工程設計中CFG樁復合地基的應用探討

■趙永剛

（國網北京經濟技術研究院北京102209）

工程設計中CFG樁復合地基的應用探討

■趙永剛

（國網北京經濟技術研究院北京102209）

在當代工程設計中，CFG樁復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，只需在常規使用的碎石樁基礎上，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生的變形。本文將針對CFG樁復合地基的加固原理，著重闡述CFG樁復合地基在工程設計中的加固方式、設計原則及施工的工藝選擇。對如何合理科學的在工程設計中對CFG樁復合地基進行運用來分析與說明。

復合地基 加固原理 工程設計 施工工藝 CFG樁

1　引言

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

2　CFG樁復合地基的相關概念

CFG樁復合地基指的是在天然地基的處理過程中，對部分原有土質進行增強，置換，或者在其中增設加筋材料。并且一般情況下由天然地基土體和復合增強體兩部分組成。兩者之間既緊密聯系，又存在著本質上的區別：由于CFG樁復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；而復合地基中存在的人工加固物體有與基體共同承擔載重量的特性，使其又不同于常規性的樁地基。CFG樁復合地基中的樁體與其承重體不是直接相連的，而是設有一層一定厚度的墊層；而常規性的樁地基中，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樁復合地基的受力層在加固物體內；而常規性的樁地基受力層是在樁尖以下的一定范圍以內。

3　CFG樁復合地基的類型

根據CFG樁復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合地基和豎向性加固體復合地基兩類。前者主要由各種添加性材料，如土工聚合物、金屬材料、格柵等構成；而后者通常又被稱為“人工置入樁體復合地基”。主要依靠人工對地基置入樁體來產生作用。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樁復合地基的加固原理

（1）樁體本身的作用。由于CFG樁復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。在基礎剛性下等量產生變形時，樁體就會產生應力集中現象，承擔大部分的載重量。這樣也就使得CFG樁復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樁復合地基，其性能遠遠優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力和增大散角度的作用。

（3）加速固結的作用。除碎石樁、砂樁具有良好的透水性，可以加速CFG樁復合地基的固結以外。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象與作用力。

（5）樁體的加筋作用。CFG樁復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樁復合地基加固的適應范圍

CFG樁復合地基結合了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優點，與素混凝土樁的區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，經過加固形成的復合地基承重量比原地基要提高4倍以上。就天然地基的土質而言，CFG樁復合地基特別適用于黏性、粉性、砂性等土質的地基。

CFG樁復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樁復合地基在設計上的原則

（1）必須滿足工程或建筑物載重對復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，以及在設計上對工程或建筑物變形的特殊要求。

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

（4）必須滿足周圍環境對CFG樁復合地基處理的要求。

7　結語

CFG樁復合地基做為目前在工程設計上被廣泛應用的地基處理方式，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計的要點和關鍵，使其自身的作用得到充分而有效的發揮，進行確保相關工程的質量。同時，我們還應該規范CFG樁復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準，真正達到維護工程地基建設的的穩定性和安全性的作用。

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TU4[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-489-1