摘要:本文主要結合工程實例分析了CFG樁復合地基中樁長、樁徑的設計及褥墊層的效用及其厚度、材料等設計參數的選用原則，探討了應用沉降控制理論進行CFG樁復合地基沉降設計的優越性及其尚應著重考慮的問題。
　　關鍵詞:復合地基，CFG樁，褥墊層設計
　　
　　1前言
　　CFG樁復合地基CFG樁復合地基即水泥粉煤灰碎石樁(CementFly-ashGravelPile,簡稱CFG樁或CFGP),是由碎石、石屑(或砂)、粉煤灰摻適量水泥加水拌和后形成的高粘結強度復合地基。該工藝克服了沉管施工的缺點,具有低噪音、無泥漿污染、成孔制樁時不產生振動、成孔穿透能力強、對地層適用性強、施工效率高等優點,極大地提高了施工工效,現已成為高層建筑復合地基處理首選的成樁工藝。CFG樁復合地基是由樁、樁間土和褥墊層一起構成的柔性復合地基,三者缺一不可。本文以某工程地基加固方案為例按沉降控制理論進行CFG樁復合地基設計，分析設計中尚應注意的問題，為高層建筑地基加固方案優選提供依據。
　　
　　2工程概況
　　某工程為23層剪力墻結構建筑物，局部25層，四坡屋頂。基礎尺寸為80m×32．5m，總高度72．8m，采用箱型基礎，埋深7．0m。根據地質勘察報告，箱基底板以下的土層物理力學性質指標見表1。
　　
　　
　　
　　3CFG樁復合地基設計
　　設計要求復合地基承載力特征值取390kPa，經計算，若采用淺基礎，最終沉降量為230mm。按設計要求，本場地地基允許變形量40mm。顯然，采用天然地基不能滿足承載力及變形要求。經方案比較，決定采用CFG樁復合地基。
　　3．1a樁設計
　　1)復合地基置換率
　　取樁長16m，樁徑O．4m，進行計算fspk=mxRa/Ap+B×(1－m)fsk
　　式中：m為復合地基置換率；Ra為單樁豎向承載力特征值；Ap為樁的截面尺寸；B為樁間土承載力折減系數，設計中取0．85；fsk為天然地基承載力特征值，取150kPa。由式(1)可得單樁豎向承載力特征值表達式為：
　　
　　Up為樁的周長；qsi、q分別為第i層土與土性和施工工藝有關的樁側阻力特征值、樁端端阻力特征值；Li為第i層土厚度
　　
　　設計要求復合地基承載力特征值取390kPa，由式(2)得
　　
　　
　　2)樁體強度
　　由單樁豎向承載力計算樁頂應力
　　
　　由樁頂應力確定樁體水泥標號：fcu≥36p=3×5．51=16．53MPa，所以樁的設計抗壓強度應不小于C20。
　　3)樁數理論布樁數
　　                                    
　　式中A為基礎面積，其值為2600m2，則np=
　　實際布樁1020根。
　　4)配料設計
　　根據室內試驗或經驗進行配料設計。每方用水W、水泥c、粉煤灰F、石屑G1。、碎石G2的配料設計結果為W=180kg；C=250kg；F=175kg；G1=450kg；G2=ll30kg。
　　3．2褥墊層設計
　　褥墊層的厚度與樁土應力比成反比關系，隨著墊層厚度的增大，樁土應力比減小，最厚趨向一定值。工程實踐表明，褥墊層合理厚度為100～300mm。本工程褥墊層厚度取200mm。此外，褥墊層材料的選用也很重要，不同材料的褥墊層的模量不同，實踐證明褥墊層材料宜選用中砂、粗砂、級配砂石或碎石，最大粒徑不宜大于30mm
　　由于卵石咬合力差，施工擾動較大，褥墊層不容易保證均勻，故不宜采用卵石作褥墊層的材料。本工程采用粒徑5～20mm碎石作為褥墊層材料較為經濟實用。
　　3．3沉降計算
　　資料表明，復合地基的樁數與沉降量成正比例關系，隨著樁數的增加沉降量減少，這表明控制沉降就是控制工程投資。按沉降控制設計的思路，作出本工程CFG樁復合地基設計按不同加固深度(不同樁長)計算復合地基置換率與復合地基沉降的關系曲線。通過分析比較，本工程采用樁長16．0m，置換率4．9％的方案較為經濟。
　　本工程是用復合模量法計算沉降的，結果為：s=31．18mm<40mm，滿足設計要求。
　　
　　4檢測及沉降觀測結果
　　該工程CFG樁復合地基施工結束28d后在現場選6處做單樁復合地基靜力載荷試驗，其單樁復合地基承載力特征值fspk為395～420kPa，平均值408．6kPa，均大于390kPa，滿足設計要求，對應總沉降量為10．3～16．8mm，平均值為13．6mm，也滿足設計要求。
　　在上部結構施工過程中，施工單位對該樓進行了近一年半的沉降觀測，首層開始每層結構完工后均進行觀測，在樓四角及中間共設8個觀測點，頂層結構竣工驗收前測得觀測點沉降值為25～28．5mm，均未超過40mm。說明上述設計與施工均達到了預期的目的。
　　
　　5結語
　　(1)本工程所采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)屬于低強度樁復合地基法，其施工工藝基本同沉管灌注樁，施工工藝簡單，一般樁基施工單位均能施工，其樁長、樁徑及樁身強度較易控制，通過沉降控制設計，低強度樁復合地基法可以較充分發揮樁體材料的潛能，又可充分利用天然地基承載力，既可有效提高地基承載力，又能減小地基沉降，因此，具有較好的經濟效益和社會效益。
　　(2)復合地基變形計算時計算深度必須大于復合土層厚度，避免漏掉樁端以下土層的變形量。
　　(3)復合地基各復合土層的壓縮模量應由現場試驗測定的復合地基承載力特征值／和天然地基承載力來確定，計算出的沉降量才更為符合實際。
　　(4)工程實踐中要慎重選取墊層材料及其確定合理的墊層厚度。

　　搜論文知識網致力于為需要刊登論文的人士提供相關服務,提供迅速快捷的論文發表、寫作指導等服務。具體發表流程為：客戶咨詢→確定合作，客戶支付定金→文章發送并發表→客戶接收錄用通知，支付余款→雜志出版并寄送客戶→客戶確認收到。鳴網系學術網站，對所投稿件無稿酬支付，謝絕非學術類稿件的投遞！