ＣＦＧ桩复合地基实用设计与工程应用探析

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1、ＣＦＧ桩复合地基实用设计与工程应用探析摘要：根据高速公路软基处理特点和质量要求，以解决实际工程问题为背景，从实用设计方法、施工控制等方面系统的对CFG桩在高速公路软基处理中的应用进行了研究，同时通过工程实例，介绍了CFG桩复合地基在软基处理的具体应用。　　关键词：CFG桩复合地基；软基；高速公路；处理　　　　1CFG桩复合地基实用设计方法　　　　CFG桩复合地基的设计思路　　在长期的工程实践中，复合地基的设计方法可归结为以下三类：正常使用极限状态的承载力作为控制条件，以正常使用极限状态的沉降量作为验算条件；正常使用极限状态的沉降量作为控制条件，以正常使

2、用极限状态的承载力作为验算条件；沉降量和承载力双控制。对于第一种设计思路，其适用条件为CFG桩复合地基加固的土体性质较好、桩体强度大且置换率较高的情况，按承载力为控制条件，沉降量一般会满足要求。当CFG桩复合地基加固的土体性质差，如淤泥、欠固结填土等，往往出现承载力满足，但沉降不满足的情况。特别是在高速公路软基处理中，其置换率一般较低、路堤荷载较小，更容易出现沉降或差异沉降不满足。从而前面两种设计思想，在两个条件都满足的情况下，有可能会出现当其中的一个条件满足时，另外一个条件有较大的富裕的问题，这样就会在物力和财力上造成较大的浪费。因此最佳的设计是两个条件同时

3、满足，这就要求在设计的过程中寻求最优方案。但由于影响CFG桩复合地基承载和变形的因素较多，针对沉降量和承载力两个约束条件的情况，就桩径、桩长、桩距、置换率等多个设计参数人工寻求最优解存在较大的困难。　　由上述的讨论分析可知，采用第二种设计思路对高速公路CFG桩复合地基进行设计较为适宜。　　1.实用设计方法　　桩长：CFG桩复合地基的一个重要原则是要求桩落在好的土层上，因此桩长是复合地基设计时候首先需要确定的参数。它取决于承载力和变形的要求、地质条件和设备能力等因素，并且前桩端应该进入持力层～。桩径：CFG桩桩径的确定取决于采用的设备，一般桩径为35cm～

4、60cm，路堤荷载作用下，为了减小不均匀沉降，应采用相对较小的桩径以达到相对较密的桩间距，一般取50cm左右。桩间距：路堤荷载一般包括一下几项：路堤荷载高度，H1；路面结构层荷载厚度，H2；汽车荷载，H3；路堤荷载　　p=［×γs+H2•γ2］；复合地基沉降量计算：根据经验或工程实际选择几个置换率，然后根据下式求出相应的沉降量。　　　　　作出复合地基沉降与置换率的关系图线，根据沉降及差异沉降控制标准确定较为合理的置换率。再由置换率及布桩形式确定桩间距。　　复合地基承载力验算：　　　　式中：天然地基承载力可根据天然地基承载力静载等试验确定，或根据地质

5、条件估算。单桩承载力可由静载荷试验确定，或根据下式估算：　　　　若承载力不满足要求，再对置换率进行调整设计。　　A.桩体强度确定：桩体试块抗压确定平均值应满足下式要求：　　　　　　当桩体强度不满足时，为了施工方便，最好在同一个工程中采用统一的桩体强度，即配合比相同，可以通过加密桩间距进行调整，有利于减小不均匀沉降。　　B.褥垫层厚度确定：采用刚性承台，褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石，不宜选用卵石，因为其咬合力小，褥垫层厚度一般为10～30cm。对于大桩距的情况，褥垫层厚度应加厚，为了形成柔性承台，减小不均匀沉降，增加路堤的整体稳定性，应适

6、当增加褥垫层厚度，并在垫层中增设一到两层土工格栅。高速公路软基处理中一般需根据桩距进行估算，公式：　　　　CFG桩复合地基的工程应用　　　　工程背景　　广州至肇庆高速公路二期工程K5+410~K5+段路基宽、长近，路堤与一河道斜交，河道中间与两侧附近的淤泥厚度变化极不均匀，地形较平坦，以旱地为主，地面标高约为~，该路段软土以淤泥、淤泥质亚粘土为主，其含水量约为%~%，天然孔隙比为~之间，承载力低，直接快剪凝聚力C在5~10kPa，摩擦角Φ在0o~之间，再加之路堤填土高，通过稳定性计算，不能满足路基稳定和沉降要求。因此，该路段的软基需采取必要的工程措施进

7、行处理。　　2.实用设计方案　　桩长的确定：对于一般情况，CFG桩需打设至持力层下～。针对上述实际工程，根据地质资料，该路段软土层厚约，以下为全风化泥质粉砂岩，故桩长取。　　桩径、桩间距、桩体强度的确定：一般要考虑路堤填土高度、路面结构层厚度、车辆动载以及适当的安全贮备，需要进行复合地基承载力的计算。根据CFG桩复合地基的特点和分析，笔者建议承载力的估算采用如下简易实用的方法：　　　　式中：fsp，k为复合地基承载力标准值；fk为天然地基承载力标准值，m为面积置换率；n为桩土应力比；Ap为CFG单桩截面积；α＝fsk/fk/fsk为加固后桩

8、间土承载力标准值；β＝～；Rk为CFG