CFG桩复合地基在软基工程中的应用—建筑设计应用范文

　　CFG桩复合地基在软基工程中的应用

　　黄海涛

　　摘 要：根据CFG桩和被挤密的土共同形成CFG桩复合地基的承载机理和特性，提出了将两者结合应用的复合地基。本文结合广东省省内某新建高速项目工程实例，详细阐述了通过采用CFG桩这种处治方式来达到加固地基的目的，从而证明它的应用价值。

　　关键词：CFG桩 软基处治 加固原理 应用效果

　　一、概述

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥及特种添加剂加水拌合，用各种成桩机械制成的可变强度桩。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。

　　CFG桩的施工

　　1.1、工程概况

　　广东省某高速公路第七合同段于2004年底开工建设，该标段长5.12km，起讫桩号为K26+700~K31+820，属第一期开工项目。本合同段划归为软基标，软基处理工程量较大，安排的施工工期较长。

　　1.2、工程地质条件

　　本项目区内域地质构造发育，但大多数为第四系覆盖。

　　1.3、桩身的混凝土配合设计

　　CFG桩混合料由水泥、粉煤灰、石屑、碎石和水组成，其配合比按图纸要求。坍落度控制在3~5cm，采用普通硅酸盐425#水泥，碎石粒径为2~4cm，材料质量应符合规范要求。

　　1.4、涵洞的路基处理

　　本标段所有的圆管涵、盖板涵和箱涵等软基处理都是以CFG桩结合袋装砂井处理，CFG桩径为40cm ，按四方形布置，中间设置直径为Φ7cm的袋装砂井以增加排水通道。

　　涵洞底CFG桩沿路线纵向涵洞范围内间距为1.6m，每侧设10m左右的过渡段，过渡段内CFG间距从1.6m过渡至2.0m，CFG桩沿路线横向的间距为16m。施工时在地面上铺设砂垫层后才进行袋装砂井施工，等袋装砂井施工完后才进行CFG桩施工，CFG桩施工次序为横向由路中心往两侧施工，纵向由涵洞中心向两侧施工，且采用隔桩跳打的方法。

　　1.6、施工工艺流程

　　本合同段的CFG桩主要采用振动沉管成桩工艺，其工艺流程如下图。

　　1.7、褥垫铺设

　　CFG桩施工前铺设20cm厚的砂垫层，待袋装砂井和CFG桩施工后再铺设10cm砂垫层，然后在其上铺土工格栅。

　　1.75其他注意事项

　　1、砂垫层应采用洁净的中粗砂，含泥量不应大于3%，渗透系数不小于5×10-3cm/s

　　2、除图纸特别要求外，软土处理应打穿淤泥层，如软土埋置深度大于20m的则以20m控制。

　　3、软土路基加载时，填筑速率应由施工观测来控制。填筑速度根据以下标准进行双控：路基中心的表面沉降速率宜控制在10mm/d，坡脚处的侧向位移宜控制在5mm/d以内。

　　4、其他不详事宜参照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)执行。

　　5、CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法,也可采用连打发,具体的是施工方法由现场试验来确定。连打法易造成临桩被挤碎或缩颈,在粘性土中易造成地面隆起,跳打法不易发生上述现象,但土层较硬时,在已打桩中间补打新桩,可能造成已打桩被振裂或振断。在在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d,在饱和的松散粉土中,如桩距较小,不宜采用跳桩跳打,全长布桩时,应遵循由“由一边向另一边”的原则。　　桩顶振捣是该工艺施工界人士所关心和探讨的问题。有人认为桩顶混凝土密实度差,应该用振动棒振动捣固。但是振动棒在振动捣固过程中极易将成孔过程中钻取出的泥砂振入桩体,使桩顶加泥。由于该工艺中混凝土料的坍落度大,成桩后落在桩顶的泥砂等异物很容易下沉而陷入桩体,当保护桩长较短时极有可能沉到有效桩长桩体中,故钻机成桩移位后宜马上封顶,封顶材料因地制宜,可用水泥袋或粉煤灰袋。　　四、桩的质量控制和检验　　1、CFG桩施工质量控制　　(1)、施工监测　　①打桩过程中随时测量地面是否发生隆起,因为断桩常常和地表隆起有关。　　②打新桩时对已打但尚未结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量,以估算桩径的缩小量。　　③打新桩时对已打并结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量,以判断是否断桩。　　一般当桩顶位移超过10 mm,需开挖进行查验。

　　二、试验阶段报告

　　为检验CFG桩单桩承载力，第七合同段于2005年8月3日~2005年8月5日按快速法静力载荷试验方案，分别对K27+078桥台未抽芯的L10#和已抽芯的F28#CFG桩单桩进行了非破坏性静力载荷试验。所测试资料采用《土体原位测试机理方法及其工程应用》中的相应公式整理，具体公式如式(1)：

　　

　　N—每级荷载下沉降观测的次数。

　　为了使快速法的成果与相对稳定法一致，必须从施加第二级荷载开始，从沉降观测值中扣除其以前各级沉降未稳定而产生的剩余沉降量。其值按式(4)计算：

　　

　　

　　从以上成果图可得出各处单桩相应容许承载力均大于520KN，满足设计要求。

　　三、CFG桩复合地基存在优势

　　降低造价：采用CFG桩复合地基通常可降低造价20%～30%，若用于构造物基底处理取代钢筋混凝土灌注桩，可节约造价30%～50%。

　　建筑隔震：砂垫层的设置有较好的基础隔震、抗震的效果。

　　环保意义：首先在桩体材料中大量使用粉煤灰等工业废料，实现了对工业废料的合理利用;并且，通常采用的先进的钻孔压灌成桩工艺，与传统桩基施工相比，无污染、振动、噪声少等优点。

　　结束语：

　　目前广东高速公路工程项目的地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。本工程应用CFG桩和被挤密的土形成的复合地基，充分发挥了CFG桩的高承载力性能和在褥垫层的作用下协调桩间土的抗变形性能，提高桩周围土的抗剪强度，增加地基强度，模量和承载力，既提高地基的强度，又减少地基的变形。

　　参考文献：

　　1、魏玉琴; CFG桩施工技术方法及施工中的问题分析[A];土木建筑学术文库(第7卷)[C];2007年

　　2、张鲲;CFG桩复合地基技术原理及其在地基处理中的应用[J];安徽建筑;2003年02期

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