CFG桩复合地基沉降计算方法分析

王呈志 陈晶晶

（河南省城乡规划设计研究总院有限公司 河南省 450001）

1 前言

复合地基：部分土体被增强或被置换，形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基，主要是指加固材料和天然土层之间相互作用组成持力层，而共同分担上部结构荷载的人工地基，这种人工地基形式在目前的工程建设工作中发挥着良好的作用。CFG桩主要是指水泥粉煤灰碎石桩，在工程界应用程度不断提升。CFG桩复合地基基础工程在总造价方面较低，比起一般情况的高强混凝土预应力管桩、钢筋混凝土灌注桩和碎石桩等方面要低的多。需要注意的是，不论何种桩在实际应用的过程中，尤其是一些较为复杂的地理环境中，都有可能会出现沉降，需要对其进行全面细致的分析，采用科学合理的计算方法，将能起到良好的效果。

2 CFG桩复合地基工程实例情况分析

2.1 工程基本情况

某市中心大楼，主楼为地下2层，地上16层，地上总体高度为52.15m，总体建筑面积为12005m2。该中心大楼的结构形式，是较为均匀的框架结构，其基础方面采用了钢筋混凝土筏板基础，基础埋深为4m[1]。

2.2 地层基本情况

针对该市中心大楼的场地地层情况进行分析，能够发现，从上至下其主要是以下几层土：①层杂填土；②层粉土；③层粉质粘土；④层粉土与粉质粘土互层；⑤层粉土与粉质粘土互层；⑥层粉质粘土——淤泥质土。各层土承载力特征值偏低，压缩模量偏小，对此，需要充分重视到各个地层实际土质的情况，强化土质施工效果，减少土层沉降的情况出现[2]。

2.3 地基基本情况

从上述场地地层的实际情况来看，基础持力层为第（3）层粉质粘土，且层粉土的含量较多，地基承载力特征值不能满足设计要求，想要充分保证这些土层的稳定性和牢固性，需要积极采用一些人工地基加以良好的改善，通过CFG桩复合地基进行改善，能够起到良好的效果。在实际采用CFG桩复合地基的过程中，可以将CFG桩的直径设置为400mm，而桩端持力层为第（5）层粉质粘土，有效桩长为10.0m[3]。

3 CFG桩复合地基沉降计算方法

3.1 加固区变形量S1计算法

加固区的变形量计算方法在实际应用的过程中，能够划分为两个方面：①符合模量计算法[4]。这种方法在具体执行计算工作的时候，将工程项目本身的复合地基加固区内部的土和CFG桩当作是统一的复合土体，并借助于复合压缩模量的方式，针对地基土层的基本压缩性情况进行计算。如果设定加固区范围内的图层数为n，第i层复合土上附加的应力增量设定为△Pi；第i层复合土层的厚度为h，Espi则为第i层桩土复合模而在具体表达复合模量的过程中，具体表达式为Esp=mEp+（1-m）Es。在这个表达式之中，复合地基的面积置换率是m，而Ep则表示为状体本身的压缩模量情况，土体的压缩模量，采用Es来表示。②桩土应力比法。这种方法在实际应用的过程中，忽略了桩本身的存在情况，也就是说不十分重视桩置换的总体作用，而主要是从桩间土的实际荷载分担情况，计算出相应的附加应力，以此为基础，从桩间土的压缩模量出发，针对复合土层的压缩变形情况进行最终计算[4]。

3.2 下卧土层变形量S2计算法

桩本身所传递的应力和桩间土传递的应力产生了一定的变形量，这就是复合地基下卧土层中的变形量S2。在CFG桩复合地基之中，其本身拥有着较低的置换率，需要设置相应的褥垫层[5]。需要充分注意到，桩间应力本身拥有着较为有限的集中范围，有效计算好下卧土层的应力，明确其分布情况，需要从褥垫层的总地基反力计算出发，从而求出CFG桩复合地基的附加应力，在此基础上，需要发挥分层综合法的优势，得到准确的计算结果[6]。

3.3 利用沉降计算方法得到的地基沉降基本情况

该市中心大楼本身的地基稳定性不够高，需要积极采用CFG桩复合地基加以固定，并且还需要积极开展相应的地基沉降监测工作，采用精确性的仪器（如水准仪），最终确定出CFG桩复合地基的各个测量点的具体沉降量情况，主要是表现在了以下几个方面：1#累计沉降量达到了56.7mm；2#测量点的累计沉降量达到了58.6mm；3#测量点的累计沉降量达到了59.0mm；4#测量点的累计沉降量为66.6mm；5#测量点的累计沉降量为60.3mm。计算所得平均沉降量为60.24mm，总体大楼的平均沉降最后结果为66.6mm（长期）。

在上述两种计算方法的应用中，能够针对计算沉降结果进行分析，在天然地基方面的沉降总量为225mm，这是通过分层总和法得到的，而采用变形模量法能够得到的总体沉降量为170mm，桩土应力比法本身所能够得到的结果是200mm。

4 分析沉降计算方法之间的差异

CFG桩复合地基在现阶段工程建设中的应用程度较高，但是不容忽视的是，其中还存在着一定的沉降情况，通过上述两种地基沉降计算方法，将能够有效得出一定的沉降结果，针对具体计算方法进行分析，能够发现：①在两种沉降计算公式的作用下，开展相应的计算工作，这样所得到的沉降结果比天然地基的沉降数值较小，并且要大于观测沉降的结果。针对这种情况，想要做好CFG桩复合地基的实际沉降计算工作，需要积极做好相应的修正工作，这样将能够针对工程建设的实际情况进行较为准确的反映和表现[7]。②采用两种计算方法，所得到的计算结果之间存在着较大的差异，通常情况下，桩土应力比法，相较于同等情况下的变形模量法，将能够大出18%以上，而这种计算结果表明沉降工作具有一定的复杂性[8]。③充分发挥这两种计算方法的优势，能够发现，变形模量法更为接近实际观测结果，将其积极应用在地基的实际测量工作之中，将能够表现出更好的效果，具体为复合地基的加固层本身的压缩模量较大，相较于承载力提升程度方面所计算出的结果要大。④地质因素本身存在着较大的复杂性，在确定复合地基沉降数值的时候，需要充分结合实际情况，按照理论计算结果，在反映复合地基的实际沉降情况，并不具备较高的准确性[9]。

5 结束语

CFG桩复合地基沉降计算方法，在实际检测复合地基的实际情况的过程中，能够发挥良好的效果。积极采用良好的策略加以应对，根据工程建设的具体情况，确立出不同计算方法的应用效果。