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CFG桩地基在地基处理中的应用
作者：张先念
来源：《科技创新与应用》2014年第12期
摘 要：文章对于新型的地基加固技术中的CFG桩地基进行探讨，其主要在高层民用建筑中应用较为广泛。地基进行加固处理在不能满足上部结构承载力的地基状况的高层建筑情况下进行，通过长螺旋CFG桩以及振动沉管CFG桩设计处理中需要注意的要点进行探讨，希望能对于今后CFG桩地基设计和施工具有一定帮助。 关键词：CFG桩地基；地基处理；注意要点 1 引言
CFG桩是介于刚性桩和柔性桩之间的桩型，主要构成包括砂、粉煤灰、石屑、碎石等材料进行掺和一定比例的水泥进行搅拌而成，也就是所谓的水泥粉煤灰碎石桩。CFG桩本身强度等级在C5～C20之间，其强度调节则是通过其水泥掺量配合比来实现。施工的优点则包括施工速度快、承载能力较高、造价低廉，以及较为容易控制施工质量，主要广泛应用于固结的素填土、粘性土、粉土砂土等类型的地基中，应用于高层民用建筑中，但是，需要对于CFG桩设计过程中的参数进行严格控制，这样才能很好的保证CFG桩的质量[1]。
在高层建筑结构设计过程中，其本身具有很强的多样性和复杂性，所以，在实际工程中出现的问题也比较多，这就要求相关技术人员能够有效分析和处理各种具体结构设计问题。比如，可以参考利用较为成熟的软件，利用软件中的有效模块来进行高层建筑CFG桩地基处理设计，这样能有效提供一定理论基础。对于结构设计人员来说，应该充分考虑实际高层中结构受力特点，从而更好选择相应的模型进行分析计算，使得建筑能够符合美观、安全、经济的相关要求。
2 CFG桩地基处理设计中相关问题探讨与思考
对于CFG桩复合地基来说，为了能够实现承受的荷载向较深的土层传递扩散作用，通过连接基础与褥垫层，这样就能够使得落在一般的软弱土层或者落在坚硬土层的复合桩的端部达到目的，同时，还能在一定程度上消弱相应的桩间土层所承担的荷载。这样就可以实现减少建筑基底变形的目的，总体上还能够有效使得地基的承载能力提高。但是，依然有许多问题存在于CFG桩地基处理设计中。文章通过振动沉管CFG桩、长螺旋CFG桩设计处理为例进行分析，主要探讨在实际工程中存在的问题，以及需要注意的问题[2]。 2.1 桩长、桩径设计思考
要求桩端落在土层上则是CFG复合桩设计过程中一个重要原则，所以需要一定的控制桩长。施工设备等因素、建筑工程土质条件、建筑物对地基变形以及其承载力的要求等这些因素
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都需要在桩长设计过程中进行充分考虑，一般来说，CFG桩的长度都在30m的范围之内[2]。在不同的地基施工方法下，CFG桩地基应该根据具体情况进行相应的桩径设计。对于沉管法的CFG桩施工过程中，则桩管的大小来确定相应的桩径大小，这里一般使用的桩径则是相应的350～600mm。 2.2 桩间距设计探讨
在桩长和桩径确定的基础上，单桩承载力可以首先计算，然后，桩间距的计算则需要考虑相应的高层建筑地基的天然承载力和结构设计的具体要求。一般来说，在3～5倍的桩径范围内控制桩间距，在这个范围外的桩间距，则应该对于桩长进行调整，这样才能满足相应的桩间距的具体要求。决定桩间距的大小的影响因素，则包括以下几种因素，变形范围、建筑地基土质条件、施工机械、设计要求的复合地基承载力等。
桩间距可以在挤密性较好的砂土、粉土上进行一定的适当减小；设计桩间距过程中，如果对象则是面积不大的基础或者单双排布桩的条形基础，就应该对于桩间距可以适当减少；为了保证桩体的承载能力，对于大面积布置的箱型基础、多排布桩的条形基础、筏形基础来说，适当增大桩间距就显得尤为必要，这样能够较为有效地对于地基变形或者沉降进行控制；另外，为了满足复合地基承载力设计要求，对于特殊的地下水量大且地下水位高的高层建筑场地来说，适当增大桩距也十分必要。 2.3 桩体强度、褥垫层设计探讨
fcu？叟3Ra/Ap公式则是对于桩体抗压强度的一般计算公式，其中，对于边长150mm的桩体混合试块来说，按标准养护28天的抗压强度平均值表示为fcu，其中，桩截面积为Ap，单桩竖向承载力标准值则是Ra。
桩的弹性模量远大于土体的弹性模量，考虑到桩在承受垂直荷载作用的影响，把一定厚度的褥垫层设置在基础下，这样能够使得桩间土承载能力进一步提高，同时保证好桩与桩间土共同承受上部垂直荷载，使得复合土层沉降有所降低。另外，控制褥垫层的厚度在10～30cm左右，材料则一般为最大粒径不超过20m的中砂和粗砂。适当考虑加大褥垫层厚度，这在CFG桩间距过大的情况下尤为适用，能有效保证作用。 2.4 CFG桩配合比设计及材料要求
分析CFG桩的材料来看，混合材料的抗压强度、和易性等都受到其材料的成分含量的影响。配合比设计过程中，应该注重控制混料中的参数，包括F/C、W/C、石屑率等，同时，适当加大2%～5%的用水量在水泥混凝土的配合比设计中。
设计的一个要点问题也是CFG桩材料选用，应该对此环节进行严格的控制。第一，保证掺入石屑的级配良好，能够充满粒径处于20～50mm范围内的碎石；第二，通过选择适当等级的水泥，来保证桩基的密实度、经济性以及和易性，32.5级的普通硅酸盐水泥则是常用水泥。
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桩的密实度以及和易性在高等级的水泥影响下会受到一定影响，当使用等级较低水泥时，则会使得工程桩基经济效益受到影响，造成材料浪费。第三，为了更好增强桩体的后期强度，粉煤灰应该多用袋装II级或者III级的细集料。
另外，为了保证状体的质量，还应该添加一些常用的外加剂，比如早强剂。
综上所述，进行CFG桩地基处理设计过程中，为了保证结构荷载设计要求的满足，在采用合格的施工工艺的基础上，还要综合考虑各个方面的因素。 3 结束语
在我国大力发展建筑工程的大潮中，高层建筑地基处理手段呈现出多样化的特点，在建筑结构设计中CFG桩地基处理技术已经越来越多应用。为了保证建筑结构的可行性，必须有效地控制CFG桩设计要点，同时，还应该尽量提高其安全性和经济型，努力保证我国高层建筑的进一步发展。 参考文献
[1]张永征.某工程CFG桩地基设计方案优选[J].山西建筑，2012，38（26）. [2]明志忠.高层建筑中CFG桩地基处理技术的应用探讨[J].建筑遗产，2013（11）. 作者简介：张先念（1980，10-）男，河南人，汉族，助理工程师，工程硕士，研究方向：基坑与地下工程。
