当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,其中之一就是对地基进行处理加固。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短、造价低廉等技术优点,是70年代以来发展最快的一种方法,受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。本文综合介绍CFG桩设计方法、优越性,说明针对具体工程设计时存在的问题,最后以实例重点阐述在具体工程设计中对CFG桩的应用研究。 <WP=74>CFG桩复合地基具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%~75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG桩像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫层是CFG桩复合地基中的一个核心。它能保证桩、土共同承担荷载,减少基础底面的应力集中,褥垫层厚度可调整桩、土荷载分担比,并可以调整桩、土水平荷载分担比。对刚性桩复合地基,褥垫厚度过小,桩对基础将产生很显著的应力集中,需要考虑桩对基础的冲切,势必造成基础加厚。褥垫厚度大,桩间土的承载能力可以充分发挥,但是如果褥垫层厚度过大,相当于换土回填,造成浪费,且使得褥垫层下复合地基表面的桩土应力比很小,意味着浅层地基土承担<WP=75>了较高的荷载,使复合地基中设置的桩失去意义。大量的工程实践和试验研究表明,褥垫层厚度取15~30cm为宜,当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值,其材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等,最大粒径不宜大于30mm。CFG桩复合地基承载力特征值,应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时可按公式fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk 计算。地基处理后的变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002的有关规定执行。CFG桩设计前需要具备场地工勘及建筑结构方面的资料,并需根据场地基底土、周围环境、建筑物结构布置及荷载传递、地基处理的目的来综合考虑采用的施工设备和工艺。CFG桩复合地基设计主要确定桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料5个设计参数。一般采用大桩距、大桩长的设计原则,并且桩端要位于于土的相对硬层上。桩长是CFG桩复合地基设计时首先要确定的参数,它取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。桩间距应根据设计要求的复合地基承载力、土的性质、施工工艺等确定,宜取3~5倍桩径。桩体配比原则上按桩体强度控制,并满足相关规范要求。桩顶与基础之间必须设置褥垫层,褥垫层厚度宜取10～30cm,当桩径大和桩间距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石,最大粒径不宜大<WP=76>于30mm。CFG桩可只在基础范围内布置。桩径取决于所采用的成桩设备,桩径宜取350~600mm。方庄东里住宅小区工程地基处理经过地质条件、施工工艺及经济指标分析,通过方案对比,选用CFG桩复合地基方案,经过承载力计算、沉降变形验算,确定了桩长、桩径、桩间距及其它相关设计施工参数,并选用ZKL800BB型步履式长螺旋钻机施工工艺。在施工过程中分别就单桩承载力不能正常发挥、窜孔、钻头阀门打不开等问题采取了相应措施。本工程CFG桩施工完毕后,业主委托有资质的专业检测单位对CFG桩进行了复合地基静载荷试验、单桩竖向静载试验和低应变动力检测,结果表明,本场地的CFG桩设计、施工完全满足工程需要。证明了在这种饱和的砂土地层中,通过采用改换桩端持力层(适当增减桩长)、控制提钻、改进施工顺序等措施,能够保证单桩承载力的正常发挥,使CFG桩复合地基的设计、施工达到要求。通过理论分析研究及工程实践,我们学到以下几点:1、CFG桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基,对淤泥质土须按地区经验或通过现场试验确定其适用性。2、CFG桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层,但不宜选用饱水的砂土层。 <WP=77>3、CFG桩设计时除应满足承载力需要外,还应进行地基变形验算。4、褥垫层是CFG桩复合地基中的核心,应