CFG樁復合地基處理技術探究

文/胡水 營口港口工程設計研究院有限公司 遼寧營口 115007

CFG樁之所以能夠在地基處理中廣泛應用，很大原因是因為其具有較高的經濟效益和社會效益。本文針對CFG樁的基本原理及其優勢進行了分析，同時，介紹了CFG樁在地基處理應用時應注意的事項，重點對筏板下CFG樁布置的問題進行分析，討論了CFG樁應用理論，提高CFG樁在地基處理中的應用效果，推動地基處理方法的發展。

1、CFG樁的組成

CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。顧名思義其主要成分是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水攪拌融合而成。而CFG就是由這些主要成分的英文單詞縮寫來的。C即Cement，F即Fly－ash，G即Gravel pile。CFG樁是經過去碎石樁的傳統方式一步步發展變成的，它具有較高的粘結強度。而這個特點也是針對軟弱地基來說很好的一種處理方法，能夠增強地基的穩定性。足夠剛度的基礎、樁、樁間土與褥墊層共同組成了CFG樁復合基礎（見圖一），CFG樁復合基礎可以很好地解決以往碎石樁的剛性問題，使之得到改善。

2、CFG樁技術加固原理

CFG樁技術在地基處理工程中應用，其優勢較為突出。CFG樁主要是根據特定比例將碎石、粉煤灰、水泥與水混合攪拌而成，形成較高粘結強度的樁型，上部基礎通過褥墊層、樁間土與CFG樁的結合體將荷載傳導給下部地基。無論是一般土層還是淤泥土層，均可以保證樁間土參與工作。樁間土強度和壓縮模量要遠高于原土層，樁柱承受的荷載力逐漸朝著更深層的土層傳遞，以此來降低樁柱所承受的荷載力大小，提升結構穩定性。機械成孔后，通過泵機將攪拌好的混凝土打入孔中，拔管過程中產生的重力促使混凝土發生自振搗效果，在后續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度，具有更強的水硬性特點，處理后的地基無論是強度還是抗變形能力都得到了不同程度上的提升。

3、CFG樁復合地基處理技術的優點

3.1 施工簡便、節約時間、成本低、質量容易控制

CFG樁復合地基處理技術在很大程度上減少了工程的復雜性，操作簡便，能加快工程的進程。和樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業廢料粉煤灰、不使用鋼筋以及能充分發揮樁間土的承載力，工程造價一般為樁基的1/3～1/2。

3.2 CFG樁復合地基的承載力調整靈活，適用范圍廣

CFG樁地基的復合地基處理技術對地基承載力的加強和調整很靈活，適用于多種基礎形式。在設計中通過合理的調整樁長、樁徑和樁間距可以靈活、經濟的獲得我們想要的承載力。這有助于避免過去在施工地基處理方面的不足。而且在設計CFG樁的長度時，可以根據所需要承載力的大小隨機調整樁的長短，能夠保持地基的穩固，不僅可以適用于一些規則的條形基礎和獨立基礎，還可以適用于一些復雜的基礎形式；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構，適用范圍十分廣泛。

4、CFG樁地基的一般應用與計算

4.1 應用范圍

CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結已經完成的素填土地基。經過我們港口大量的工程實踐證明，在港口吹填區無論是道路、堆場還是辦公樓、變電所、消防站等單體的地基處理，采用CFG樁都可以很好的達到工程目標及相關設計要求。

4.2 一般計算

一般情況下，CFG樁的復合地基承載力特征值應按照《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）中式7.1.5-2估算。其計算公式如下：

式中的λβ都要根據地區經驗取值，其余參數需要計算。這個在規范里都有詳細說明，本文不做冗述。在堆場、道路或基礎為獨基或條基的地基處理時都可應用上式進行CFG樁的復合地基承載力特征值估算。

4.3 筏板基礎下CFG樁的計算

當做建筑或構筑物單體CFG樁復合地基承載力特征值估算時，而建構筑物的基礎又是筏板基礎時，事情就有些復雜了。因為《建筑地基處理技術規范》的7.7.2-5條中有一項規定：“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，應在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）邊緣每邊外擴2.5倍板厚的面積范圍內布樁。”

那么，當筏板基礎相關參數不符合上述規定，則可按式7.1.5-2正常計算。符合7.7.2-5條時，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2.5倍板厚的面積范圍內布樁”呢？我認為需要具體問題具體分析。因為前文已述，CFG樁與其他配筋的樁不同，它與樁間土共同作用而達到加強地基的效果。如果，完全按照上述要求布樁，則一是柱與柱之間區域的樁間土擠密效果會比較差，二是筏板基礎是一種整體性的基礎，會產生受力不均的情況。這種情況會隨之柱距的增大而越發嚴重。當柱距較小，上部荷載不大時可以只在柱下一定范圍內布樁，但應在計算置換率m時，按整體布樁驗算承載力；而當柱距較大，應在柱間區域適當布樁，補強地基、增強樁間土的擠密以達到更好、更安全的結果。

5、CFG樁的應用前景

樁基礎或樁-箱基礎會耗用很多的鋼筋水泥，這并不是一個經濟的方案。由此CFG樁這種技術隨之出現，解決了這一難題。它的造價很低廉，施工過程也比以往有鋼筋的方法節省時間，比較方便，同時復合地基的強度比單一水泥制造更加高，社會和經濟效益很明顯，給工程設計人員帶來了極大的便利，擁有更多的選擇性。

結語:

隨著我國建筑行業的不斷發展，建筑地基基礎處理方法也越來越多。而CFG樁作為一種施工效率較高，施工污染少，符合環保要求，經濟、社會、環境效益相當明顯，有很大發展潛力的地基基礎處理方法，在地基處理技術的設計中有了越來越多的實際應用。通過嚴格的質量控制和管理，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量防控措施就顯得更加重要。