CFG樁復合地基的設計

摘要：針對CFG樁設計過程中所應注意的問題進行論述，分析了計算方法和褥墊層的使用，并指出CFG樁具有沉降變形小，應用范圍廣，施工方便，比較經濟等特點。

關鍵詞：地基處理 復合地基 CFG樁 褥墊層

0 引言

CFG樁復合地基在當今建筑工程的地基處理得到了廣泛應用，CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。CFG樁主要適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。如有淤泥質土需要穿過該圖層，如果不能穿過，應根據當地經驗或通過現場試驗確定其可行性。過去CFG樁復合地基大部分是由巖土工程師負責設計，但近年來很多工程都是有設計院的結構工程師來負責此部分設計。此篇文章，以實際工程為例，討論CFG樁在設計中應注意的問題。

1 工程概況

本工程為沈陽市為某賓館，高層部分為框架-剪力墻結構，裙房部分為框架結構基礎型式為平板式筏形基礎。主樓地下一層，地上十六層；裙房地下一層，地上五層。其中地下一層部分為平戰結合甲類核6級人防，地下一層為停車場。地上一至四層為綜合服務性用房，五層為設備用房，六至十六層酒店客房。主要柱網尺寸為7.800X7.800及7.800x6.600m，建筑總高度為66.7m。

2 工程地質概況

地基各層概況見下表：

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3 地基方案

基礎底持力層為中砂層，地基承載力特征fak=220kPa。根據計算結果，設計要求該工程的基底壓力為430kPa。對該圖層承載力進行深度及寬度修正后仍然不能滿足承載要求。為滿足變形及承載力要求，采用了CFG樁復合地基進行地基處理。

4 復合地基設計

根據計算結果及勘察公司提供的地質報告，設計采用水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）。根據《建筑地基處理技術規范》，采用直徑為600mm的樁，樁間距取3000mm，正方形布置。

5 CFG樁單樁承載力計算

樁徑取600mm，樁的極限端阻力標準值qpk=1150 kPa，極限側阻力標準值qsik=40kPa，樁長約10m。

Ra=upqsili+qpAP=（3.14×0.6×40×10）/2+（1150×3.14

×0.32）/2=701kPa。

公式中：Ra——當樁豎向承載力特征值。AP——樁的截面面積。up——樁周長。qpk——樁的極限端阻力標準值。qsik——極限側阻力標準值。

6 復合地基承載力計算

求置換率 樁距取3000mm

m=d2/de2=0.62/（1.13×（s1×s2）1/2）=0.106

d——樁直徑

de——等效影響圓直徑，正方型布置de=1.13S（樁距）

求處理后的地基承載力特征值

基礎埋深為6.7m。

fsk=220+1x18x（6.7-0.5）=351.6kPa

fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk=0.106x701/（3.14x0.32）+0.8x

（1-m）x351.6=498.71kPa>430kPa

m——面積置換率。Ra——單樁豎向承載力特征值。β——樁間土折減系數。

7 設置褥墊層

褥墊層的作用：①保證樁土共同承擔荷載，它是水泥粉煤灰碎石樁形成復合地基的重要條件。②通過改變褥墊層的厚度，調整樁垂直荷載的分擔，通常褥墊層越薄樁承擔的荷載占總荷載百分比越高，反之亦然。③減少基礎底面的應力集中。④調整樁、土水平荷載的分擔，褥墊層越厚，土分擔的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔的水平荷載占總荷載的百分比越小。

工程實踐表明，褥墊層合理厚度為100～300mm，樁直徑越大，樁距大時宜取最高值。本工程取300mm。

褥墊層材料：褥墊層材料宜選用中砂、粗砂、級配砂石和碎石，最大粒徑不宜大于30mm。不宜采用卵石，由于卵石咬合能力差，施工擾動大、褥墊層厚度不容易保證均勻。

根據本地地質特點，選用粗砂。

8 樁質量檢驗的要求

復合地基載荷試驗是確定復合地基承載力、評定加固效果的重要依據。進行復合地基載荷試驗時必須保證樁體強度，滿足實驗要求。進行單樁載荷試驗時為防止試驗中樁頭被壓碎，宜對樁頭進行加固。在確定實驗日期時，還應考慮施工過程中對樁間土的擾動，樁間土承載力和樁的側阻端阻的恢復都需要一定時間，一般在冬季檢測時樁和樁間土強度增長緩慢。復合地基載荷試驗所用載荷板的面積應與受檢測樁所承擔的面積相同。選擇試驗點時應本著隨機分布的原則進行。

9 結語

本工程地基處理所用CFG樁共370根，總樁長約3700m，樁身強度等級達到了設計要求的等級。地基處理后，通過載荷試驗，本工程復合地基承載力特征值達到了495kPa，完全滿足設計要求。

工程實踐表明，通過改變樁長、樁直徑及樁間距等，可以使處理后的地基承載力特征值有較大范圍內的調整，通過改變這些參數，可以最經濟的使用CFG樁，CFG樁特別是對軟弱地基提高的更多。CFG樁還具有沉降量小。施工快，變形穩定等優點。而且CFG樁大量使用粉煤灰，樁體材料具有良好流動性，易于澆筑，可以節約水泥，比素混凝土樁地基處理費用節約20%～30%，經濟效益明顯，獲得了較好的社會效益。

綜上所述，CFG樁具有良好的經濟效果和可靠地技術效果，在地基處理工程具有廣闊的使用前景。

參考文獻：

[1]廖琴.CFG樁復合地基樁帽結構施工工藝[J].價值工程，2012（07）.

[2]李健，鈕瑞艷，王力軍.CFG樁在儲罐地基處理中的應用[J].價值工程，2012（12）.

[3]王娟，王興科，郭亞宇.CFG樁加固軟土地基施工技術[J].價值工程，2011（22）.