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摘要：本文结合工程实例讲述了CFG 桩复合地基的加固机理、并结合工程实例进行了计算，计算表明工程地基承载力和沉降均达到设计安全要求,实现了原设计目标。说明了CFG 桩复合地基在地基处理中的经济可行性及本文所用经验公式的适用性。
关键词：CFG桩复合地基；加固机理；承载力；沉降量
中图分类号： TU312文献标识码： A 文章编号：
0引言
随着经济及社会的发展, 城市中高层建筑越来越多, 场地地质条件千差万别, 为保证承载及变形要求, 须采用桩基础或采取地基处理措施。水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Grave 、CFG）是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量加水拌合后用专门成桩机制成的桩体强度在C10～C30之间的桩。CFG桩与桩间土及褥垫层共同组成了CFG桩复合地基。CFG桩具有施工速度快、工程造价低和无污染等明显优势，因而被广泛应用于高层建筑的地基处理中。
1 CFG桩复合地基的加固机理
1.1桩体的置换作用
CFG桩中的水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应,生成了稳定的纤维状结晶化合物,并不断延伸充填到碎石和石屑的孔隙中,将原来由点—点接触和点—面接触的骨料紧绕粘结在一起,使桩体的抗剪强度和变形模量均大大提高。理论分析和三轴压缩试验表明,CFG桩具有很高的桩体模量、强度和承载能力;桩体的置换作用显著,复合地基承载力提高幅度较大。
1.2褥垫层的调整均化作用
在竖向荷载作用下, CFG桩复合地基由于褥垫层的作用,桩体逐渐向褥垫层中刺入,桩顶上部垫层材料在受压缩的同时, 向周围发生流动,保证桩土共同承担荷载，充分发挥桩间土的作用, 提高复合地基承载能力 。此外,作用在桩间土上竖向荷载的增大,提高了桩间土的压密程度,使桩侧法向应力增大, 使桩侧摩阻力得到增加，提高单桩承载力，因而也提高了复合地基的承载力。
2工程概况
拟建建筑物为三栋11层住宅楼, 东西长约168米，南北宽约15米。
拟建场地地势平坦开阔。场地属于河流冲积平原地貌单元。场地土层岩性自上而下依次为：
耕土①：灰褐色、黄褐色，主要由粘性土组成。平均厚度0.65m。
杂填土①1：杂色，主要由植物根、粘性土、碎砖块组成。平均厚度1.46米。
粉质粘土②：黄褐色，含铁锰质结核，一般呈可塑偏硬状态，中压缩性。平均厚度2.55m。
粉质粘土③：褐色~黄褐色，一般为软塑状态，中压缩性，局部高压缩性。平均厚度2.55m。
粉质粘土④：黄褐色、灰黄色，一般呈可塑状态，中压缩性。平均厚度2.40m。
粉土⑤：灰黄色，灰褐色，一般呈密实状态，中压缩性。层厚0.80～8.10m。
粉质粘土⑥：灰色，一般呈可塑状态，中压缩性。层厚0.70～6.50m，局部未钻穿。
中砂⑦：黄褐色、浅灰色，石英、长石质，一般为中密状态。最大揭露厚度0.50米。
勘察期間场地见有一层地下水，水位埋深为7.30～8.80m，赋存于粉质粘土③及以下土层中。
场地范围内自上而下各土层及物理力学性能指标见表1
表1 土层物理力学性能指标
由表3 看出该场地地基条件差,在荷载作用下地基承载力低, 地基沉降和不均匀沉降大。地基承载力设计要求为240Kpa,因地基承载力不足,故需对该场地进行地基处理。根据场地实际情况及经济性比较,拟采用C F G 桩复合地基对该场地进行地基处理。
3CFG桩复合地基处理设计
l) 褥垫层的设置：褥垫层的最佳厚度宜取150～300mm， 垫层压缩模量取值范围应为20～100Mpa，结合实际场地情况，设置300mm厚的褥垫层，褥垫层材料采用碎石，最大粒径不大于30mm。
2)根据《建筑地基处理技术规范》式9-2-5及9-2-6，该工程CFG桩基可选用:桩径400 mm, ,桩长16m的混凝土桩加固,，正方形布桩, 桩间距为1.70 m×1.7m。计算得出单桩竖向承载力特征值为380kN, 复合地基承载力特征值为260KN，满足设计要求。桩体抗压强度标准值fcu为12.5KN，考虑到施工影响，选择混凝土标号为C20。根据《建筑地基基础设计规范》式5-3-5计算出的复合地基变形最大沉降量为63.55mm.，沉降差为（0.06355-0.03251）/20=0.0016<0.004，满足规范要求。
4、现场试验结果与分析
为检测CFG桩的承载特性，在地基加固后28 d，进行桩间土和复合地基静载荷试验。试验采用单桩竖向抗压静载荷试验，试验参数见表2。
表2 试验数据表
由以上静载试验可知， CFG桩加固后，单桩竖向承载力特征值为400kN，经过复合验算，经过处理的复合地基承载力特征值可以达到280 kPa，满足了设计要求。最大沉降量检测值为47.65mm。利用规范设计计算出的沉降量值误差较小。
5、结论
（1）本工程实例表明：CFG桩适用于建筑物复合地基加固处理，软弱地基条件下采用CFG桩做复合地基，对提高地基承载力有明显效果，同时具有较经济、合理、工期短，易施工，无噪声污染，无泥浆排放等特点，并有良好的社会效益。
（2）根据试验结果分析, 得出用《建筑地基处理技术规范》设计的C F G 桩复合地基满足设计要求；用《建筑地基处理技术规范》的计算方法计算出的沉降量和实际检测值结果比较相符，误差较小。以上说明本文所采用的规范中的C F G 桩复合地基的经验公式有其适用性。
参考文献：
唐彤芝. CFG桩复合地基加固深度软基理论研究与工程应用[C]. 南京: 岩土工程, 2007
李少和，易发成. CFG桩复合地基的基本原理及工程应用[J]. 西部探矿工程. 2005(113): 19-21.
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
关键词：CFG桩复合地基；加固机理；承载力；沉降量
中图分类号： TU312文献标识码： A 文章编号：
0引言
随着经济及社会的发展, 城市中高层建筑越来越多, 场地地质条件千差万别, 为保证承载及变形要求, 须采用桩基础或采取地基处理措施。水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Grave 、CFG）是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量加水拌合后用专门成桩机制成的桩体强度在C10～C30之间的桩。CFG桩与桩间土及褥垫层共同组成了CFG桩复合地基。CFG桩具有施工速度快、工程造价低和无污染等明显优势，因而被广泛应用于高层建筑的地基处理中。
1 CFG桩复合地基的加固机理
1.1桩体的置换作用
CFG桩中的水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应,生成了稳定的纤维状结晶化合物,并不断延伸充填到碎石和石屑的孔隙中,将原来由点—点接触和点—面接触的骨料紧绕粘结在一起,使桩体的抗剪强度和变形模量均大大提高。理论分析和三轴压缩试验表明,CFG桩具有很高的桩体模量、强度和承载能力;桩体的置换作用显著,复合地基承载力提高幅度较大。
1.2褥垫层的调整均化作用
在竖向荷载作用下, CFG桩复合地基由于褥垫层的作用,桩体逐渐向褥垫层中刺入,桩顶上部垫层材料在受压缩的同时, 向周围发生流动,保证桩土共同承担荷载，充分发挥桩间土的作用, 提高复合地基承载能力 。此外,作用在桩间土上竖向荷载的增大,提高了桩间土的压密程度,使桩侧法向应力增大, 使桩侧摩阻力得到增加，提高单桩承载力，因而也提高了复合地基的承载力。
2工程概况
拟建建筑物为三栋11层住宅楼, 东西长约168米，南北宽约15米。
拟建场地地势平坦开阔。场地属于河流冲积平原地貌单元。场地土层岩性自上而下依次为：
耕土①：灰褐色、黄褐色，主要由粘性土组成。平均厚度0.65m。
杂填土①1：杂色，主要由植物根、粘性土、碎砖块组成。平均厚度1.46米。
粉质粘土②：黄褐色，含铁锰质结核，一般呈可塑偏硬状态，中压缩性。平均厚度2.55m。
粉质粘土③：褐色~黄褐色，一般为软塑状态，中压缩性，局部高压缩性。平均厚度2.55m。
粉质粘土④：黄褐色、灰黄色，一般呈可塑状态，中压缩性。平均厚度2.40m。
粉土⑤：灰黄色，灰褐色，一般呈密实状态，中压缩性。层厚0.80～8.10m。
粉质粘土⑥：灰色，一般呈可塑状态，中压缩性。层厚0.70～6.50m，局部未钻穿。
中砂⑦：黄褐色、浅灰色，石英、长石质，一般为中密状态。最大揭露厚度0.50米。
勘察期間场地见有一层地下水，水位埋深为7.30～8.80m，赋存于粉质粘土③及以下土层中。
场地范围内自上而下各土层及物理力学性能指标见表1
表1 土层物理力学性能指标
由表3 看出该场地地基条件差,在荷载作用下地基承载力低, 地基沉降和不均匀沉降大。地基承载力设计要求为240Kpa,因地基承载力不足,故需对该场地进行地基处理。根据场地实际情况及经济性比较,拟采用C F G 桩复合地基对该场地进行地基处理。
3CFG桩复合地基处理设计
l) 褥垫层的设置：褥垫层的最佳厚度宜取150～300mm， 垫层压缩模量取值范围应为20～100Mpa，结合实际场地情况，设置300mm厚的褥垫层，褥垫层材料采用碎石，最大粒径不大于30mm。
2)根据《建筑地基处理技术规范》式9-2-5及9-2-6，该工程CFG桩基可选用:桩径400 mm, ,桩长16m的混凝土桩加固,，正方形布桩, 桩间距为1.70 m×1.7m。计算得出单桩竖向承载力特征值为380kN, 复合地基承载力特征值为260KN，满足设计要求。桩体抗压强度标准值fcu为12.5KN，考虑到施工影响，选择混凝土标号为C20。根据《建筑地基基础设计规范》式5-3-5计算出的复合地基变形最大沉降量为63.55mm.，沉降差为（0.06355-0.03251）/20=0.0016<0.004，满足规范要求。
4、现场试验结果与分析
为检测CFG桩的承载特性，在地基加固后28 d，进行桩间土和复合地基静载荷试验。试验采用单桩竖向抗压静载荷试验，试验参数见表2。
表2 试验数据表
由以上静载试验可知， CFG桩加固后，单桩竖向承载力特征值为400kN，经过复合验算，经过处理的复合地基承载力特征值可以达到280 kPa，满足了设计要求。最大沉降量检测值为47.65mm。利用规范设计计算出的沉降量值误差较小。
5、结论
（1）本工程实例表明：CFG桩适用于建筑物复合地基加固处理，软弱地基条件下采用CFG桩做复合地基，对提高地基承载力有明显效果，同时具有较经济、合理、工期短，易施工，无噪声污染，无泥浆排放等特点，并有良好的社会效益。
（2）根据试验结果分析, 得出用《建筑地基处理技术规范》设计的C F G 桩复合地基满足设计要求；用《建筑地基处理技术规范》的计算方法计算出的沉降量和实际检测值结果比较相符，误差较小。以上说明本文所采用的规范中的C F G 桩复合地基的经验公式有其适用性。
参考文献：
唐彤芝. CFG桩复合地基加固深度软基理论研究与工程应用[C]. 南京: 岩土工程, 2007
李少和，易发成. CFG桩复合地基的基本原理及工程应用[J]. 西部探矿工程. 2005(113): 19-21.
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）