CFG樁地基在地基處理中的應用

摘 要：文章對于新型的地基加固技術中的CFG樁地基進行探討，其主要在高層民用建筑中應用較為廣泛。地基進行加固處理在不能滿足上部結構承載力的地基狀況的高層建筑情況下進行，通過長螺旋CFG樁以及振動沉管CFG樁設計處理中需要注意的要點進行探討，希望能對于今后CFG樁地基設計和施工具有一定幫助。

關鍵詞：CFG樁地基；地基處理；注意要點

1 引言

CFG樁是介于剛性樁和柔性樁之間的樁型，主要構成包括砂、粉煤灰、石屑、碎石等材料進行摻和一定比例的水泥進行攪拌而成，也就是所謂的水泥粉煤灰碎石樁。CFG樁本身強度等級在C5～C20之間，其強度調節則是通過其水泥摻量配合比來實現。施工的優點則包括施工速度快、承載能力較高、造價低廉，以及較為容易控制施工質量，主要廣泛應用于固結的素填土、粘性土、粉土砂土等類型的地基中，應用于高層民用建筑中，但是，需要對于CFG樁設計過程中的參數進行嚴格控制，這樣才能很好的保證CFG樁的質量[1]。

在高層建筑結構設計過程中，其本身具有很強的多樣性和復雜性，所以，在實際工程中出現的問題也比較多，這就要求相關技術人員能夠有效分析和處理各種具體結構設計問題。比如，可以參考利用較為成熟的軟件，利用軟件中的有效模塊來進行高層建筑CFG樁地基處理設計，這樣能有效提供一定理論基礎。對于結構設計人員來說，應該充分考慮實際高層中結構受力特點，從而更好選擇相應的模型進行分析計算，使得建筑能夠符合美觀、安全、經濟的相關要求。

2 CFG樁地基處理設計中相關問題探討與思考

對于CFG樁復合地基來說，為了能夠實現承受的荷載向較深的土層傳遞擴散作用，通過連接基礎與褥墊層，這樣就能夠使得落在一般的軟弱土層或者落在堅硬土層的復合樁的端部達到目的，同時，還能在一定程度上消弱相應的樁間土層所承擔的荷載。這樣就可以實現減少建筑基底變形的目的，總體上還能夠有效使得地基的承載能力提高。但是，依然有許多問題存在于CFG樁地基處理設計中。文章通過振動沉管CFG樁、長螺旋CFG樁設計處理為例進行分析，主要探討在實際工程中存在的問題，以及需要注意的問題[2]。

2.1 樁長、樁徑設計思考

要求樁端落在土層上則是CFG復合樁設計過程中一個重要原則，所以需要一定的控制樁長。施工設備等因素、建筑工程土質條件、建筑物對地基變形以及其承載力的要求等這些因素都需要在樁長設計過程中進行充分考慮，一般來說，CFG樁的長度都在30m的范圍之內[2]。在不同的地基施工方法下，CFG樁地基應該根據具體情況進行相應的樁徑設計。對于沉管法的CFG樁施工過程中，則樁管的大小來確定相應的樁徑大小，這里一般使用的樁徑則是相應的350～600mm。

2.2 樁間距設計探討

在樁長和樁徑確定的基礎上，單樁承載力可以首先計算，然后，樁間距的計算則需要考慮相應的高層建筑地基的天然承載力和結構設計的具體要求。一般來說，在3～5倍的樁徑范圍內控制樁間距，在這個范圍外的樁間距，則應該對于樁長進行調整，這樣才能滿足相應的樁間距的具體要求。決定樁間距的大小的影響因素，則包括以下幾種因素，變形范圍、建筑地基土質條件、施工機械、設計要求的復合地基承載力等。

樁間距可以在擠密性較好的砂土、粉土上進行一定的適當減小；設計樁間距過程中，如果對象則是面積不大的獨立基礎或者單雙排布樁的條形基礎，就應該對于樁間距可以適當減少；為了保證樁體的承載能力，對于大面積布置的箱型基礎、多排布樁的條形基礎、筏形基礎來說，適當增大樁間距就顯得尤為必要，這樣能夠較為有效地對于地基變形或者沉降進行控制；另外，為了滿足復合地基承載力設計要求，對于特殊的地下水量大且地下水位高的高層建筑場地來說，適當增大樁距也十分必要。

2.3 樁體強度、褥墊層設計探討

fcu？叟3Ra/Ap公式則是對于樁體抗壓強度的一般計算公式，其中，對于邊長150mm的樁體混合試塊來說，按標準養護28天的抗壓強度平均值表示為fcu，其中，樁截面積為Ap，單樁豎向承載力標準值則是Ra。

樁的彈性模量遠大于土體的彈性模量，考慮到樁在承受垂直荷載作用的影響，把一定厚度的褥墊層設置在基礎下，這樣能夠使得樁間土承載能力進一步提高，同時保證好樁與樁間土共同承受上部垂直荷載，使得復合土層沉降有所降低。另外，控制褥墊層的厚度在10～30cm左右，材料則一般為最大粒徑不超過20m的中砂和粗砂。適當考慮加大褥墊層厚度，這在CFG樁間距過大的情況下尤為適用，能有效保證作用。

2.4 CFG樁配合比設計及材料要求

分析CFG樁的材料來看，混合材料的抗壓強度、和易性等都受到其材料的成分含量的影響。配合比設計過程中，應該注重控制混料中的參數，包括F/C、W/C、石屑率等，同時，適當加大2%～5%的用水量在水泥混凝土的配合比設計中。

設計的一個要點問題也是CFG樁材料選用，應該對此環節進行嚴格的控制。第一，保證摻入石屑的級配良好，能夠充滿粒徑處于20～50mm范圍內的碎石；第二，通過選擇適當等級的水泥，來保證樁基的密實度、經濟性以及和易性，32.5級的普通硅酸鹽水泥則是常用水泥。樁的密實度以及和易性在高等級的水泥影響下會受到一定影響，當使用等級較低水泥時，則會使得工程樁基經濟效益受到影響，造成材料浪費。第三，為了更好增強樁體的后期強度，粉煤灰應該多用袋裝II級或者III級的細集料。

另外，為了保證狀體的質量，還應該添加一些常用的外加劑，比如早強劑。

綜上所述，進行CFG樁地基處理設計過程中，為了保證結構荷載設計要求的滿足，在采用合格的施工工藝的基礎上，還要綜合考慮各個方面的因素。

3 結束語

在我國大力發展建筑工程的大潮中，高層建筑地基處理手段呈現出多樣化的特點，在建筑結構設計中CFG樁地基處理技術已經越來越多應用。為了保證建筑結構的可行性，必須有效地控制CFG樁設計要點，同時，還應該盡量提高其安全性和經濟型，努力保證我國高層建筑的進一步發展。

參考文獻

[1]張永征.某工程CFG樁地基設計方案優選[J].山西建筑，2012，38（26）.

[2]明志忠.高層建筑中CFG樁地基處理技術的應用探討[J].建筑遺產，2013（11）.

作者簡介：張先念（1980，10-）男，河南人，漢族，助理工程師，工程碩士，研究方向：基坑與地下工程。