠針對工程建設(shè)的實際情況進行較為準確的反映和表現(xiàn)[7]。②采用兩種計算方法，所得到的計算結(jié)果之間存在著較大的差異，通常情況下，樁土應力比法，相較于同等情況下的變形模量法，將能夠大出18%以上，而這種計算結(jié)果表明沉降工作具有一定的復雜性[8]。③充分發(fā)揮這兩種計算方法的優(yōu)勢，能夠發(fā)現(xiàn)，變形模量法更為接近實際觀測結(jié)果，將其積極應用在地基的實際測量工作之中，將能夠表現(xiàn)出更好的效果，具體為復合地基的加固層本身的壓縮模量較大，相較于承載力提升程度方面所計算出的結(jié)果要大。④地質(zhì)因素本身存在著較大的復雜性，在確定復合地基沉降數(shù)值的時候，需要充分結(jié)合實際情況，按照理論計算結(jié)果，在反映復合地基的實際沉降情況，并不具備較高的準確性[9]。

5 結(jié)束語

CFG樁復合地基沉降計算方法，在實際檢測復合地基的實際情況的過程中，能夠發(fā)揮良好的效果。積極采用良好的策略加以應對，根據(jù)工程建設(shè)的具體情況，確立出不同計算方法的應用效果。