论某工程cfg 桩复合地基基础处理技术

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1、论某工程CFG桩复合地基基础处理技术：本文主要结合某工程，详细分析了该工程CFG桩复合地基基础的设计和技术处理措施，可为类似工程提供参考。　　关键词：方案选择；CFG桩；复合地基；　　　　　　1工程概况　　某工程，地下室二层，地上23层，标准层建筑平面见图1，建筑总高度67m。采用钢筋混凝土剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类。建筑场地内地下水类型主要为上层滞水及基岩风化裂隙水，无稳定地下水。根据工程地质勘察报告，场地自上而下各土层的主要物理力学性质指标见表1。　　表1场地各土层的主要物理力学性质指标　　　　2地基方案选择　　该住宅楼的层数较多，剪力墙间距适中，根据PKPM

2、结构计算分析，其筏板板底平均反力为480kPa。显然，天然地基的承载力及压缩模量均不能满足上部结构的要求，且其地基土层沉降值也不能满足规范要求。由于该场地属于高承载力的粘性土分布区域，若使用预应力管桩会造成较高的断桩率和挤土效应，而且工程造价也较高，因此不宜用预应力管桩或其它桩基础。　　为了达到既满足设计要求又经济可行的目的，本工程提出了CFG刚性桩复合地基处理的方案，对③粘土层进行了加固处理。CFG桩复合地基可以充分发挥场地土的作用，尤其在地基承载力要求较高，天然地基沉降变形不能满足要求的情况下，复合地基刚性桩加固效果更显著。考虑到上部结构刚度较大，基础形式采用筏板基础。基底埋深为

3、-7.6m，要求处理后的复合地基承载力特征值大于500kPa。工程最终采用CFG桩复合地基形式。　　3CFG桩复合地基的设计处理方法　　3.1CFG桩复合地基作用机理　　复合地基是经过地基处理后的人工地基。CFG桩（全称水泥粉煤灰碎石桩）复合地基是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰掺适量水泥加水拌和，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C25～C30的桩，桩体与桩间土、褥垫层一起构成的刚性桩复合地基。　　3.1.1CFG桩复合地基的加固机理　　当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大，所以桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上

4、刺入，伴随这一变化过程，垫层中垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。同时，土由于桩的挤密作用而提高了承载力，而桩又由于其周围土侧力应力的增加而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一个复合地基的受力整体，共同承担着　　上部基础传来的荷载。　　图1建筑标准层平面面置图　　3.1.2CFG桩复合地基对地基性状的改善作用分析　　1)桩体作用：CFG桩中的水泥经水化反应和与粉煤灰的硬凝反应，生成了主要成分为铝酸钙水化物、硅酸钙水化物及钙铝黄长石水化物等不溶于水的稳定的结晶化合物，这些物质以纤维状结晶不断生长延伸充填到碎石和石屑的孔隙中，相互交织形成空间X状结

5、构，使桩体的抗剪强度和变形模量均大大提高。　　2)挤密作用：CFG桩用于砂土、粉土时，采用振动沉管法施工可使土挤密，桩间土承载力有较大幅度提高。　　3)排水作用：CFG桩的饱和粉土和砂土中施工时，由于成桩的振动作用，会使土体内产生超孔隙水压力，刚施工完的CFG桩是一个良好的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，直到CFG桩桩体结硬为止。　　4)褥垫层作用：复合地基是由级配砂石、粗砂、碎石散体材料组成的褥垫，在复合地基中可以保证桩、土共同承担荷载；减少基础底面的应力集中；一定厚度的褥垫可以调整桩、土荷载（竖直和水平）分担比的作用。　　5)桩间土作用：在粉土、砂土和塑性指数较低的粘性土地基

6、中，采用不排土法施工时，施工对土体的振动或挤压使摩阻力得到增加。　　6)加筋作用：CFG桩复合地基中，桩体强度与桩间土强度相差较大，在自然土层中的柱状体实际上构成了土层的竖向加筋，从而大大提高了复合地基的承载力。　　3.2CFG桩复合地基的设计参数　　本工程CFG桩的桩径为400mm，桩身混凝土强度等级为C25，桩端持力层为④层强风化泥质砂岩，设计桩长为25m，有效桩长为23m，褥垫层厚度取300mm，采用粒径大于0.5mm的粗砂铺设。　　3.3复合地基的承载力特征值计算　　根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第9.2.6条计算单桩承载力如下：　　　　　　式中：up—

7、——桩的周长；i为桩长范围内所划分的土层数；　　qsi、qp———为桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值；　　li———第i层土的厚度。　　实际考虑到场地土质不均匀，现场施工条件及设计安全储备等因素，取=1000kN。　　根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第9.2.5条计算单桩承载力如下：　　　　=0.04906×1000/(0.22×3.14)0.75(1-0.04906)×340　　=390.61242.49　　=633.1kPa＞