探讨某住宅楼中CFG桩复合地基应用探究

张海波罗梦张月尹崟

中建八局第三建设有限公司重庆400020

摘要：最近几年，我国建筑工程行业发展迅速，CFG桩复合基地技术在建筑行业应用非常广泛，并开始向其他领域进行扩展，其前景发展是非良好。但在建筑建设过程中，由于施工人员或施工单位没有对桩身基础加以重视，导致建筑工程行业出现了较为多的事故，不仅导致了大量人力和物力的浪费，还威胁到了居民的人身安全，需要加以重视。本文主要介绍了CFG桩复合地基，然后以某住宅楼为例，证明其在建筑工程地基处理中的实际应用价值和意义。

关键词：CFG桩复合地基；地基处理；应用研究

0引言

在科技不断发展的今天，工程建筑行业的发展也十分迅速，使用的技术也在不断创新。就地基处理手段而言，方式也越来越多样化，而复合地基，不仅工程造价相对较低，还可以有效运用到桩间土和桩共同作用这个特点，在建筑工程的地基建设中应用非常广泛。在本次研究的住宅楼中，充分应用到了CFG桩复合地基，将其抗变形能力和高承载能力发挥到了极致；此外，还设置了褥垫层使得桩间土的承载力得到了很好的发挥，从而实现了地基处理的最初目标。

1CFG桩复合地基概述

1.1CFG桩复合地基

CFG桩复合地基的全称为水泥粉煤灰碎石桩，通过在碎石中加入适量的水泥、石屑和粉煤灰，并将这几种材料进行搅拌，形成一种带有粘结性的非柔性桩。褥垫层、桩和桩间土构成了CFG桩复合地基；因此，CFG桩复合地基可运用于砂土、粘性土、素填土和粉土等类地基，对针对淤泥质土而言，需要通过现场试验和不同地区的实际经验确定其是否可采用CFG桩复合地基。

1.2CFG桩复合地基的加固机理

在高层和超高层建筑的地基多采用CFG桩复合地基，该地基主要连接基础和褥垫层，再结合双向刺入变形模式，桩端在坚硬的土层亦或是一般土层，桩间土都可以正常工作。这是设计充分利用好了土的承载力，在土承载能力不足之处再用CFG桩解决。CFG桩复合地基的桩间承载力和基础下桩间土的面积之间的乘积数值较大，而CFG桩复合地基的置换率又相对较低，CFG桩需要承载的荷载需要在总的荷载基础上去除桩间土承受的荷载。传统桩基中使用的桩数量相对CFG而言数量较多，且CFG桩不需要配备钢筋，这些都使得建筑工程的造价大大得到了降低。

CFG桩复合地基的一个核心技术就是在其中设置厚度适中的褥垫层，褥垫层主要是通过自身一定程度的变形将上部基础中的基地压力按照一定比例比分配到桩和桩间土上，保证桩和桩和桩间土可以同时受力。此时，桩的挤密导致土体的承载能力得到提高，土增加的侧应力又使得桩的受力性能得到改善，在两者同时作用下，复合地基形成了一个完善的受力整体，完成承担上部基础中荷载的任务。

桩间土的作用是承担荷载，保证桩体的正常性能；桩的主要作用是承载水平和竖向荷载，并有预震作用；褥垫层的主要作用是可以使桩和土共同承载，并将桩和桩间土的荷载按照一定比例进行分担。

1.3CFG桩复合地基的特点

首先，传统的碎石桩虽然造价低，但就高层建筑而言，其承载能力却不够；而传统的预制混凝土桩虽然承载能力比较高，但是相对而言价格也相对比较高；CFG桩不仅满足造价低的特点，还具有较高的承载力，同时具备以上两种方法的优点，且在使用CFG桩复合地基时，还可以对其桩长、桩距进行改变，满足不同建筑的承载力要求。在对CFG桩复合地基的桩长、桩距等进行修改时，可以有效提高地基的承载力，一般而言，承载力可以提高2.5-3倍，对一些较为软的地基，承载力甚至可以提高更多。其次。CFG桩复合地基变形相对稳定，沉降量较低，在较为坚硬的土层中，CFG桩复合地基的沉降可以保持在一定范围中。最后，CFG桩复合地基的工艺性好，其材料主要是粉煤灰，使其具有较大的流动性，可以很好的对建筑施工质量进行控制，还可以有效节约钢材和水泥，使工程费用得到有效降低。

2CFG桩复合地基在地基处理中的应用

本文主要以某住宅楼为例，分别从理论计算方面和实际效果方面对CFG桩复合地基进行探讨，从而展示CFG桩复合地基的应用成果。

2.1工程概况

某住宅楼总体高度为20层，底下1层，该住宅楼基础使用的是筏板基础，地基使用的是CFG桩复合地基加固。住宅楼在进行设计时，需要控制复合地基在处理后的承载力大于等于400KPa，建筑物的沉降深度需控制在60mm以内。CFG桩成孔方式次啊要的是长螺旋钻机，桩基中有589根桩，桩与桩间的距离为1.45×1.45m3，褥垫层后200㎜，桩的直径为400㎜，桩的长度为11.5m。

2.2工程地质条件

该住宅楼的地基是山前冲洪积扇的下部分，场地地形趋于平坦，场地各个地质层性质见表1.

表1场地各地质层性质

2.3复合地基设计计算

根据桩与桩间的距离为1.45×1.45m3，桩直径为400㎜，桩长度为11.5m和《建筑地基处理技术规范》对CFG桩复合地基的变形和承载力进行计算。

2.3.1对该住宅楼沉降进行验算

对住宅楼沉降进行验算时采用的是《建筑地基处理技术规范》中的公式和相应的计算方法，该方法为应力面积法，这种方法是在分层总和法的基础上推导出的一种方法，在计算应力面积和平均应力系数时，采用面积积分的方式，因此，在进行计算的时候分层厚度对其没有制约作用，计算时方便了很多。

分层应力法沉降计算公式如下：

其中，公式中的S表示地基最终变形量；n表示地基变形计算深度范围内所划分的土层数；表示沉降计算经验系数；Esi表示基础地层下第i层土的压缩模量，单位为Mpa；P0表示对应于荷载效应准永久组合时的基础底层面的附加应力，单位是Kpa；αi和αi-1指的是基础底层面计算带你到第i层土和第i－1层土地面范围内平均附加应力系数。Zi和Zi-1分别表示表示基地面积计算点到第i层土和第i-1层土底面的距离；建筑物之间的距离为15米，没有其他荷载施加影响，因此，使用该公式，将数据带入后的，该住宅楼的地基变形计算深度Zn为21米，地基沉降量S等于49.55mm，在60mm范围之内，满足最开始设计的要求。

2.3.1对该住宅楼承载力进行验算

复合地基承载力的验算公式如下：

其中，fspk表示复合地基的承载力特征值；m表示面积置换率，在正方形布桩中m取值为0.06；Ra表示单桩承载力特征值，本住宅单桩承载力等于650KN；Ap表示桩体截面积，其中Ap为0.12566m2；β表示桩间土承载力折减系数，β的值为0.85。使用该公式，将数据带入后的，得出fspk为430KPa，大于最开始设计时的400KPa，符合要求。

3实验结果分析

3.1低应标桩身完整性检测

对本住宅中的地基桩进行检测，其中低应变检测CFG桩桩身59根，检测数量占总体桩数的10%，而测验的59根CFG桩都是完整桩或者基本完整桩，无对地基产生影响的桩。

3.2复合地基静荷载实验

在对住宅完成施工后，根据有关规定对场地中随机3个点进行复合地基静荷载实验，从而检测出CFG桩复合地基承载力，结果如图去所示。

图128#、21#、317#桩复合地基载荷实验

由图可知，复合地基静载荷曲线较为光滑，无陡降点，且属于渐近型曲线，当去s/b等于0.01时，其中b等于1.45米，b指的是方形压板的宽度，该荷载对应的均值大于等于最大加荷量。此时，可以将CFG桩复合地基承载力值取最大加荷量的一般，此时的CFG桩复合地基承载力数值高于400KPa，符合设计要求。

4结论与展望

4.1结论

（1）由于CFG桩复合地基不需要配备钢筋、可以将桩间土的承载能力充分发挥，有变形小、稳定快、承载力高、施工方便以及造价低等优点，具有较高的经济效益和应用前景。

（2）从CFG桩复合地基的数据看，该住宅使用CFG桩复合地基有效提高了地基的承载力，且控制并降低了地基变形。

（3）褥垫层的使用以及褥垫层的厚度和使用材料对CFG桩复合地基有着直接影响，将会对桩和桩间土能否发挥其功能有着直接影响，因此，合理使用褥垫层，并控制褥垫层厚度可以有效提高复合地基承载力，并有效降低地基的沉降。

（4）通过此次试验证明，对地基采取CFG桩复合地基这种处理方案，可以有效控制住建筑的施工质量，且其造价低，经济效益高，发展潜力巨大，可以广泛得到应用。

4.2展望

在对CFG桩复合地基承载力进行分析后，其数值在最初设计时的理论值范围之内，满足设计时的要求。CFG桩桩长可根据实际需要进行调控，长度最长可达到二十多米，可以使桩的侧阻力得到有效发挥，当地基土承载荷载较大时，桩长就可以设计的长一些，当荷载不大时，又可以将桩长设计得短一些，为建筑施工提供了便利。CFG桩复合地基由于其具有施工速度快，受力可靠、可充分协调桩和土之间工作的特点，在对建筑进行合理设计和施工后，可在建筑行业和其他领域进行广泛应用。

参考文献：

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