摘要：本文對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制、質(zhì)量檢驗(yàn)作了介紹。

關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基；褥墊層；地基承載力

1 前言

CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，是由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的具有一定強(qiáng)度的可變強(qiáng)度樁，其強(qiáng)度等級(jí)在C15～C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型，通過(guò)褥墊層可充分發(fā)揮樁間土的承載力，并可傳遞荷載到深層地基中去，形成樁土共同作用的復(fù)合地基。

2 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

2.1 樁徑、樁間距、處理范圍

CFG樁宜采用正三角形、正方形或矩形布樁，樁應(yīng)選擇承載力和壓縮模量相對(duì)較高的土層作為持力層。

樁徑：長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌、干成孔和振動(dòng)沉管成樁宜為350mm～600mm；泥漿護(hù)壁鉆孔成樁宜為600mm～800mm；鋼筋混凝土預(yù)制樁宜為300mm～600mm。

樁間距：應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力和變形、土性及施工工藝確定。采用非擠土和部分?jǐn)D土成樁工藝，樁間距宜為3～5倍樁徑；采用擠土成樁工藝和墻下條形基礎(chǔ)單排布樁的樁間距宜為3～6倍樁徑；樁長(zhǎng)范圍內(nèi)有飽和粉土、粉細(xì)砂、淤泥、淤泥質(zhì)土層，采用長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌成樁施工中可能發(fā)生竄孔時(shí)采用較大樁距。

處理范圍：可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布樁，并根據(jù)建筑物荷載分布、基礎(chǔ)形式和地基土性狀，合理確定布樁參數(shù)，對(duì)荷載水平不高的墻下條形基礎(chǔ)可采用墻下單排布樁。

2.2 樁體材料

樁體材料采用碎石、石屑或砂、粉煤灰、水泥加水配合而成。樁身水泥采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量不小于200kg/m3，優(yōu)質(zhì)粉煤灰（等級(jí)不低于Ⅲ級(jí)），摻量為70～90kg/m3，石屑率一般在0.3左右，碎石粗骨料應(yīng)滿足級(jí)配要求，松散堆積密度大于1500kg/m3，碎石最大粒徑要求長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料法不大于25mm。混合料28天標(biāo)準(zhǔn)立方體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于15Mpa。

2.3 褥墊層

樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，褥墊層起到調(diào)整樁土應(yīng)力比、減少基礎(chǔ)底面應(yīng)力集中、保證樁土共同承擔(dān)荷載、充分發(fā)揮樁間土承載力的作用。

2.4 復(fù)合地基承載力特征值

復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過(guò)復(fù)合地基靜載荷實(shí)驗(yàn)或采用增強(qiáng)體靜載荷實(shí)驗(yàn)結(jié)果和周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按下列公式估算：

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

Ra =up∑qsilpi+apqpAp

fspk：復(fù)合地基承載力特征值（kPa）

fsk：樁間土地基承載力特征值（kPa）

Ra：?jiǎn)螛冻休d力特征值（kPa）

m：面積置換率

Ap：樁的截面積（m2）

up：樁的周長(zhǎng)（m）

qsi：第i層土的側(cè)阻力特征值（kPa）

qp：端阻力特征值（kPa）

lpi：樁長(zhǎng)范圍內(nèi)第i層土的厚度（m）

其中單樁承載力發(fā)揮系數(shù)λ和樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)β應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)λ可取0.8～0.9，β可取0.9～1.0；樁端阻力發(fā)揮系數(shù)ap可取1.0。

2.5 地基變形

復(fù)合地基變形計(jì)算值不應(yīng)大于地基變形允許值，地基變性特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜；對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)有局部?jī)A斜值控制；對(duì)于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制；對(duì)于多層建筑和高層應(yīng)由傾斜值控制；必要時(shí)尚應(yīng)控制平均沉降量。計(jì)算地基變形時(shí)，地基內(nèi)的應(yīng)力分布，可采用各項(xiàng)同性勻質(zhì)線性變形體理論。

3 CFG樁復(fù)合地基施工

3.1 施工工藝

CFG樁可選用以下工藝：長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁，適合地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實(shí)以上的砂土；長(zhǎng)螺旋鉆中心灌注成樁，適用于黏性土、粉土、砂土和素填土地基，對(duì)噪音或泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地可優(yōu)先選用；振動(dòng)沉管灌注樁，適用于黏性土、粉土、素填土地基；泥漿護(hù)壁成孔灌注樁，適用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層地基。

3.2 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)對(duì)CFG樁復(fù)合地基處理范圍內(nèi)的地下管線及上跨高壓電線進(jìn)行調(diào)查、核實(shí)和遷改，對(duì)沒(méi)有遷改而施工中有可能對(duì)其造成影響的地下管線，需注意加強(qiáng)施工防護(hù)。施工前應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)成樁實(shí)驗(yàn)，數(shù)量不得少于2根，以檢驗(yàn)設(shè)備、工藝是否適宜，確定選用的技術(shù)參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 施工步驟

施工前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)，施工時(shí)按配合比配置混合料，長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌成樁施工塌落度宜為160mm～200mm，振動(dòng)沉管灌注成樁施工塌落度宜為30mm～50mm。采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁施工順序?yàn)椋恒@機(jī)就位→鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→停鉆→泵送混合料均勻拔管至樁頂→鉆機(jī)移位；振動(dòng)沉管灌注成樁施工順序?yàn)椋簶稒C(jī)就位（將樁管對(duì)準(zhǔn)樁位中心，樁尖活瓣合攏，放松卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼繩，利用振動(dòng)機(jī)及樁管自重，把樁尖壓入土中）→沉管→上料→拔管。成樁過(guò)程中應(yīng)抽樣做混合料試塊，每臺(tái)機(jī)械每臺(tái)班不少于一組。

3.4 施工注意事項(xiàng)

CFG樁必須安排提前施工，CFG樁施工后28天內(nèi)不得有任何重型施工機(jī)械在上面行走。按要求埋設(shè)地面沉降設(shè)備并進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果應(yīng)納入竣工文件。CFG樁鉆芯棄土必須運(yùn)至附近棄土場(chǎng)集中堆放，避免隨挖隨棄，污染環(huán)境及危機(jī)鐵路主體工程安全。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面樁間土的含水量較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)法。

4 CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量控制

CFG樁復(fù)合地基主要為混合料離析、縮頸、斷樁、塌孔等引起的質(zhì)量缺陷，為消除以上缺陷，首先要根據(jù)地層情況、場(chǎng)地條件等選取合適的樁型。長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量與拔管速度相配合，遇到飽和砂土和粉土層，不得停泵待料。振動(dòng)沉管施工應(yīng)控制拔管速度，拔管速度過(guò)快容易造成縮頸、斷樁或樁孔偏小。

施工中樁位偏差不大于50mm，樁體有效直徑不得小于設(shè)計(jì)樁徑，樁身垂直允許偏差不大于1%。施工樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高不小于0.5m，當(dāng)施工作業(yè)面高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高較大時(shí)，宜增加混合料灌注量。冬期施工時(shí)，混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。清土和截樁時(shí)，應(yīng)采用小型機(jī)械或人工剔除等措施，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和樁間土擾動(dòng)。

5 CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)

CFG樁質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包括樁身完整性、均勻性、樁身強(qiáng)度、單樁或復(fù)合地基承載力等。成樁7天內(nèi)，可采用低應(yīng)變檢查樁身完整性，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的10‰，且不得少于3根。成樁28天后應(yīng)在樁體中心處、樁長(zhǎng)范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性、均勻性，在樁身上、中、下取不同深度的不少于3個(gè)試樣做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，檢查數(shù)量為施工總樁數(shù)的2%，且不得少于3根。CFG樁處理后的承載力宜在成樁28天后進(jìn)行，應(yīng)采用單樁或復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的2‰，且不得少于3根。

6 結(jié)束語(yǔ)

CFG樁復(fù)合地基具有承載力提高幅度大、地基變形小及適用范圍大等特點(diǎn)。復(fù)合地基承載力與原地基承載力相比，可提高2～5倍。施工簡(jiǎn)便，工期短，CFG樁施工方法一般為長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法，施工時(shí)，沒(méi)有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成減少了成樁時(shí)間，加快了施工速度。CFG樁與其他樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價(jià)一般為樁基的1/3～1/2，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。CFG樁作為一種成熟的地基處理工藝已大量應(yīng)用于我國(guó)鐵路、公路、港口、房屋建筑等多個(gè)領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

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