試論CFG樁地基處理技術在高層建筑中的應用

【摘要】目前，CFG樁復合地基技術正在大量應用在高層建筑的地基加固之中，具有非常良好的應用前景，下文將結合筆者的實踐工作經驗，對CFG樁復合地基處理技術在高層建筑中的具體應用進行分析。

【關鍵詞】CFG樁；地基；處理技術；高層建筑

1、引言

近些年以來，我國經濟建設穩步推進，高層建筑的建設規模也在不斷擴大，對原有軟弱地基的處理成為建筑設計與施工越來越被關注的重點環節。其中CFG樁復合地基處理技術由于其經濟、快捷、高效等突出優勢，使得其在高層建筑地基處理工程中獲得了越來越廣泛的應用。因此，本文先是對CFG樁復合地基進行了簡要的概述，然后結合CFG樁復合地基的主要工程特征，對其在高層建筑地基工程處理中的設計與應用進行了詳細的探討。

2、CFG樁復合地基概述

CFG樁的全稱為水泥粉煤灰碎石樁，主要是由碎石、砂石、石屑以及粉煤灰等摻失靈的水泥、水進行拌合之后，利用各種成樁機械在地基中制作而成的強度等級為C5-C30的樁。而CFG樁復合地基主要是由CFG樁、樁間土以及褥墊層等部分構成的剛性樁復合地基。

3、CFG樁復合地基的工程特征分析

首先，CFG樁復合地基的使用工程范圍廣。CFG樁復合地基能夠在很多地基基礎中應用，如條形基礎、獨立基礎、箱型基礎以及筏基等，不僅適合于處理雜填土、素填土、新近沉積土、淤泥質土及承載力較低的一般第四紀土，也能夠在一些承載力較高、但承載力不能滿足上部結構要求或其變形超出規范或設計要求、或者為了控制高層建筑與裙樓之間差異沉降的地基；其次，CFG樁復合地基的承載力提高幅度大，具有很強的可調性。樁長從幾米到20多米，能夠全樁長發發揮樁的側阻力，樁承擔的荷載占總荷載的百分比能夠在40%-75%之間變化，從而使得復合地基承載力的提高幅度大，而且具有很大的可調性；第三，CFG復合樁地基的復合變形模量大，在地基處理后建筑物的沉降量小是其重要的特點之一。同時，和其他的復合地基的樁型相比，CFG樁的置換作用優勢很明顯，能夠在很多多層建筑、高層建筑的地基處理工程中應用。

4、高層建筑地基工程中CFG樁的設計與施工

在對CFG樁復合地基的設計中，樁長、樁間距、樁體強度、褥墊層以及材料是五個非常重要的設計參數，在具體的設計過程中，應該引起足夠的重視。

1）樁長（I）

樁長主要取決于高層建筑物對地基的承載力和變形的要求、設備能力以及土質條件等因素。通過對土層的分析，來確定樁端持力層和樁長。

2）樁徑（d）

樁徑主要取決于使用的成樁設備，在一般的工程實踐中，樁徑的設計范圍往往在的范圍之內。

3）樁間距（s）

在對樁間距進行計算之前，需要確定地基的天然承載力fk、計算單樁承載力標準值Rk和計算復合地基承載力標準值fspk。首先可以按照如下的公式來計算單樁的承載力：

之后按照天然地基承載力和設計要求的復合地基承載對樁間距進行計算，一般采用的CFG復合地基承載力標準值fa計算公式如下所示：

在上式中，γ0主要是基礎底面以上土的加權平均重度，地下水位以下取有效重度。d為基礎埋置深度（單位為m），通常情況下從室外地面的標高開始算起。

如果承受了軸心荷載時，如下式所示：

其中為相應荷載效應組合基礎底面處的平均壓力值。

通過（2）、（3）式能夠求得 fspk的最小值，并將其帶入到（4）中能夠求得的值，根據正方形的布置，可以按照如下式計算出樁間距：

將上式帶入到（4）中對進行檢驗，觀察其是否滿足荷載要求。

4）樁體強度樁體試塊抗壓強度需要滿足下式的要求：

其中fcu為邊長為150mm立方體的樁體混合料試塊標準養護28天立方體抗壓強度的平均值。

5）褥墊層厚度及材料的選取

一般情況下，褥墊層的厚度選擇均在10-30cm的范圍之內，如果樁間距和樁徑過大，可以在綜合考慮土性的基礎上，適當增大褥墊層的厚度。褥墊層的材料一般可以選用粗砂、中砂、碎石以及級配碎石等等。

6）工藝流程

CFG樁地基處理技術在高層建筑中的應用主要按照如下的工藝流程展開：鉆機就位、成孔、鉆桿內灌注混凝土、提升鉆桿、灌注孔底混凝土、邊泵送邊提升鉆桿、成樁以及鉆機移位等。

結語：

總之，隨著目前CFG樁復合地基處理技術的進一步成熟和完備，其在高層建筑中亦得到了非常廣泛的應用，已經發展成為一種重要的地基基礎型式。不過，在具體的實踐中，還需要結合工程實踐進行仔細分析的基礎上在進行使用，以保證CFG樁的應用效果。

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