淺析CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)

摘 要：復(fù)合地基作為軟弱地基處理的一種有效技術(shù)，近年來隨著工程技術(shù)的發(fā)展得到了廣泛的更新與應(yīng)用，其中CFG樁復(fù)合地基是由樁身、樁間土和褥墊層三者組成的一體式復(fù)合地基。本文主要闡述了CFG樁復(fù)合地基的技術(shù)特點(diǎn)，并給出設(shè)計(jì)的相關(guān)公式，包括地基承載力與單樁承載力特征值的計(jì)算，便于施工過程中進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基；褥墊層；地基承載力；技術(shù)特點(diǎn)

0 引言

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）是用適量的石屑、粉煤灰和水泥按照一定比例與水進(jìn)行拌和后制成的一種粘結(jié)強(qiáng)度較高的樁體。CFG樁與樁間土和褥墊層一起構(gòu)成基礎(chǔ)下臥土體的復(fù)合地基?？捎糜谔岣咛钔?、飽和及非飽和粘性土、松散的砂土、粉土等天然地基的承載力，是近年來應(yīng)用較為廣泛的一種復(fù)合地基處理方法。

1 CFG樁復(fù)合地基的技術(shù)特點(diǎn)

CFG樁復(fù)合地基由CFG樁、褥墊層和樁間土三部分組成。CFG樁通過對天然地基土體的置換或者擠密，提高了樁間土的承載力。褥墊層作為CFG樁復(fù)合地基的核心部分，也是其對傳統(tǒng)復(fù)合地基處理技術(shù)最大的改進(jìn)之處。褥墊層的設(shè)置可以避免基礎(chǔ)直接接觸CFG樁，而是將基礎(chǔ)的壓力均勻的傳遞給CFG樁和樁間土。這樣首先減少了CFG樁對基礎(chǔ)刺入破壞的可能性，其次將CFG樁和樁間土作為一個(gè)整體橫向傳遞了基礎(chǔ)的壓力，可以減小沉降變形，提高整體復(fù)合地基的承載力和抗剪強(qiáng)度。

CFG樁的成樁方法一般包括長螺旋鉆孔灌注成樁、長螺旋鉆孔中心壓灌成樁、振動沉管灌注成樁和泥漿護(hù)壁成孔灌注成樁，不同的方法對應(yīng)于不同的土體條件和施工要求。其中地下水位線以上施工適用于長螺旋鉆孔灌注成樁，對于噪音及泥漿污染要求嚴(yán)格的場地適用于長螺旋鉆孔中心壓灌成樁。此外，對于振動沉管灌注樁施工時(shí)，要注意成樁順序。

褥墊層的施工，厚度控制是關(guān)鍵。當(dāng)基礎(chǔ)傳遞的荷載一定時(shí)，褥墊層越厚，則CFG樁分?jǐn)偟降暮奢d占總荷載的百分比就越小。因此，當(dāng)CFG樁樁端進(jìn)入土層較為堅(jiān)硬而樁間土的承載能力又較低時(shí)，可以適當(dāng)?shù)臏p小褥墊層的厚度，讓CFG樁承擔(dān)更多的承載力；反之則應(yīng)加大褥墊層的厚度。此外，如果樁間土是中高靈敏度土，褥墊層施工時(shí)應(yīng)采用靜壓密實(shí)法而減小因振動夯實(shí)對土體的擾動。褥墊層的施工應(yīng)保證樁體嵌入褥墊層30～50mm。

2 CFG樁復(fù)合地基承載力計(jì)算

CFG樁復(fù)合地基的承載力并不是天然地基承載力與單樁承載力的簡單疊加，這里要考慮到一些其它問題。一直以來，不斷由學(xué)者在試著提出新的理論來完善計(jì)算公式。其中影響力最大的是吳春林、高潤國和牛志榮所提出的改進(jìn)公式，但由于其應(yīng)用上都具有一定的局限性，因此在實(shí)際工作中大多按照規(guī)范公式進(jìn)行計(jì)算（本文出現(xiàn)的符號，除特殊標(biāo)注外均為同一含義）。

（公式1）

fspk —復(fù)合地基承載力特征值（KPa）；

m—面積置換率；

Ra —單樁豎向承載力特征值，可按實(shí)驗(yàn)法或估算法確定；

Ap —樁橫截面積（ m2）；

β —樁間土承載力折減系數(shù)，按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值取，若無經(jīng)驗(yàn)值可按（0.75～0.95）；

fsk —處理后樁間土的承載力特征值，可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值取，若無經(jīng)驗(yàn)值可取天然地基承載力特征值（KPa）。

3 CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)

CFG樁復(fù)合地基在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，應(yīng)完成巖土工程勘察、地基承載力以及地基沉降變形的計(jì)算，按照要求來指導(dǎo)地基的設(shè)計(jì)。CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)一般包括樁長（l ）、樁徑（d ）、樁間距（s）、樁體強(qiáng)度（fcu）、褥墊層厚度（H）。

（1）樁長（l ）的確定

在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮土體的承載能力，使CFG樁的樁端選擇承載力較好的土層作為持力層，進(jìn)而選取樁長l的大致長度。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)樁長時(shí)也要同時(shí)考慮工程地質(zhì)條件及現(xiàn)場施工環(huán)境。確定完樁長l 后，根據(jù)靜載實(shí)驗(yàn)或估算法確定單樁豎向承載力特征值Ra 。

（2）樁徑（d）的確定

樁徑d 的確定主要取決于CFG樁的成孔工藝。一般情況下，若采用泥漿護(hù)壁鉆孔成樁工藝則樁徑取值在600mm～800mm，其它成孔工藝取值為350mm～600mm。由于隨后褥墊層厚度取值的過程中要參考到樁徑，所以對于樁徑的取值也要慎重考慮多方面因素。

（3）樁間距（s）的確定

樁間距（s ）常?。?～5）d ，且常取最大值。

（4）樁體強(qiáng)度（fcu ）的確定

樁體強(qiáng)度按照其配比進(jìn)行控制，應(yīng)滿足

（公式2）

其中：fcu —混合料試塊（邊長取15cm）在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（ ，濕度不小于95%）養(yǎng)護(hù)28天的抗壓強(qiáng)度平均值（KPa ）；

λ —樁承載力發(fā)揮系數(shù)，一般可按經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行調(diào)整。

（5）褥墊層厚度（H）的確定

此處的褥墊層并不是傳統(tǒng)意義上單純的混凝土墊層，而是由級配較好的砂石或碎石（最大粒徑不超20mm）經(jīng)過壓密所得。褥墊層厚度（H）一般取0.45～0.50d。這里注意的是H是褥墊層的設(shè)計(jì)高度，而虛鋪高度應(yīng)按照 （λ 此處為夯填度，一般取0.87～0.9）確定。

4 結(jié)論與展望

CFG樁復(fù)合地基通過合理的設(shè)計(jì)，最大限度的使樁的抗壓強(qiáng)度與天然土體的承載力相結(jié)合。在施工的過程中，由于樁身混入了工業(yè)廢料粉煤灰，大大降低了工程的造價(jià)，得到了較好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

在今后的研究中應(yīng)不斷完善理論計(jì)算公式，設(shè)計(jì)出與現(xiàn)場工程地質(zhì)條件更相適宜的有效計(jì)算方法。

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作者簡介：

張晶，女，1983年生人，本科，工程師。