孫輝

摘要：CFG樁復合地基是由CFG樁、褥墊層及樁間土構成，其構造有一定的特殊性。CFG 樁復合地基處理技術，具有施工速度快、工期短、質量容易控制及工程造價低廉等特點。通過近幾年大量實際工程的應用，得到了許多寶貴的經(jīng)驗，同時也得到了更大的推廣。

關鍵詞：CFG樁；應用

Abstract: CFG pile composite foundation is by CFG pile serveral problems between pile and soil structure, its structure has some particularity. CFG pile composite foundation treatment technology, with construction speed is quick, short construction period and easy to control the quality and engineering of low cost etc. Characteristics. Through the application of practical engineering in recent years, got a lot of valuable experience, but also get larger promotion.

Keywords: CFG pile; application

中圖分類號：K826.16文獻標識碼：A 文章編號：

1.CFG樁復合地基簡介

復合地基是指天然土層和加固材料相互作用組成持力層而共同分擔上部結構荷載的人工地基。作為一種有效手段，它已在地基處理工程中得到廣泛應用[1～3]。CFG 樁，即水泥粉煤灰碎石樁，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基，由中國建筑科學研究院地基研究所研制成功，在工程界得到越來越廣泛的應用。實踐證明，CFG 樁復合地基基礎工程總造價通常比碎石樁、灌注樁、預制樁方案低很多。

2. CFG樁復合地基加固作用機理

CFG樁復合地基是由CFG樁、褥墊層及樁間土構成，其構造有一定的特殊性。 對于CFG樁復合地基，樁間土起著分擔一部分荷載，并對樁體產(chǎn)生一定的約束作用，從而使樁充分發(fā)揮其作用。褥墊層起著調整樁與樁間土之間的荷載分擔比的作用，以保證樁與樁間土共同承擔上部基礎傳來的荷載，從而減少基礎底面的應力集中，有利于防止樁頂刺入上部基礎，此外CFG樁除了能承受較大的豎向荷載，還能有效地克服水平荷載，它使復合地基承載能力提高較大，變形模量也提高較大，還可以通過調節(jié)樁長、樁距、樁徑、樁體配合比及墊層厚度等設計參數(shù)，來調整地基承載力，減小建筑物沉降，因此，CFG樁復合地基是軟弱土層地基處理的比較好的方案。

對于CFG樁復合地基，其復合地基作用效應主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1) 置換作用(樁體效應)

由于CFG樁樁體模量和強度大于樁間土，因此在上部荷載作用下，樁項應力大于樁間土應力，樁將分擔大部分荷載，并將荷載傳遞到較深的承載力較好的土層，從而減小了樁間土分擔的荷載。在工程實踐中，置換作用也叫樁體效應就是指這種使復合地基承載力相對于天然地基得到提高，并使變形減小的作用。工程實踐表明，復合地基樁體材料決定置換作用的大小，粘結強度高的樁置換作用較大，并且粘結強度越高，置換作用越大，而散體樁置換作用較小。

2) 褥墊層的作用

褥墊層的作用是CFG樁復合地基的一個核心技術，CFG樁的許多特性都與褥墊層有關，褥墊層主要有以下作用：①保證樁與土共同承擔荷載。對于設置了褥墊層的CFG樁復合地基，由于褥墊層的存在，隨著時間的增長，樁體將不斷刺入褥墊層，而褥墊層由于受壓，將發(fā)生向周圍流動，正是由于褥墊層的這種流動補償，使得樁間土與基礎底面始終保持接觸，并使其壓縮量增大，從而充分發(fā)揮樁間土的承載力，保證樁與樁間土共同作用。②調節(jié)樁、土荷載分擔比。在不設褥墊層的情況下，樁將承受很大的荷載，樁間土將承受極小的荷載。而在CFG樁褥墊層作用下，樁與樁間土將共同分擔荷載。③減小基礎底面的應力集中。CFG樁褥墊層在減小基礎底面的應力集中也有顯著的效果，其可以避免因應力集中而造成的基礎沖切破壞。

3) 排水作用。

由于CFG樁樁體具有良好的透水性，因此其有利于孔隙水壓力的消散、使有效應力得到提高，并使樁間土強度達到增長，從而提高復合地基承載力。

4) 擠密作用。

CFG樁還有較為明顯的擠密作用，尤其表現(xiàn)在當采用擠土和振動成樁工藝時，在松散砂土、松散細砂、粉土中，會使樁間土的孔隙比減小，使其密實度增加，從而提高樁間土的模量和強度。

3. CFG樁復合地基變形機理

CFG樁在承受上部荷載時，樁與樁間土將按面積置換共同分擔荷載，但由于樁體模量遠大于土體模量，因此樁體的變形將小于土體變形，這就使樁刺入褥墊層，而隨著這個過程，墊層散粒體材料不斷發(fā)生調整并始終與樁間土接觸，而樁的上部土體將對樁產(chǎn)生負摩阻力，下部土體產(chǎn)生正摩阻力，這就產(chǎn)生了一個中性點，而隨著土體的不斷固結變形，中性點將不斷下移，荷載也越來越集中到樁，中性點以下的正摩阻力將不斷增大，隨著荷載的不斷集中，樁端的端阻力將達到極限，樁將下刺入下臥層，而隨著樁分擔荷載的增大，樁刺入下臥層刺入量將不斷增加，最終達到一個平衡狀態(tài)，但這個過程實際上是一個反復協(xié)調的過程，它涉及多種介質與界面，并且發(fā)生多種變形。但通過褥墊層的作用，使得基礎始終與褥墊層接觸，樁間土始終與樁共同工作，充分發(fā)揮其承載力。

由此可見，CFG樁復合地基設置褥墊層，使得樁的沉降對樁間土承載力的發(fā)揮作用影響不大，即使樁端為承載力較好的土層，褥墊層也能通過其調節(jié)作用將荷載傳遞到樁間土，以保證樁與樁間土共同工作。

總體來說，樁間土的變形、褥墊層的調整補償作用以及樁的刺入變形是一個反復協(xié)調的過程，不斷循環(huán)的過程，隨著這個過程，土體將不斷固結變形，不斷密實，從而強度逐漸增長，最終達到一個平衡點。

目前認為CFG樁復合地基的總變形量包括三部分：其一是加固區(qū)變形量；其二是下臥層變形量；其三是褥墊層的變形量。由于褥墊層的變形量較小所以常常將其忽略

4. CFG樁復合地基在工程中的應用

CFG樁復合地基可適用于各種各樣的基礎形式，例如獨立基礎、條形基礎、箱形基礎以及筏形基礎均可采用CFG樁復合地基。自從1997年CFG樁復合地基成套技術被列為國家級工法，并制定標準后，在我國工業(yè)和民用建筑工程中得到了廣泛的應用。

1993年在建科院的組織下，在南京浦鎮(zhèn)車輛廠進行了地基處理試驗，對CFG樁復合地基變形特性進行了研究，并提出了變形計算方法。2000年在湖北武漢的北崗小區(qū)，采用的CFG樁復合地基進行地基處理，取得了良好的效果。CFG樁復合地基在西安的非濕陷性黃土場地中也得到了較廣的應用，比如城西人家住宅小區(qū)，建筑高度達到了56.7米，取得了很好的效果。

當前隨著高速鐵路的發(fā)展，復合地基也被逐漸運用于高速鐵路地基處理中，尤其表現(xiàn)為CFG樁復合地基，其相對于其它復合地基有在承載力提高及沉降控制的優(yōu)勢，因此目前高速鐵路中常采用CFG樁復合地基，如京滬高鐵、武廣客運專線等，

5.結論

每一種地基基礎處理方法，都有其使用的地質條件和范圍，以及特定的施工方法，在不同的條件下，會遇到不同的問題，都要有不同的處理方法。 CFG 樁復合地基處理技術，具有施工速度快、工期短、質量容易控制及工程造價低廉等特點；同時由于各工程地質條件差別很大，以及周圍環(huán)境條件的不同，近幾年來施工中遇到很多不同的問題，有些導致了不同程度的經(jīng)濟損失，應引起足夠的重視并加以研究，為以后工程提供經(jīng)驗，防患于未然。