CFG桩复合地基在应用中应重视的问题

　　CFG桩自1989年问市以来，在全国的高层住宅楼及工业建筑中得到广泛应用。随着CFG桩复合地基理论被列入行业规范，其应用程度又得到了进一步提高。由于CFG桩具有适用性广，成本低，污染小，施工速度快，工作机理可靠，承载力提高幅度大，而深受投资者的青睐。CFG桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰及水泥经水搅拌成混合料，用泵压进入预先成的孔中，自上而下形成桩体。桩体作为地基土中的竖向增强体，通过褥垫层充分利用桩间土的承载力，使桩、土以及褥垫层共同作用，构成复合地基。

 

　　1桩长与地基土之间的关系

 

　　桩长与桩径的比值L/D有一定的范围，这是一个设计的基本思路，对于CFG桩桩长的选择，在技术角度上主要是依据地基土的物理力学性质确定。桩长太长不仅造成经济上的浪费，而且会导致“长面条”形桩。CFG桩是一种摩擦端承桩，它不仅要有较好的桩端持力层，而且地基土的摩擦力是设计中考虑的重点，现就一工程实例说明桩长选择上的不同，导致的不同效果。

 

　　建筑物层高9层，设计采用CFG桩复合地基，桩径400mm，单桩承载力设计要求680kPa。

 

 

　　表一中给出了20m以上地基土的技术参数，现就第6层粉质粘土、第7层粉土、第8层粉质粘土（表中未到层底，仅作说明）作为桩端持力层进行验算，结果见表2。

 

 

 

　　由验算可知，以上3层土理论上都可以做为桩端持力层，但在实际应用上差别很大。用第6层做为桩端持力层，桩长约12m，用第8层做为桩端持力层，桩长约19m。而在实际设计中选用了第8层做为桩端持力层，安全系数增大，但却造成了时间以及经济上的浪费。

 

　　由表2可以看出，对于单桩承载力侧阻力起了决定性作用，这就说明，在经济、安全、合理的前提下，CFG桩的侧阻力是设计中考虑的重点。

 

　　CFG桩采用水泥C、粉煤灰F、碎石G和石屑SX等材料组成。在施工中当给出桩体强度后，水灰比W/C（水/水泥）、二灰比（粉煤灰/水灰）就保持了常量。

 

　　在骨料的添加上，技巧和方法很多，在这里仅分析一下石屑量的问题。在CFG成桩施工中，有一个重要环节-------泵送，这就要求混合料不仅要有一定的强度，还要有很好的和易性、流动性。粗骨料量一定时，细骨料（砂子、石屑）成分和掺入量是保证混合料泵送的关键。细骨料=砂子+石屑，简化为。当一定时，增加，流动性增大，泵送顺畅；增加，流动性降低，泵送不畅，易析水、析浆而堵管，因石屑与粗骨料之间以面接触为主，当混合料行至变向、变径、管端临水处引起截面变干，骨料之间面面接触而堵管。根据大量施工经验，在1：0.7左右为最佳。

 

　　2褥垫层的厚度控制

 

　　在CFG桩复合地基中，褥垫层的作用主要为使桩和桩间土成为一个共同承担外部荷载的整体，并减小桩顶对基础的冲剪切作用。它的厚度将直接影响到复合地基的科学性、合理性和经济性。

 

　　根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79---2002）中规定，褥垫层厚度应在10～30cm之间，在这个厚度区间，桩顶竖向反力和桩间土竖向反力之比与褥垫层厚度D呈比值双曲线关系，明显在D=10cm处为一驻点，两侧发生较明显变化，在D=30cm处又为一驻点，可见褥垫层厚度在10～30cm这一区间，桩对基础的应力明显减小，即桩分担的荷载明显降低，复合地基的整体性、稳定性增强，变形相应减小。

 

　　通过试验和理论计算，在CFG桩复合地基中桩承担的荷载占总荷载的百分比应在35%～70%之间。这样就大大降低了CFG桩在设计上对地基土的要求，扩大了CFG桩复合地基的适用性。

 

　　3补充

 

　　在进行CFG桩复合地基设计时，还应注意由于桩体的模量很大，在通常荷载水平下，轴向力引起桩的压缩变形很小，可以忽略不计，且总压缩量随着基础宽度的增大而增大。同时还应注意边载对地基承载特性的影响。边载的存在，对桩间土承载能力的提高具有明显的作用，且边载越大，桩的荷载分担比越高，桩间土荷载分担比降低。还有一点，值得注意的是，对于箱形基础或片筏基础，应当在地下室外墙悬挑出来的部分布桩，若没有设计悬挑部分，则应当在外墙下布桩。

 

　　4结语