【摘 要】CFG 樁復(fù)合地基是中國建筑科學(xué)研究院地基所 20 世紀 80 年代末開發(fā)的一項新的地基加固技術(shù)，在工民建部門得到推廣，近年來，在建設(shè)中開始用于橋頭高路堤的軟基處理，以解決橋頭跳車問題。本文介紹了CFG樁復(fù)合地基設(shè)計時的計算方法和步驟、復(fù)合地基的沉降計算方法及CFG樁復(fù)合地基設(shè)計時的幾點誤區(qū)。

【關(guān)鍵詞】CFG樁；高速公路；復(fù)合地基；設(shè)計要點；質(zhì)量控制

我國地域遼闊，各地工程地質(zhì)條件差異很大，各類軟弱地基分布面廣。目前我們所設(shè)計的工程遍布全國，在軟弱地基上進行油庫建設(shè)，往往需要對天然地基進行處理，形成復(fù)合地基，以滿足上部大型儲罐以及其它一些建筑物對地基的要求。近些年來，隨著地基處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，復(fù)合地基理論和實踐發(fā)展很快，復(fù)合地基正成為三大常用地基和增強體材料的承載潛能，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 復(fù)合地基簡介

當天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求時，為滿足其要求，通過用增強體進行地基處理形成的人工地基，便構(gòu)成了復(fù)合地基。復(fù)合地基在處理過程中部分土體得到增強，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，形成了由天然地基土體和增強體兩部分組成的人工地基。根據(jù)復(fù)合地基荷載傳遞機理，將復(fù)合地基分成豎向增強體復(fù)合地基和水平向增強復(fù)合地基兩類，又把豎向增強體復(fù)合地基分成散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基三種。

2 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基

2.1 水泥粉煤灰碎石樁（CFG 樁）復(fù)合地基簡介

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）為樁體中摻加適量石屑、粉煤灰（其中粉煤灰可使樁體具有明顯的后期強度）和水泥加水拌和，制成一種粘結(jié)強度較高的樁體，與樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基。樁、樁間土與基礎(chǔ)之間必須設(shè)置一定厚度的褥墊層，即褥墊層是高粘結(jié)強度樁復(fù)合地基的一部分。樁承擔的荷載占總荷載的百分比可在40%～75%之間變化，使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并具有很大的可調(diào)性。

2.2 水泥粉煤灰碎石樁的適用范圍

水泥粉煤灰碎石樁適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗或現(xiàn)場試驗確定其適用性。就土性而言，CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。

樁應(yīng)選擇承載力相對較高的土層作為樁端持力層，并且需要進行復(fù)合地基的地基變形驗算。對可液化地基，可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復(fù)合地基，達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。

3 CFG 樁復(fù)合地基的沉降

路堤下低強度樁會發(fā)生上刺和下刺，因此復(fù)合地基沉降除主要由加固區(qū)沉降和下臥層沉降組成外，還要考慮樁的上、下刺入量及墊層壓縮量。

當?shù)鼗鶝]有軟弱下臥層時，復(fù)合地基沉降以加固區(qū)壓縮量為主，總沉降量隨樁間距的減小而減?。蝗绻麡扼w下部有一定深度的軟土層，則由于樁端應(yīng)力向下部擴散，下臥層產(chǎn)生較大沉降，此時控制下臥層沉降成為整個地基沉降控制的重點。加固區(qū)沉降計算方法一般有復(fù)合模量法、應(yīng)力修正法、樁身壓縮量法等；下臥層沉降的計算方法目前常采用分層總和法；樁體的上、下刺入量的計算是目前沉降計算的一個難點，對一般工程可簡單估算，但重要工程需進行計算。

4 設(shè)計參數(shù)的確定

CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計參數(shù)主要確定5個設(shè)計參數(shù)，分別為樁長、樁徑、樁間距、樁體強度、褥墊層厚度。

1） 樁長。CFG 樁復(fù)合地基要求樁端落在好的土層上，這是 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計的一個重要原則，樁長取決于建筑物對承載力和變形的要求、土質(zhì)條件和設(shè)備能力等因素。根據(jù)現(xiàn)有條件，CFG 樁的最大樁長一般不大于 30m。

2） 樁徑。CFG 樁樁徑的確定取決于采用的成樁設(shè)備條件，一般樁徑為35～60cm。經(jīng)過大量的實踐證明通常樁徑不宜設(shè)計太大。

3） 樁間距。一般樁間距s＝（3～5）d，樁間距的大小取決于設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力和變形、土性和施工機具，一般設(shè)計要求的承載力大時，取小間距，但必須考慮施工時相鄰樁之間的相互影響。

4） 樁體強度。原則上樁體配合比按樁體強度控制，樁體試塊抗壓強度應(yīng)滿足公式要求。

5） 褥墊層厚度。褥墊層厚度一般用30cm，當樁徑和樁距過大時，褥墊層厚度還可適當加大。褥墊層材料可用粗砂、中砂、碎石或級配砂石（最大粒徑不大于20mm）。

5 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計中容易忽略的問題

5.1 基底標高問題

CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計文件中，看不到建筑物±0.00高程及基礎(chǔ)埋深或基底高程，這就給設(shè)計審查工作帶來了很多不便，甚至無法驗算，同時現(xiàn)場施工也無據(jù)可依，尤其當基礎(chǔ)埋深不一致時，更容易出現(xiàn)問題。

5.2 基底土層問題

當確定基底標高后，可以確定基礎(chǔ)直接坐落在什么土層上，當基底下土層固結(jié)狀態(tài)較好時，CFG 樁復(fù)合地基的作用機理可充分體現(xiàn)；但當基底下土層屬于欠固結(jié)狀態(tài)時，問題就是麻煩了，如果不先對這些欠固結(jié)填土進行處理就直接進行CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計，則樁土共同作用原理將會隨著填土固結(jié)沉降而逐步減弱，最終 CFG 樁復(fù)合地基機理將被逐步破壞，從而給建筑物帶來安全隱患；再者，在設(shè)計參數(shù)選用中，樁周圍土承載力特征值的采用五花八門，缺乏依據(jù)，根據(jù)規(guī)范精神，應(yīng)采用直接與基礎(chǔ)接觸的土層承載力特征值或選取處理土層范圍內(nèi)承載力特征值較低的土層，這樣才是最可靠的選擇。

5.3 褥墊層問題

褥墊層設(shè)計工作看似簡單，實際上褥墊層是復(fù)合地基設(shè)計工作中的非常重要的工作，在這里不再多說，有兩點值得參考，其一，設(shè)計文件中一定要計算褥墊層的虛鋪厚度，以便指導(dǎo)施工；其二，褥墊層的設(shè)計厚度應(yīng)根據(jù)樁周土質(zhì)及樁端持力層進行充分考慮。

5.4 布樁問題

布樁一直是 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計中的關(guān)鍵。

布樁中，獨立柱基與條形基礎(chǔ)布樁差別較大。獨立柱基下布樁，不能死板地按等邊三角形、正方形或長方形去套用，而應(yīng)在確定最小面積置換率后去優(yōu)化布樁，以期達到受力均勻、置換合理的目的；而條形基礎(chǔ)布樁更不能教條地上套用某一種形狀，而應(yīng)根據(jù)條形基礎(chǔ)尺寸，按照受力均勻、置換合理、邊中結(jié)合的原則按最小面積置換率優(yōu)化控制，在基礎(chǔ)交叉區(qū)域，應(yīng)仔細核實基礎(chǔ)上所受上部荷載，并結(jié)合地質(zhì)條件及樁端條件仔細核算，這是條形基礎(chǔ)布樁的核心所在。

6 結(jié)語

通過改變樁長、樁徑、樁距等參數(shù)，可使CFG 樁承載力提高250%～300%。CFG樁還具有沉降量小、變形穩(wěn)定快、工藝性好、樁體材料具有良好的流動性與和易性，灌筑方便，易于控制施工質(zhì)量，可節(jié)約水泥、鋼材。利用工業(yè)廢料，保護生態(tài)環(huán)境，降低工程費用，與預(yù)制樁相比可以節(jié)約投資 40%左右。綜上，CFG 樁具有可靠的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果，在地基工程處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] 龔曉南. 高等級公路地基處理設(shè)計指南. 北京: 人民交通出版社，2005.

[2] 張留俊，王福勝，等. 公路地基處理設(shè)計施工實用技術(shù). 北京: 人民交通出版社，2004.

[3] 董新和. CFG 樁復(fù)合地基處理設(shè)計與施工. 施工技術(shù). 2008，37(6) .