cfg桩复合地基综述

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1、CFG桩复合地基综述张曼摘要：现如今，CFG桩复合地基在较高建筑以及工业厂房等工程的地基处理中应用广泛，已经取得了很明显的经济效益，但是和它相关的理论及设计方法还并不完善。所以，进行CFG桩复合地基设计计算和机理等相关问题的分析就具有了很重要的意义。依据CFG桩复合地基当下的研究状况，本文主要在以下两个方面进行了综述分析：首先，对复合地基的沉降和承载力以及其他的参数进行了探讨；然后，总结分析了桩、褥垫层以及桩间土的作用机理。关键词：CFG桩；复合地基；作用机理；参数设计1绪论1.1CFG桩复合地基概述复合地基法是在天然的软弱地基中

2、设置一定置换率的增强体，使桩与桩间土共同承担外部荷载的方法，主要有水泥土桩复合地基、碎石桩复合地基、CFG桩复合地基等[1-2]。通过对几种复合地基法的比较发现，CFG桩复合地基的工程费用一般比桩基少1/2~1/3，这主要是由于CFG桩桩体材料中掺入了比水泥价格低很多的工业废料粉煤灰，而且桩体中不用配筋就能发挥桩与桩间土的承载能力。近年来，CFG桩复合地基的使用已从建筑业推广到高速铁路行业，大量的工程实践证明，采用桩CFG复合地基能够大量节约成本，加快工程进度[3-5]。然而，CFG桩复合地基的理论却远落后于工程实践，进行CFG桩

3、复合地基理论研究，用理论指导、检验工程实践迫在眉睫。11CFG是Cement（水泥）、Fly-ash（粉煤灰）、Gravel（碎石）的缩写，CFG桩的全称是水泥粉煤灰碎石桩，它的桩体强度一般为C10－C30，桩体材料由水、粉煤灰掺适量水泥、碎石和砂石组成。在CFG桩中加入水泥和工业废料粉煤灰两种胶结材料，从而使桩体获得很高的胶结强度，CFG桩在不配筋的情况下仍呈现出刚性桩的特点[6-7]。1.2CFG桩发展状况复合地基的概念是在20世纪60年代提出，之后迅速得到发展。在这五十多年众多学者的研究下，复合地基理论的发展进程十分迅速。引

4、入了桩体—土相互作用，通过两者的相互作用将材料的潜力得以充分发挥。但是由于材料性能的离散性，使复合地基的受力机理变得十分复杂，其应力应变需要更深入的研究[8-10]。11刚性桩复合地基的设计思想是由黄熙龄院士（中国建筑科学研究院）首先提出，建设部“七五”计划的课题之一就有CFG桩复合地基的试验研究。中国建筑科学研究院于1988年对CFG桩复合地基的试验研究进行立项，于1992年对该实验成果进行部级鉴定。可以说碎石桩复合地基是CFG桩复合地基设计的基础和依据，为了减小沉降并将复合地基的承载力大幅提高，将水泥、粉煤灰以及石屑掺入碎石桩

5、中形成了具有较高粘结强度的CFG桩，因而可以看出性状具备刚性桩的特征。桩体在垂直荷载的作用下只会产生较小的压缩变形，桩端阻力和桩侧摩阻力将荷载向下传递，因此承载力有较大幅度的提升。为使得桩间土和桩体达到共同作用的目的，将具有一定厚度的褥垫层铺设于桩的顶部，对于桩顶向上刺入具备一定的优势，CFG桩复合地基由桩间土、桩体以及褥垫层共同构成。2CFG桩设计计算2.1CFG桩承载力设计计算[11-14]对于复合地基，桩和桩间土一起参与荷载的承担工作，其承载力公式为下式2.2CFG桩沉降量计算一般情况CFG桩复合地基沉降由三部分组成。加固深

6、度范围内土的压缩变形s1；下卧层变形s2；褥垫层变形s3。（数量很小可以忽略不计）其计算公式如下[15-22]：112.3设计参数的确定[23-26]2.3.1桩长L根据工程地质条件，初步确定CFG桩的桩长。桩端最好落在较好的土层上，以较好地发挥CFG桩的端承力作用，以进入较好土层1.0m左右为宜。设计时根据《工程地质勘察报告》分析各土层，确定桩端持力土层和桩长并计算单桩承载力。2.3.2桩径d一般设计桩径d=350mm~600mm，可用振动沉管的打桩机或其他成桩设备制桩。通过优化设计程序按d由350mm~600mm循环取值可计算

7、出最优化桩距。2.3.3桩距S11桩间距S通常的根据面积置换率m确定的，可取桩间距s=(3-5)d，但设计所要求的复合地基承载力和所采用的施工机具及土性、变形同样影响着桩距的取值。若设计要求的承载力较大时，在考虑到施工时相邻桩之间影响的基础上桩距取小值，故桩距的大小应综合考虑2.3.4褥垫层厚度褥垫层的厚度会对荷载的垂直分布产生影响，通常褥垫层越薄桩承担的荷载越高，反之亦然。褥垫层的厚度一般取150mm-300mm为宜，当桩间距和桩径过大时，需结合对土层性质的考虑可将褥垫层厚度适当加大。褥垫层的材料可采用中砂、碎石、粗砂、级配砂石

8、(最大粒径不大于20mm)。2.4布桩原则及需要注意的问题CFG桩复合地基布桩可布置为三角形、梅花形以及矩形等各种形状，主要是根据建筑物的荷载分布情况，灵活调整桩间距及布置情况，尽量使桩基础受力合理。此外，边桩应与基础边缘保留一定间距。由于复合地基