CFG桩复合地基的现状及研究进展

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1、文章编号：1009—9441(2012)12—0008—02CFG桩复合地基的现状及研究进展口口葛文慧(山西职业技术学院，山西太原030006)摘要i对比了碎石柱和CFG桩的特点，探讨了利用新材料替换原来的材料的地基处理效果。结合某工程CFG桩复合地基的施工实践，阐述了CFG桩施工中的缩颈、断桩、桩体裂缝等问题，提出了防治措施和施工建议。关键词：地基处理；粉煤灰碎石桩(CFG桩)；碎石桩；复合地基；桩体材料中图分类号：Tu472文献标识码：A引言随着城市化进程的加快，使得很多的建筑物将要建在软土

2、地基上。我国各地区软土十分普遍，软土地基的承载力低，在载荷作用下建筑物的沉降量很大，需要对其进行处理之后再利用¨。3J。其分布的深度也从几十米到上百米不等，这也增大了软土地基的处理难度。一般而言，地基沉降或地基的不均匀沉降存在两个方面的问题：一是地基沉降或地基的不均匀沉降对地基土的变形机理；--是地基沉降或地基的不均匀沉降对上部结构产生的影响”。7J。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，CFG桩和桩间土共同作用，通过褥垫层形成CFG桩复合地基。CFG桩复合地基是针对碎石桩承载特性的不足进行改进而提

3、出的。CFG桩是将工业废料粉煤灰加入到碎石桩中，利用粉煤灰的特性，增强了原来碎石桩材料的粘聚力。但是在工程实践中发现，CFG桩体易发生桩头损坏、桩体断桩、缩颈的现象。本文提出利用加固材料或价格低廉的工业废料，借助材料性能的改变来改善CFG桩的不足。1碎石桩和CFG桩的承载特性对比碎石桩是由砂子和石子作为填料而制成的，故桩体本身没有相互的粘结力，由上部结构传来的竖向荷载通过桩周土约束桩体而承受，碎石桩的主要受力过程限制在其上部4—5倍桩径范围内，如图1所示。在碎石桩基础上加入粉煤灰和水泥后即为CF

4、G桩，桩身摩阻力基本上可以在有效桩长范围内发挥作用，在充分利用材料的同时减小侧向膨胀挤出，如图2所示。图l碎石桩的受力特性图2CFG桩的受力特性2CFG桩复合地基CFG桩通过螺旋灌注成桩，桩土共同分担荷载形成复合地基，其上铺设褥垫层和基础垫层，以保证桩和桩问土共同承担竖向和水平荷载。如果基础与桩之间不设褥垫层，在竖向荷载作用下桩和桩间土的工作情况与桩基础的情况类似，如果设置一定厚度的褥垫层，桩和桩问土都发生变形，共同承担荷载作用。桩主要传递竖向荷载，当有水平荷载时要考虑桩和土共同分担水平荷载。同

5、一水平荷载作用下，随着褥垫层厚度的增加，桩所承担的水平荷载逐渐变小；相同厚度的褥垫层下，水平荷载越大桩承担的比例越大。由于CFG桩竖向承载力很大，而水平承载力很小，在水平荷载作用下极易发生浅部断裂现象，所以有桩间土分担水平荷载非常重要。对于基础底面的应力集中现象，如果没有褥垫层应力集中会很明显，和桩基一样会对基础产生冲切破坏。在基础与桩之间设置一定厚度的褥垫层后，在桩基刺入褥垫层的同时，褥垫层中的砂土与桩间土产生挤密作用，可避免剪切破坏。基础垫层还可起到防水加固作用。3CFG桩的施工工艺与常见问

6、题在CFG桩施工初期，常采用振动沉管施工工艺，其中中心压灌施工工艺是目前最常用的施工方·8·Research＆ApplicationofBuildingMaterials法之一，它克服了振动沉管成桩难穿透多层砂层或碎石土的难题。CFG桩成桩可分为人工成孔工艺、泥浆护壁钻孔成桩工艺和夯扩成桩工艺。CFG桩在成桩过程中易产生缩颈、断桩，尤其是桩头部位极易发生破坏。其断桩和缩颈的原因多为送料不及时，也可能有地质处于软弱土层的原因。软弱土层发生回弹会导致CFG桩体缩颈。CFG桩的桩头发生破坏，大多是由于

7、施工中大型机械的碾压，致使在CFG桩浅部发生断裂甚至断桩。所以，施工中一般留出0．5m的桩头，并用浮土掩埋，以保护桩头。但是，在养护期结束开挖时，桩头也经常会被机械扰动产生破坏。鉴于上述情况，本文建议可从材料方面尝试解决该问题。例如在CFG桩中添加一种加固剂，诸如废铁屑等物，以强化桩头强度。但其力学特性和可行性有待进一步研究。4施工实例某档案馆地基采用CFG桩复合地基处理形式，该工程采用长螺旋钻管内泵压混合料施工工艺，CFG桩桩位偏差≯160mm，桩垂直度偏差不大于桩长的1％，混合料的强度等级为

8、C20，混合料的坍落度为180—220mm，施工中桩顶灌注标高高出设计标高500mm，施工铺设褥垫层之前将其剔除。褥垫层采用性能良好的砂砾石铺设，并用动力或静力压实，夯填度(夯实后与夯实前厚度之比)≯0．9，养护期为28d，CFG桩复合地基的质量验收按规范的规定进行载荷试验和桩身完整性检验，该工程的承载力特征值为450kPa。该工程场地为软土夹杂部分有机质，软土地区CFG桩的有效桩长在12m左右，即桩长在12m左右的桩可充分发挥其侧摩阻力和材料性能，而碎石桩仅在4—5倍桩径范围内可起到作用，即在