CFG樁在工程實踐中的應用

梁若冬　白皓

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

關鍵詞：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，地質情況千差萬別，為保證承載及變形要求， 須采用樁基礎或采取地基處理措施。CFG樁復合地基是一種于20世紀90年代出現并且被逐步推廣的地基處理技術。與樁基礎相比，CFG樁具有施工速度快、工程造價低和無污染等明顯優勢，因而被廣泛應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泵壓成樁機具制成的一種具有一定粘結強度的樁。通過在CFG樁樁頂和基礎底部之間設置一定厚度的褥墊層來保證樁、土共同承擔荷載形成CFG樁復合地基。

2 CFG樁復合地基的加固機理

2.1 樁體的置換作用

CFG樁中的水泥經水解和水化反應以及與粉煤灰的凝硬反應，生成了穩定的纖維狀結晶化合物，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，復合地基承載力提高幅度較大。

2.2 褥墊層的調整均化作用

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，向周圍發生流動，保證樁、土共同承擔荷載，調整樁、土荷載分擔比，調整樁、土水平荷載分擔比，減小基礎底面的應力集中，提高復合地基承載能力。

3 工程概況

擬建建筑物為15棟24層住宅樓，筏板基礎，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層粉質粘土：黃褐色、軟可塑狀態，中壓縮性，厚度約3.80m。

第3層粉質粘土：黃褐色，硬可塑狀態，中壓縮性，厚度約7.50m。

第4層粉質粘土：紅褐色，硬可塑狀態，中壓縮性，厚度約4.70m。

第5層碎石土：黃褐色，中密-密實狀態。厚度約5.90m。

第6層粉質粘土：紅褐色，軟可塑狀態，中壓縮性，厚度約5.40m。

第7層中風化石灰巖：淺白色、青綠色，巖體較破碎，屬軟質巖，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，穩定水位埋深2.50米，場地范圍內自上而下各土層及物理力學性能指標見表1。

設計要求達到的復合地基承載力特征值為480KPa，基礎沉降量小于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。根據場地實際情況及經濟性比較，擬采用CFG樁復合地基對該場地進行地基處理。

4 CFG樁復合地基處理設計

4.1 褥墊層的設置

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為20～100Mpa，結合實際場地情況，設置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-密實狀態的碎石土是好的樁端持力層，但由于復合的地基承載力較高，根據《建筑地基處理技術規范》第6層粉質粘土軟弱下臥層驗算承載力不滿足設計要求，經計算用中風化石灰巖為樁端持力層，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，復合地基承載力特征值為495KN，可滿足設計要求。樁體抗壓強度標準值fcu為26.5KN，考慮到施工影響，選擇混凝土標號為C30。根據《建筑地基基礎設計規范》式5-3-5計算出的復合地基變形最大沉降量為75.0mm.，滿足規范要求。

5 現場試驗結果與分析

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，經過復合驗算，經過處理的復合地基承載力特征值可以達到480KPa，滿足了設計要求。最大沉降量檢測值為48.55mm。利用規范設計計算出的沉降量值誤差較小。

6 結束語

（1）本工程實例表明：CFG樁適用于建筑物復合地基加固處理，采用CFG樁做復合地基，對提高地基承載力有明顯效果，同時具有較經濟、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）根據試驗結果分析，得出用《建筑地基處理技術規范》設計的CFG樁復合地基滿足設計要求；用《建筑地基處理技術規范》的計算方法計算出的沉降量和實際檢測值結果比較相符，誤差較小。以上說明文章所采用規范中的CFG樁復合地基的經驗公式有其適用性。

參考文獻

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