CFG樁復合地基承載力確定

張常嶺

（新疆啟程巖土工程勘察設計有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

從上世紀八十年代開始在工程當中廣泛的應用CFG樁，CFG樁具有較小的地基變形以及較大的承載力提高幅度，因此在消除不均勻地基的變形當中具有很強的適用性。筆者以自己的經驗為根據對CFG樁施工檢測、地基設計以及CFG樁與樁基之間的差異進行了總結。

1 . 復合樁基與剛性樁復合地基

在原土當中對一定比例的增強體進行設置，并且由增強體以及樁間土對荷載進行共同承擔，這樣的一種人工地基就是所謂的復合地基。判定復合地基的主要條件為：①樁土對豎直和水平荷載進行共同承擔；②具備明顯的地基性狀，也就是樁不會對產生對基礎的沖切作用，而且由基底摩阻力承擔無埋深條件下水平荷載。

CFG樁復合地基中的樁間土、增強體等共同將復合土體構成，其中基礎和樁之間并沒有直接的連起來，而是利用褥墊層將兩者聯系起來。在CFG樁復合樁基當中褥墊技術屬于一項核心的技術，其能夠使樁、土對水平向以及豎向的荷載進行共同的承擔，同時還可以對荷載分擔進行調整，并且將基底應力集中的作用減少。大量的研究表明，如果具備適宜的褥墊層厚度，就能夠將土、樁的荷載分擔作用充分的發揮出來。基底將會受到較小的樁的集中應力，而且樁頂也具有較小的水平荷載，這樣就能夠保證水平斷裂的現象不會發生在樁體中。在復合地基中樁也不會喪失工作能力[1]。

2 . 如何確定復合地基承載力

2.1 復合地基的設計階段

復合地基承載力的確定原則在《建筑地基基礎設計規范》中被明確了下來，也就是需要通過現場復合地基荷載試驗最終將復合地基承載力特征值確定下來，或者由增強體的載荷試驗結果有效的結合周邊土的承載力特征值最終確定下來。其設計公式為：

在該公式中：樁間土承載力折減系數用β來表示，樁的截面積(m2)用Ap來表示，單樁豎向承載力特征值用Ra來表示，面積置換率用m來表示，復合地基承載力特征值用fspk來表示。通常以地區的經驗為根據進行取值，如果沒有經驗就可以取值為0.75—0.95。

大量的實驗研究表明，相對于荷載試驗結果而言，公式計算結果一般都要小一些。導致這種情況發生的主要原因可能是：①相對于自由單樁而言，地基中的單樁具有不同的承載形狀：也就是說，復合地基中單樁豎向承載力特征值就是上面公式當中的Ra，然而卻選擇自由單樁豎向承載力特征值進行實際計算。復合樁基當中的單樁與自由單樁比較起來非常關鍵的一個特點就是，在樁側土中樁間土應力會產生較大的豎向應力增量，導致與自由單樁比起來，樁的承載特性表現出很大的不同。②樁間土的側向變形由于樁在復合地基中的存在而受到限制，這樣就減小了土的豎向變形。樁的數量和置換率會較大的影響到樁對樁間土的約束作用。③負摩擦區的影響，因為設置了褥墊層，所以有負摩擦區存在于復合地基中，樁在這個區域當中會將一個向上的作用力提供給樁間土，這樣就會對樁間土的變形起到一個阻止的作用[2]。

從上面我們可以看出，相對于天然地基承載力特征值而言，復合地基中樁間土具有更大的承載力特征值。除此之外，由于有負摩擦區存在于復合地基中，所以如果具有較小的樁間土荷載，那么與天然地基的變形比起來，樁間土具有較大的變形；樁對土產生的應力會隨著不斷增加的荷載而使兩者具有相等的變形，隨后就會出現樁間土的變形比天然地基變形要大的情況。

如果要想將復合地基承載力特征值利用現場復合地基荷載試驗確定下來，那么必須要對工程的實際條件進行模擬開展復合地基載荷試驗。除了要對地基土的特性予以充分的考慮之外，還要對地基土受到的施工工藝的影響進行充分的考慮。

3 . 在復合地基載荷試驗過程中的注意事項

要想保證實驗結果的準確性，就必須要對合理的褥墊層厚度進行設置，因此褥墊層的鋪設方法與厚度屬于試驗當中非常重要的一個環節。如果褥墊層具有偏小的厚度，就會引起樁頂應力的集中，從而無法充分的發揮樁間土承載能力，需要將樁間土承擔的荷載向樁上轉移，否則很容易出現樁頭壓碎的情況，導致較低的復合地基承載力。在《建筑地基基礎設計規范》當中規定褥墊層厚度在CFG樁復合地基載荷試驗當中可以定為150mm[3]，褥墊層的底標高應該等于樁頂設計標高，褥墊層要具備平整的底面。與此同時，其鋪設面積應該等于承壓板的面積。褥墊層周圍要將原狀土預留下來，這樣就能夠將側限條件形成，在對承壓板進行放置的時候，要壓實褥墊層，保證承壓板與褥墊層之間接觸的緊密性，這樣就能夠有效的防止在復合地基總沉降量當中褥墊層壓縮量占有過大的比例，從而導致與復合地基實際承載力比起來，按沉降比確定的承載力出現偏低的情況。

4 . 結語

從上面的分析當中，我們可以得出這樣的結論：①褥墊層、樁間土以及CFG樁共同構成的剛性樁復合地基的性質為地基，而作為樁基的復合地基則屬于基礎范疇。②需要利用現場復合地基載荷試驗才能夠將復合地基承載力特征值確定下來，在試驗方案當中需要對地基土的成樁工藝以及振密性等各種因素進行充分的考慮，并且對工程的實際條件進行合理的模擬。③相對于天然地基承載力特征值而言，復合地基中樁間土具有更大的承載力特征值。相對于荷載試驗結果而言，公式計算結果一般都要偏小。④褥墊層厚度在CFG樁復合地基載荷試驗當中可以定為150mm。

[1]李冠澤,張季超. CFG樁-網復合地基在軟土層路基加固中的應用[J]. 華南地震. 2014(S1)

[2]馬思博,楊帆. CFG樁復合地基在超高層建筑中的應用[J]. 低溫建筑技術.2013(08)

[3]曾尚潔. CFG樁在淤泥質土地區的適用性探討[J]. 黑龍江科技信息.2013(19)