水泥土攪拌樁與CFG樁在復合地基中的應用

軟土地基的處理方法有很多，包括密實法、加筋法、灌漿法等，這是一些基礎方法。現階段大多采用復合地基法對軟土路面進行處理，常見的幾種有碎石樁復合地基、CFG樁復合地基以及水泥土攪拌樁復合地基等。一般而言，復合地基處理方法適用于地下水位較低，也就是水池無抗浮問題。由于復合地基技術無論是在經濟性還是施工簡便性方面都具有一定的優勢，因此而在高速公路、高鐵、機場以及堤壩等工程中得到廣泛應用。因此，本文結合工程實踐，對水泥土攪拌樁和CFG樁在復合地基中的應用進行分析和探討，不足之處，敬請指正。

1 水泥土攪拌樁和CFG樁的處理方法介紹

1.1 水泥土攪拌樁法

水泥土攪拌樁法是通過對水泥、石灰等材料的利用，將其作為固化劑，利用專用攪拌機械，在地基深處把軟土和固化劑進行強制攪拌，固化劑和軟土產生反應，使得軟土硬結成一種穩定的，具有一定強度的加固土，以此促進地基強度的增加。水泥深層攪拌樁加固的工作原理是利用水泥的水解及水化反應，水泥水化物和土之間的離子交換作用、碳酸化作用等，從而使其變得更加穩定，具備一定的強度。

水泥土攪拌樁的布樁形式不會拘泥于一種，能夠按照荷載的具體要求及實際地質情況進行加固形式的選擇，按照地層結構選擇合適的方法進行地基沉降計算，由構筑物對變形的要求進行加固深度的計算，以此確定施工樁長。軟土路基處理要以達到強度為前提下對沉降進行控制，按照土質條件、固化劑摻量、試驗參數、工程經驗等對樁身強度等施工參數進行選擇，按照強度、尺寸等對單樁承載力進行計算，按照單樁承載力和土質條件對有效樁長進行確定，再結合上部結構要求達到的一定的復合地基承載力，極端樁土面積置換率;除此之外，還要對其進行優化設計，對最優置換率、最優樁體剛度及樁長進行確定。

1.2 CFG樁法

CFG樁，全稱是水泥粉煤灰碎石樁，顧名思義是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑以及砂等材料混合拌合而成，利用振動沉管打樁機使其形成較高粘結性和一定強度樁，并且由樁、樁間土以及褥墊層共同組成復合地基。CFG樁的功能是加固地基，和樁間土擠壓在一起，利用褥墊層形成復合地基一起承擔來自上部的荷載。褥墊層是復合地基的基本條件，其主要是依靠樁體作用、擠密作用以及褥墊層共同作用。CFG樁和碎石樁的最大區別，在于其具有一定粘結強度的混合料。在一定荷載的作用下，CFG樁的壓縮性不如周圍軟土，所以基礎傳給復合地基附加應力，并且隨著地基變形使其集中在樁體上，這就是應力集中現象，復合地基中CFG樁此時起到明顯的樁體作用。

1.3 選擇處理方法

以上兩種處理方法，都有不同的使用條件和使用范圍，而且其施工工藝方法也有所區別，施工條件不同遇到的問題也不同，因此要因地制宜，具體問題具體分析。復合地基優化設計要選擇科學合理的方法，或者是聯合幾種方法，盡可能的促進復合地基承載能力的提升，確保安全的基礎上盡可能的采用經濟合理的處理方法，從而降低工程造價。

2 工程實踐分析

本文結合工程實例，例1:某工程地基土質類型為淤泥質土類型，淤泥質土呈現出飽和、流塑狀態，天然含水性較高，孔隙比大，強度低，滲透系數小，對路基構造物承載力造成一定影響。工程施工建設小組對施工場地的地質、工期、工藝以及造價等多個方面進行綜合考慮，得出最佳地基處理方案。同時運用水泥土攪拌樁法和CFG樁法進行施工，根據處理深度的不同選擇不同的處理方法。比如，針對構造物地基軟土處理，20米深度以內采用的是CFG樁和袋裝砂井聯合處理的方法，其中7cm袋裝砂井，CFG樁直徑為0.4m，按照矩形進行布置，樁的立體抗壓強度不小于12Mpa，在CFG樁的空隙插設Φ7cm袋裝砂井，砂墊層厚度為0.5m，上鋪一層雙向土工格柵，CFG樁和袋裝砂井均穿透軟土層。利用對處理后的單樁復合地基承載力進行試驗及沉降檢查，發現兩種處理方法均符合設計要求，達到預期效果，在一定程度上滿足路基穩定要求。例2:某工程地基土質類型至上而下為淤泥、細砂、粉質粘土、淤泥質粘土，持力層為(8)-1花崗閃長巖，采用CFG樁加固，樁徑0.5m，樁長7.5～25m。樁問距1.8～2m，按正方形布置，樁頂設擴大頭樁頭，樁頂鋪0.6m碎石墊層并鋪發二層雙向土工格柵，其抗拉強度不小于110kN/m。在其成樁后采取了鉆芯法，低應變法和復合地基單樁豎向抗壓靜載試驗，對其成樁質量進行檢測。鉆芯法檢測抽取10根樁，發現有3根樁在芯樣1.5m～2.0m左右出現斜面，斜面為泥，由于鉆機在樁中心開孔，而鉆進1.5m，就出現偏離樁身，這更大應是樁身垂直度問題引起的，且其成樁質量差。芯樣如下圖:

低應變法共抽取11根，出現明顯或嚴重缺陷的樁共3根，且其缺陷位置都在淺部，波形如下:

靜載試驗抽取7根，其設計承載力為530kN，最大試驗荷載為1060kN。2根達不到設計要求，結果如下:

2根樁的樁身完整性類別分別為Ⅲ類，Ⅰ類。根據其地質概況，判斷其樁身完整性缺陷原因或為淤泥造成的，對于淤泥地質的軟基處理采取的CFG樁加固方法是否合理，是否存在安全隱患。

3 結語

綜上所示，水泥土攪拌樁法和CFG樁法各有優劣點，在工程實際中要按照工程實際情況及方法特點進行合理選擇和利用。兩種方面在復合地基的應用就是充分發揮其承載能力，因地制宜選擇處理方案，或者是綜合運用幾種方法，在滿足設計要求的前提上使差異沉降變小。

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