CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)探究

文/胡水 營(yíng)口港口工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧營(yíng)口 115007

CFG樁之所以能夠在地基處理中廣泛應(yīng)用，很大原因是因?yàn)槠渚哂休^高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文針對(duì)CFG樁的基本原理及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，同時(shí)，介紹了CFG樁在地基處理應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，重點(diǎn)對(duì)筏板下CFG樁布置的問(wèn)題進(jìn)行分析，討論了CFG樁應(yīng)用理論，提高CFG樁在地基處理中的應(yīng)用效果，推動(dòng)地基處理方法的發(fā)展。

1、CFG樁的組成

CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)。顧名思義其主要成分是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水?dāng)嚢枞诤隙?。而CFG就是由這些主要成分的英文單詞縮寫(xiě)來(lái)的。C即Cement，F(xiàn)即Fly－ash，G即Gravel pile。CFG樁是經(jīng)過(guò)去碎石樁的傳統(tǒng)方式一步步發(fā)展變成的，它具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。而這個(gè)特點(diǎn)也是針對(duì)軟弱地基來(lái)說(shuō)很好的一種處理方法，能夠增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。足夠剛度的基礎(chǔ)、樁、樁間土與褥墊層共同組成了CFG樁復(fù)合基礎(chǔ)（見(jiàn)圖一），CFG樁復(fù)合基礎(chǔ)可以很好地解決以往碎石樁的剛性問(wèn)題，使之得到改善。

2、CFG樁技術(shù)加固原理

CFG樁技術(shù)在地基處理工程中應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)較為突出。CFG樁主要是根據(jù)特定比例將碎石、粉煤灰、水泥與水混合攪拌而成，形成較高粘結(jié)強(qiáng)度的樁型，上部基礎(chǔ)通過(guò)褥墊層、樁間土與CFG樁的結(jié)合體將荷載傳導(dǎo)給下部地基。無(wú)論是一般土層還是淤泥土層，均可以保證樁間土參與工作。樁間土強(qiáng)度和壓縮模量要遠(yuǎn)高于原土層，樁柱承受的荷載力逐漸朝著更深層的土層傳遞，以此來(lái)降低樁柱所承受的荷載力大小，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。機(jī)械成孔后，通過(guò)泵機(jī)將攪拌好的混凝土打入孔中，拔管過(guò)程中產(chǎn)生的重力促使混凝土發(fā)生自振搗效果，在后續(xù)成樁期間可以不斷擠壓樁柱間的土層，提升樁身自身密度和強(qiáng)度，具有更強(qiáng)的水硬性特點(diǎn)，處理后的地基無(wú)論是強(qiáng)度還是抗變形能力都得到了不同程度上的提升。

3、CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3.1 施工簡(jiǎn)便、節(jié)約時(shí)間、成本低、質(zhì)量容易控制

CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)在很大程度上減少了工程的復(fù)雜性，操作簡(jiǎn)便，能加快工程的進(jìn)程。和樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不使用鋼筋以及能充分發(fā)揮樁間土的承載力，工程造價(jià)一般為樁基的1/3～1/2。

3.2 CFG樁復(fù)合地基的承載力調(diào)整靈活，適用范圍廣

CFG樁地基的復(fù)合地基處理技術(shù)對(duì)地基承載力的加強(qiáng)和調(diào)整很靈活，適用于多種基礎(chǔ)形式。在設(shè)計(jì)中通過(guò)合理的調(diào)整樁長(zhǎng)、樁徑和樁間距可以靈活、經(jīng)濟(jì)的獲得我們想要的承載力。這有助于避免過(guò)去在施工地基處理方面的不足。而且在設(shè)計(jì)CFG樁的長(zhǎng)度時(shí)，可以根據(jù)所需要承載力的大小隨機(jī)調(diào)整樁的長(zhǎng)短，能夠保持地基的穩(wěn)固，不僅可以適用于一些規(guī)則的條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)，還可以適用于一些復(fù)雜的基礎(chǔ)形式；不僅可以適用于擠密效果好的土，也可以適用于擠密效果差的土，也可以適用于不同的上層結(jié)構(gòu)，適用范圍十分廣泛。

4、CFG樁地基的一般應(yīng)用與計(jì)算

4.1 應(yīng)用范圍

CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已經(jīng)完成的素填土地基。經(jīng)過(guò)我們港口大量的工程實(shí)踐證明，在港口吹填區(qū)無(wú)論是道路、堆場(chǎng)還是辦公樓、變電所、消防站等單體的地基處理，采用CFG樁都可以很好的達(dá)到工程目標(biāo)及相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

4.2 一般計(jì)算

一般情況下，CFG樁的復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）中式7.1.5-2估算。其計(jì)算公式如下：

式中的λβ都要根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，其余參數(shù)需要計(jì)算。這個(gè)在規(guī)范里都有詳細(xì)說(shuō)明，本文不做冗述。在堆場(chǎng)、道路或基礎(chǔ)為獨(dú)基或條基的地基處理時(shí)都可應(yīng)用上式進(jìn)行CFG樁的復(fù)合地基承載力特征值估算。

4.3 筏板基礎(chǔ)下CFG樁的計(jì)算

當(dāng)做建筑或構(gòu)筑物單體CFG樁復(fù)合地基承載力特征值估算時(shí)，而建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)又是筏板基礎(chǔ)時(shí)，事情就有些復(fù)雜了。因?yàn)椤督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》的7.7.2-5條中有一項(xiàng)規(guī)定：“筏板厚度與跨距之比小于1/6的平板式筏基、梁的高跨比大于1/6且板的厚跨比小于1/6的梁板式筏基，應(yīng)在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）邊緣每邊外擴(kuò)2.5倍板厚的面積范圍內(nèi)布樁?！?/p>

那么，當(dāng)筏板基礎(chǔ)相關(guān)參數(shù)不符合上述規(guī)定，則可按式7.1.5-2正常計(jì)算。符合7.7.2-5條時(shí)，是不是就可以只“在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）邊緣每邊外擴(kuò)2.5倍板厚的面積范圍內(nèi)布樁”呢？我認(rèn)為需要具體問(wèn)題具體分析。因?yàn)榍拔囊咽觯珻FG樁與其他配筋的樁不同，它與樁間土共同作用而達(dá)到加強(qiáng)地基的效果。如果，完全按照上述要求布樁，則一是柱與柱之間區(qū)域的樁間土擠密效果會(huì)比較差，二是筏板基礎(chǔ)是一種整體性的基礎(chǔ)，會(huì)產(chǎn)生受力不均的情況。這種情況會(huì)隨之柱距的增大而越發(fā)嚴(yán)重。當(dāng)柱距較小，上部荷載不大時(shí)可以只在柱下一定范圍內(nèi)布樁，但應(yīng)在計(jì)算置換率m時(shí)，按整體布樁驗(yàn)算承載力；而當(dāng)柱距較大，應(yīng)在柱間區(qū)域適當(dāng)布樁，補(bǔ)強(qiáng)地基、增強(qiáng)樁間土的擠密以達(dá)到更好、更安全的結(jié)果。

5、CFG樁的應(yīng)用前景

樁基礎(chǔ)或樁-箱基礎(chǔ)會(huì)耗用很多的鋼筋水泥，這并不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案。由此CFG樁這種技術(shù)隨之出現(xiàn)，解決了這一難題。它的造價(jià)很低廉，施工過(guò)程也比以往有鋼筋的方法節(jié)省時(shí)間，比較方便，同時(shí)復(fù)合地基的強(qiáng)度比單一水泥制造更加高，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益很明顯，給工程設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了極大的便利，擁有更多的選擇性。

結(jié)語(yǔ):

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑地基基礎(chǔ)處理方法也越來(lái)越多。而CFG樁作為一種施工效率較高，施工污染少，符合環(huán)保要求，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益相當(dāng)明顯，有很大發(fā)展?jié)摿Φ牡鼗A(chǔ)處理方法，在地基處理技術(shù)的設(shè)計(jì)中有了越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制和管理，CFG樁在地基加固中可以取得更好的效果，所以重視和研究其質(zhì)量防控措施就顯得更加重要。