CFG樁在工程實踐中的應(yīng)用

梁若冬　白皓

摘 要：文章結(jié)合工程實例闡述CFG樁復(fù)合地基的加固機理，針對此工程實例對經(jīng)CFG樁處理后的工程地基承載力和變形進行了計算，計算結(jié)果表明地基承載力和沉降均滿足設(shè)計安全要求。說明CFG樁復(fù)合地基在地基處理中的經(jīng)濟可行性及文章所用經(jīng)驗公式的適用性。

關(guān)鍵詞：CFG樁；加固機理；承載力；沉降量

1 概述

隨著城市中高層建筑越來越多，地質(zhì)情況千差萬別，為保證承載及變形要求， 須采用樁基礎(chǔ)或采取地基處理措施。CFG樁復(fù)合地基是一種于20世紀(jì)90年代出現(xiàn)并且被逐步推廣的地基處理技術(shù)。與樁基礎(chǔ)相比，CFG樁具有施工速度快、工程造價低和無污染等明顯優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用于高層建筑的地基處理中。

CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成，用振動沉管打樁機或長螺旋鉆管內(nèi)泵壓成樁機具制成的一種具有一定粘結(jié)強度的樁。通過在CFG樁樁頂和基礎(chǔ)底部之間設(shè)置一定厚度的褥墊層來保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成CFG樁復(fù)合地基。

2 CFG樁復(fù)合地基的加固機理

2.1 樁體的置換作用

CFG樁中的水泥經(jīng)水解和水化反應(yīng)以及與粉煤灰的凝硬反應(yīng)，生成了穩(wěn)定的纖維狀結(jié)晶化合物，并不斷延伸充填到碎石和石屑的孔隙中，將原來由點-點接觸和點-面接觸的骨料緊繞粘結(jié)在一起，使樁體的抗剪強度和變形模量均大大提高。理論分析和三軸壓縮試驗表明，CFG樁具有很高的樁體模量、強度和承載能力，樁體的置換作用顯著，復(fù)合地基承載力提高幅度較大。

2.2 褥墊層的調(diào)整均化作用

CFG樁由于褥墊層的作用，在豎向荷載作用下，樁體逐漸向褥墊層中刺入，樁頂上部墊層材料在受壓縮的同時，向周圍發(fā)生流動，保證樁、土共同承擔(dān)荷載，調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比，調(diào)整樁、土水平荷載分擔(dān)比，減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中，提高復(fù)合地基承載能力。

3 工程概況

擬建建筑物為15棟24層住宅樓，筏板基礎(chǔ)，底板埋深約6米。場地土層巖性自上而下依次為：

第1層雜填土：雜色，主要為建筑垃圾及一般粘性土含少量植物根系，平均厚度2.22m。

第2層粉質(zhì)粘土：黃褐色、軟可塑狀態(tài)，中壓縮性，厚度約3.80m。

第3層粉質(zhì)粘土：黃褐色，硬可塑狀態(tài)，中壓縮性，厚度約7.50m。

第4層粉質(zhì)粘土：紅褐色，硬可塑狀態(tài)，中壓縮性，厚度約4.70m。

第5層碎石土：黃褐色，中密-密實狀態(tài)。厚度約5.90m。

第6層粉質(zhì)粘土：紅褐色，軟可塑狀態(tài)，中壓縮性，厚度約5.40m。

第7層中風(fēng)化石灰?guī)r：淺白色、青綠色，巖體較破碎，屬軟質(zhì)巖，該層最大揭露厚度14.00米。

勘察期間場地見有一層地下水，為第四系孔隙潛水，穩(wěn)定水位埋深2.50米，場地范圍內(nèi)自上而下各土層及物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1。

設(shè)計要求達到的復(fù)合地基承載力特征值為480KPa，基礎(chǔ)沉降量小于150mm，由表可看出，原地基承載力不足，故需對該場地進行地基處理。根據(jù)場地實際情況及經(jīng)濟性比較，擬采用CFG樁復(fù)合地基對該場地進行地基處理。

4 CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計

4.1 褥墊層的設(shè)置

褥墊層的最佳厚度宜為樁徑的40%-60%，墊層壓縮模量取值范圍應(yīng)為20～100Mpa，結(jié)合實際場地情況，設(shè)置300mm厚的褥墊層，褥墊層材料采用碎石，最大粒徑不大于30mm，夯填度不大于0.9。

4.2 樁端持力層的選擇

中密-密實狀態(tài)的碎石土是好的樁端持力層，但由于復(fù)合的地基承載力較高，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》第6層粉質(zhì)粘土軟弱下臥層驗算承載力不滿足設(shè)計要求，經(jīng)計算用中風(fēng)化石灰?guī)r為樁端持力層，樁徑600mm，正方形布樁，樁間距為2.5m。計算得出單樁豎向承載力特征值為2500KN，復(fù)合地基承載力特征值為495KN，可滿足設(shè)計要求。樁體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu為26.5KN，考慮到施工影響，選擇混凝土標(biāo)號為C30。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》式5-3-5計算出的復(fù)合地基變形最大沉降量為75.0mm.，滿足規(guī)范要求。

5 現(xiàn)場試驗結(jié)果與分析

為檢測CFG樁的承載特性，在地基加固后28d，進行樁間土和復(fù)合地基靜載荷試驗。試驗采用單樁豎向抗壓靜載荷試驗，通過試驗CFG樁加固后，單樁豎向承載力特征值為2600KN，經(jīng)過復(fù)合驗算，經(jīng)過處理的復(fù)合地基承載力特征值可以達到480KPa，滿足了設(shè)計要求。最大沉降量檢測值為48.55mm。利用規(guī)范設(shè)計計算出的沉降量值誤差較小。

6 結(jié)束語

（1）本工程實例表明：CFG樁適用于建筑物復(fù)合地基加固處理，采用CFG樁做復(fù)合地基，對提高地基承載力有明顯效果，同時具有較經(jīng)濟、合理、工期短，易施工，無泥漿排放等特點，并有良好的社會效益。（2）根據(jù)試驗結(jié)果分析，得出用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》設(shè)計的CFG樁復(fù)合地基滿足設(shè)計要求；用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》的計算方法計算出的沉降量和實際檢測值結(jié)果比較相符，誤差較小。以上說明文章所采用規(guī)范中的CFG樁復(fù)合地基的經(jīng)驗公式有其適用性。

參考文獻

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