淺析CFG樁復合地基處理技術

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

關鍵詞：CFG樁復合地基；褥墊層；地基承載力；技術特點

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行拌和后制成的一種粘結強度較高的樁體。CFG樁與樁間土和褥墊層一起構成基礎下臥土體的復合地基。可用于提高填土、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，是近年來應用較為廣泛的一種復合地基處理方法。

1 CFG樁復合地基的技術特點

CFG樁復合地基由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樁復合地基的核心部分，也是其對傳統復合地基處理技術最大的改進之處。褥墊層的設置可以避免基礎直接接觸CFG樁，而是將基礎的壓力均勻的傳遞給CFG樁和樁間土。這樣首先減少了CFG樁對基礎刺入破壞的可能性，其次將CFG樁和樁間土作為一個整體橫向傳遞了基礎的壓力，可以減小沉降變形，提高整體復合地基的承載力和抗剪強度。

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壁成孔灌注成樁，不同的方法對應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，要注意成樁順序。

褥墊層的施工，厚度控制是關鍵。當基礎傳遞的荷載一定時，褥墊層越厚，則CFG樁分攤到的荷載占總荷載的百分比就越小。因此，當CFG樁樁端進入土層較為堅硬而樁間土的承載能力又較低時，可以適當的減小褥墊層的厚度，讓CFG樁承擔更多的承載力；反之則應加大褥墊層的厚度。此外，如果樁間土是中高靈敏度土，褥墊層施工時應采用靜壓密實法而減小因振動夯實對土體的擾動。褥墊層的施工應保證樁體嵌入褥墊層30～50mm。

2 CFG樁復合地基承載力計算

CFG樁復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，不斷由學者在試著提出新的理論來完善計算公式。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公式，但由于其應用上都具有一定的局限性，因此在實際工作中大多按照規范公式進行計算（本文出現的符號，除特殊標注外均為同一含義）。

（公式1）

fspk —復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，可按實驗法或估算法確定；

Ap —樁橫截面積（ m2）；

β —樁間土承載力折減系數，按當地經驗值取，若無經驗值可按（0.75～0.95）；

fsk —處理后樁間土的承載力特征值，可按當地經驗值取，若無經驗值可取天然地基承載力特征值（KPa）。

3 CFG樁復合地基的設計

CFG樁復合地基在進行設計前，應完成巖土工程勘察、地基承載力以及地基沉降變形的計算，按照要求來指導地基的設計。CFG樁復合地基的設計一般包括樁長（l ）、樁徑（d ）、樁間距（s）、樁體強度（fcu）、褥墊層厚度（H）。

（1）樁長（l ）的確定

在設計時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，進而選取樁長l的大致長度。當然，在設計樁長時也要同時考慮工程地質條件及現場施工環境。確定完樁長l 后，根據靜載實驗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 ）常取（3～5）d ，且常取最大值。

（4）樁體強度（fcu ）的確定

樁體強度按照其配比進行控制，應滿足

（公式2）

其中：fcu —混合料試塊（邊長取15cm）在標準養護條件下（ ，濕度不小于95%）養護28天的抗壓強度平均值（KPa ）；

λ —樁承載力發揮系數，一般可按經驗值進行調整。

（5）褥墊層厚度（H）的確定

此處的褥墊層并不是傳統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是褥墊層的設計高度，而虛鋪高度應按照 （λ 此處為夯填度，一般取0.87～0.9）確定。

4 結論與展望

CFG樁復合地基通過合理的設計，最大限度的使樁的抗壓強度與天然土體的承載力相結合。在施工的過程中，由于樁身混入了工業廢料粉煤灰，大大降低了工程的造價，得到了較好的社會效益與經濟效益。

在今后的研究中應不斷完善理論計算公式，設計出與現場工程地質條件更相適宜的有效計算方法。

參考文獻：

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[2]黨昱敬.CFG樁復合地基設計的幾點認識[J].建筑結構. 2013（24）

[3]王兵，楊為民，李占強，趙常州.褥墊層對復合地基承載特性影響的試驗研究[J].巖土力學. 2008（02）

作者簡介：

張晶，女，1983年生人，本科，工程師。