工程設(shè)計中CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用探討

■趙永剛

（國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院北京102209）

工程設(shè)計中CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用探討

■趙永剛

（國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院北京102209）

在當(dāng)代工程設(shè)計中，CFG樁復(fù)合地基正以其自身適用性強、成本低廉、施工效果好、難度小的獨特優(yōu)勢得到日益廣泛的運用。CFG樁的施工工藝也非常的簡單，只需在常規(guī)使用的碎石樁基礎(chǔ)上，添加少量的水泥和粉煤灰，與水泥進行均勻的攪拌即可。它可以運用于雜填土、飽和及非飽和狀態(tài)的粘性土等類型的地基施工中，以便提高工程地基自身的載重量和減少地基有可能產(chǎn)生的變形。本文將針對CFG樁復(fù)合地基的加固原理，著重闡述CFG樁復(fù)合地基在工程設(shè)計中的加固方式、設(shè)計原則及施工的工藝選擇。對如何合理科學(xué)的在工程設(shè)計中對CFG樁復(fù)合地基進行運用來分析與說明。

復(fù)合地基 加固原理 工程設(shè)計 施工工藝 CFG樁

1　引言

隨著近幾年來，我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各類的施工建設(shè)日益增長。在設(shè)計和施工中所遇到的各類施工土質(zhì)問題也日益增多。如：軟土、濕陷土、粘土、膨脹土和凍土等。這也對我國現(xiàn)代化的工程設(shè)計與建設(shè)過程中，特別是對巖土工程的理論和技術(shù)層面提出了全新的，更高的要求。尤其是在西南多山丘的地形區(qū)域內(nèi)，地質(zhì)情況更加復(fù)雜化。在工程設(shè)計與建設(shè)過程中經(jīng)常需要對各類型的特殊地質(zhì)情況進行處理。比如：在軟土地形下對工程地基的處理。而CFG樁復(fù)合地基則可以針對不同的地形土質(zhì)來建設(shè)和鞏固工程的地基。并可以采用置換、固結(jié)、加固、反壓、強夯等不同的施工方法來結(jié)合實際情況進行施工操作。

2　CFG樁復(fù)合地基的相關(guān)概念

CFG樁復(fù)合地基指的是在天然地基的處理過程中，對部分原有土質(zhì)進行增強，置換，或者在其中增設(shè)加筋材料。并且一般情況下由天然地基土體和復(fù)合增強體兩部分組成。兩者之間既緊密聯(lián)系，又存在著本質(zhì)上的區(qū)別：由于CFG樁復(fù)合地基中存在的人工加固物體，使其與天然地基有著明顯的不同；而復(fù)合地基中存在的人工加固物體有與基體共同承擔(dān)載重量的特性，使其又不同于常規(guī)性的樁地基。CFG樁復(fù)合地基中的樁體與其承重體不是直接相連的，而是設(shè)有一層一定厚度的墊層；而常規(guī)性的樁地基中，樁體與其承重體是直接相連的，兩者是一個整體。所以，它們的受力層也存在著明顯差異:CFG樁復(fù)合地基的受力層在加固物體內(nèi)；而常規(guī)性的樁地基受力層是在樁尖以下的一定范圍以內(nèi)。

3　CFG樁復(fù)合地基的類型

根據(jù)CFG樁復(fù)合地基中人工加固物體的添加方向不同，其可以分為水平性加固體復(fù)合地基和豎向性加固體復(fù)合地基兩類。前者主要由各種添加性材料，如土工聚合物、金屬材料、格柵等構(gòu)成；而后者通常又被稱為“人工置入樁體復(fù)合地基”。主要依靠人工對地基置入樁體來產(chǎn)生作用。同時又按照其類型和性能變化劃分為:

（1）散體類樁。如：碎石樁、砂樁。

（2）半剛性類樁。如：水泥攪拌樁。

（3）剛性類樁。如：CFG樁、混凝土薄壁管樁。

4　CFG樁復(fù)合地基的加固原理

（1）樁體本身的作用。由于CFG樁復(fù)合地基中的人工置入樁體，其材料的模量與周圍天然土體的材料模量不同，樁體本身的剛度就比周圍天然土體的剛度大。在基礎(chǔ)剛性下等量產(chǎn)生變形時，樁體就會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，承擔(dān)大部分的載重量。這樣也就使得CFG樁復(fù)合地基的承載力比原地基提高了許多。隨著樁體自身剛度的增加，這種作用力會表現(xiàn)的越加明顯。

（2）樁體間的墊層作用。人工置入樁體所形成的CFG樁復(fù)合地基，其性能遠遠優(yōu)于天然地基的主要原因在于，其樁體間的墊層起到了均勻分布地基應(yīng)力和增大散角度的作用。

（3）加速固結(jié)的作用。除碎石樁、砂樁具有良好的透水性，可以加速CFG樁復(fù)合地基的固結(jié)以外。半剛性類型的樁體和剛性樁體在某種程度上也可以起到相同的作用。這與地基土的排水性能，變形特性有直接性的關(guān)系。

（4）擠密作用。主要是值得散體類型樁、半剛性類型樁、剛性類型樁等在施工過程中由于振動、擠壓等原因，使樁體之間形成的一種具有土一定緊密度的現(xiàn)象與作用力。

（5）樁體的加筋作用。CFG樁復(fù)合地基除了可提高天然地基的載重量外，還可以以此來提高周圍土體的強度，增加抗滑能力。如：在軟弱層分布不均衡、工程本身又處于斜坡或不是水平分布的狀況下，都可以予以采用。

5　CFG樁復(fù)合地基加固的適應(yīng)范圍

CFG樁復(fù)合地基結(jié)合了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點，與素混凝土樁的區(qū)別僅僅在于樁體本身所使用的材料不同，在其受力和變形特點等方面是一致的，而且施工工藝簡單。與碎石樁相比，單樁的承載力是其的2至3倍，經(jīng)過加固形成的復(fù)合地基承重量比原地基要提高4倍以上。就天然地基的土質(zhì)而言，CFG樁復(fù)合地基特別適用于黏性、粉性、砂性等土質(zhì)的地基。

CFG樁復(fù)合地基不僅可以適用在承重力較低的地基上，對于承重力較高，但地基變形性高地基，也可采用CFG樁復(fù)合地基來予以施工。而對于易液化的地基，則可以采用碎石樁和CFG樁型復(fù)合地基的施工方式，先進行碎石樁施工，然后在碎石樁中間置入CFG樁。這樣既可以消除地基的液化程度，又可以得到較高的承重力。

6　CFG樁復(fù)合地基在設(shè)計上的原則

（1）必須滿足工程或建筑物載重對復(fù)合地基自身承重力的要求。

（2）必須滿足工程或建筑物對地基變形的要求，以及在設(shè)計上對工程或建筑物變形的特殊要求。

（3）必須滿足CFG樁復(fù)合地基中樁與樁之間土質(zhì)變形協(xié)調(diào)的要求，并要選擇承重力較高的土層作為CFG樁復(fù)合地基的樁端持力層。

（4）必須滿足周圍環(huán)境對CFG樁復(fù)合地基處理的要求。

7　結(jié)語

CFG樁復(fù)合地基做為目前在工程設(shè)計上被廣泛應(yīng)用的地基處理方式，我們必須對其概念、原理有深入的了解與掌握，也只有這樣才可以很好的把握其設(shè)計的要點和關(guān)鍵，使其自身的作用得到充分而有效的發(fā)揮，進行確保相關(guān)工程的質(zhì)量。同時，我們還應(yīng)該規(guī)范CFG樁復(fù)合地基的實際施工過程和施工工藝，使其能夠切實的符合建筑施工的要求和標(biāo)準(zhǔn)，真正達到維護工程地基建設(shè)的的穩(wěn)定性和安全性的作用。

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TU4[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-489-1