试论CFG桩地基处理技术在高层建筑中的应用

文/徐江洲 贵阳铝镁设计研究院有限公司 贵州贵阳 550001

试论CFG桩地基处理技术在高层建筑中的应用

文/徐江洲 贵阳铝镁设计研究院有限公司 贵州贵阳 550001

目前，CFG桩复合地基技术正在大量应用在高层建筑的地基加固之中，具有非常良好的应用前景，下文将结合笔者的实践工作经验，对CFG桩复合地基处理技术在高层建筑中的具体应用进行分析。

CFG桩；地基；处理技术；高层建筑

1、引言

近些年以来，我国经济建设稳步推进，高层建筑的建设规模也在不断扩大，对原有软弱地基的处理成为建筑设计与施工越来越被关注的重点环节。其中CFG桩复合地基处理技术由于其经济、快捷、高效等突出优势，使得其在高层建筑地基处理工程中获得了越来越广泛的应用。因此，本文先是对CFG桩复合地基进行了简要的概述，然后结合CFG桩复合地基的主要工程特征，对其在高层建筑地基工程处理中的设计与应用进行了详细的探讨。

2、CFG桩复合地基概述

CFG桩的全称为水泥粉煤灰碎石桩，主要是由碎石、砂石、石屑以及粉煤灰等掺失灵的水泥、水进行拌合之后，利用各种成桩机械在地基中制作而成的强度等级为C5-C30的桩。而CFG桩复合地基主要是由CFG桩、桩间土以及褥垫层等部分构成的刚性桩复合地基。

3、CFG桩复合地基的工程特征分析

首先，CFG桩复合地基的使用工程范围广。CFG桩复合地基能够在很多地基基础中应用，如条形基础、独立基础、箱型基础以及筏基等，不仅适合于处理杂填土、素填土、新近沉积土、淤泥质土及承载力较低的一般第四纪土，也能够在一些承载力较高、但承载力不能满足上部结构要求或其变形超出规范或设计要求、或者为了控制高层建筑与裙楼之间差异沉降的地基；其次，CFG桩复合地基的承载力提高幅度大，具有很强的可调性。桩长从几米到20多米，能够全桩长发发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比能够在40%-75%之间变化，从而使得复合地基承载力的提高幅度大，而且具有很大的可调性；第三，CFG复合桩地基的复合变形模量大，在地基处理后建筑物的沉降量小是其重要的特点之一。同时，和其他的复合地基的桩型相比，CFG桩的置换作用优势很明显，能够在很多多层建筑、高层建筑的地基处理工程中应用。

4、高层建筑地基工程中CFG桩的设计与施工

在对CFG桩复合地基的设计中，桩长、桩间距、桩体强度、褥垫层以及材料是五个非常重要的设计参数，在具体的设计过程中，应该引起足够的重视。

1）桩长(I)

桩长主要取决于高层建筑物对地基的承载力和变形的要求、设备能力以及土质条件等因素。通过对土层的分析，来确定桩端持力层和桩长。

2）桩径(d)

桩径主要取决于使用的成桩设备，在一般的工程实践中，桩径的设计范围往往在的范围之内。

3）桩间距(s)

在对桩间距进行计算之前，需要确定地基的天然承载力fk、计算单桩承载力标准值Rk和计算复合地基承载力标准值fspk。首先可以按照如下的公式来计算单桩的承载力：

之后按照天然地基承载力和设计要求的复合地基承载对桩间距进行计算，一般采用的CFG复合地基承载力标准值fa计算公式如下所示：

在上式中，γ0主要是基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度。d为基础埋置深度（单位为m），通常情况下从室外地面的标高开始算起。

如果承受了轴心荷载时，如下式所示：

其中为相应荷载效应组合基础底面处的平均压力值。

通过（2）、（3）式能够求得 fspk的最小值，并将其带入到（4）中能够求得的值，根据正方形的布置，可以按照如下式计算出桩间距：

将上式带入到（4）中对进行检验，观察其是否满足荷载要求。

4）桩体强度桩体试块抗压强度需要满足下式的要求：

其中fcu为边长为150mm立方体的桩体混合料试块标准养护28天立方体抗压强度的平均值。

5）褥垫层厚度及材料的选取

一般情况下，褥垫层的厚度选择均在10-30cm的范围之内，如果桩间距和桩径过大，可以在综合考虑土性的基础上，适当增大褥垫层的厚度。褥垫层的材料一般可以选用粗砂、中砂、碎石以及级配碎石等等。

6）工艺流程

CFG桩地基处理技术在高层建筑中的应用主要按照如下的工艺流程展开：钻机就位、成孔、钻杆内灌注混凝土、提升钻杆、灌注孔底混凝土、边泵送边提升钻杆、成桩以及钻机移位等。

结语：

总之，随着目前CFG桩复合地基处理技术的进一步成熟和完备，其在高层建筑中亦得到了非常广泛的应用，已经发展成为一种重要的地基基础型式。不过，在具体的实践中，还需要结合工程实践进行仔细分析的基础上在进行使用，以保证CFG桩的应用效果。

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