淺談水泥粉煤灰碎石樁復合地基施工應注意的問題

易修建

(廣東省水電集團有限公司，廣東增城 511340）

淺談水泥粉煤灰碎石樁復合地基施工應注意的問題

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隨著城鎮化建設進度的加快，新的建筑地基處理方式不斷出現，CFG樁以其廣泛的適用性和較低的施工難度成為現階段應用最多的地基處理方式。本文結合CFG樁的特點及其施工工藝，分析其在工程實際中的應注意的關鍵問題。

CFG樁；復合地基；關鍵問題

CFG樁具有較強的適用性，技術成熟、施工難度低、質量好，在現階段城市復合地基建設中得到了廣泛的應用。在實際施工中，施工人員對其施工工序不夠了解，且變形問題是復合地基施工中應注意的重點，其中又涉及到地基沉降，使得工程施工更加復雜。

1. CFG樁復合地基介紹

水泥粉煤灰碎石樁((Cement Fly-ash Gravel)簡稱為CFG樁，是由碎石、石屑、粉煤灰、水泥、加水拌合制成，是具有一定粘結強度的樁，通過在基礎與加固區之間設置由散體材料構成的褥墊層來分配樁土荷載，保證樁土協同工作，形成復合地基[1]。

CFG樁復合地基結構包括CFG樁、樁間土和褥墊層，在褥墊層上施加上部荷載的全過程中，可作出如下動態分析：在開始的一段時間，上部荷載均勻施加到褥墊層上，在后來的一段時間，荷載的壓力施加到CFG樁和樁間土上，荷載增加的過程中，CFG樁頂的應力會集中。隨著上部荷載逐步增加，由于褥墊層是由碎石散體顆粒組成，散體可以在上部荷載的作用下，產生相對滑移并形成流動補償的趨勢，經過一系列的變化后可以分析出，CFG樁頂的應力受到橫向調節，樁頂應力橫向調節的同時，CFG樁頂的應力也分散開，樁頂的應力一旦分散，上部荷載施加的壓力逐漸由CFG樁轉移到樁間土。壓力施加到樁間土后，樁間土發生沉降，在此過程中墊層材料發揮了一定的補償作用，結果便是CFG樁頂陷入褥墊層中，CFG樁和樁間土在褥墊層的調節作用下共同承載上部荷載。此時整體結構達到相對穩定狀態，隨著后期荷載的繼續增加，褥墊層的調節作用大打折扣，當上部荷載加大到一定程度時，荷載主要由CFG樁來承擔，CFG樁在摩擦阻力的作用下將載荷施加的壓力傳給深部地層，上部荷載繼續增加時，樁的承受力發揮到極限，樁頭破碎，樁身下沉[2]。

2、 CFG樁布設要求

2.1 樁體形式選擇

建筑樁分為剛性樁和柔性樁，樁的剛柔特點主要與樁的土模量比和長細比有關，《復合地基技術規范》中用K值表示樁土相對剛度，K可用下式表示：

（見《復合地基技術規范》2.1.4公式（1））

其中EP表示狀體壓縮模量，單位MPa；GS表示樁間土剪切模量，單位MPa；r為樁體半徑，單位m；l為樁體長度，單位m。當K＞1時，樁為剛性，K＜1時，樁為柔性，CFG樁屬于剛性樁范疇[3]。復合地基的選用需遵循以下原則：

A.針對不同的具體施工工程，秉持因地制宜原則，結合實際施工環境、地質條件、工程類型、使用要求，綜合分析后合理選用地方材料，選擇合適的地基形式。

B.若樁體設置過程，樁間土強度可以得到較大的提高，樁間土可以振密擠密，則可以選用散體材料樁復合地基。針對飽和軟黏土地基，若利用散體材料樁加固復合地基，將無法提高樁的承載力，嚴重時導致工后沉降。

C.針對深厚軟土地基，可以適當將樁體加長，以減小復合地基的沉降量和土層的壓縮量，或者利用剛度較大的樁體制成復合地基，也可采用長—短樁形成復合地基[4]。

2.2 復合地基承載力計算

為了明確樁體實際豎向抗壓承載力與自由單樁豎向抗壓承載力的關系，用kp表示兩者之間的差異，kp與實際施工工藝、復合地基的置換率、樁體類型等有關，一般情況下取kp=1.0，用ks表示復合地基樁間土地基實際承載力與天然地基承載力之間的差異，ks一般大于1.0。

針對單根樁分擔的地基處理面積，可用de表示等效圓直徑，則具體計算方法如下：

若實際工程中三角形布樁，de=1.05s，實際工程中正方形布樁，de=1.13s，實際工程中矩形布樁，，其中s表示樁間距，s1表示縱向間距，s2表示橫向間距。

2.3 復合地基的沉降計算

若復合地基加固區下臥土層的壓縮量較大，將導致復合地基出現沉降。當加固區下臥土層存在壓縮量時，下臥層頂部的附加壓力較難計算，必須根基不同的材料樁選擇不同的計算方式。針對散體材料樁宜選用壓力擴散法計算，如圖1。

結合公式N=LBp0及公式計算附加壓力；針對剛性樁復合地基宜選用等效實體法計算，如圖2。

式中pz=表示利用荷載效應標準組合時，下臥層頂面的附加壓力，單位kPa；L表示矩形基礎底邊的長度，單位m；B表示矩形或條形基礎的底邊寬度，單位m；p0表示復合地基加固區頂部的附加壓力，單位kPa；h表示復合地基加固部分的深度，單位m；a0表示基礎長度方向樁的外包尺寸，單位m；b0表示基礎寬度方向樁的外包尺寸，單位m；θ表示壓力擴散角，單位（°）；f表示復合地基加固區樁側摩擦力，單位N。

3、 CFG樁施工中的質量控制要點

在混合料配置中，應嚴格遵循設計標準，控制混合料的坍落度和攪拌機的攪拌速度，振動沉管灌注成樁的坍落度在30-50mm，管內泵壓混合料成樁施工的坍落度在160-200mm，振動沉管灌注成樁后樁頂的浮漿厚度在200mm以下。

若是長螺旋鉆孔，掌握提拔鉆桿的時間，在鉆至設計深度后，混合料的泵送量與拔管速率配合，保證管內有一定量的混合料。施工中遇到混合泵送量或飽和粉土層時，不得停泵待料，按均勻線速度控制拔管速度，一般情況下將拔管速度控制在1.2-1.5m/min，若遇到淤泥情況，應適當將速度減慢，樁頂標高至少超出設計標高的0.5m。

復合地基的基坑可采用人機聯合開挖，按照相關資料預留開挖厚度，樁間土不宜擾動。采用靜力壓實法鋪設褥墊層，若基礎底面下的樁間土含水量較小，也可采用動力壓實法施工，褥墊夯實后的厚度應小于虛鋪厚度。在施工結束14-28天對復合地基進行檢測，保證樁體強度滿足載荷試驗的相關參數。

復合地基承載力應用單樁復合地基的載荷試驗進行確定，試驗數量不少于3個試驗點，進行低應變動力檢測樁身結構的完整性。施工過程中允許樁徑偏差20mm一下，垂直度偏差控制在1%以內，樁位偏差控制在0.5倍樁徑以內。針對條形基礎，垂直于軸線方向的樁位偏差在0.25倍樁徑內，順軸線方向允許偏差在0.3倍樁徑以內。

結束語：

CFG樁復合地基是目前工程施工中廣泛應用的方法，施工人員需對其施工原理了解掌握，明確現有的施工標準和施工要點，發揮CFG樁真正的建筑作用，避免事故發生，提高建筑工程質量。

[1]吳志剛.CFG樁地基處理及最優化設計[J].山西建筑,2010,34(1):124.

[2]馮大才.CFG樁復合地CFG樁的設計與施工[J].城市建設理論研究,2014,22(10）：125.

[3]周愛軍,栗冰.CFG樁復合地基分析[J].巖土力學,2010,31(6):180.

[4]王昌寧.CFG樁加固技術及其實際應用[J].鐵道工程學報,2012,12(1):28.

TU75

B

1007-6344（2015）10-0233-01