CFG桩复合地基处理技术探究

文/胡水 营口港口工程设计研究院有限公司 辽宁营口 115007

CFG桩之所以能够在地基处理中广泛应用，很大原因是因为其具有较高的经济效益和社会效益。本文针对CFG桩的基本原理及其优势进行了分析，同时，介绍了CFG桩在地基处理应用时应注意的事项，重点对筏板下CFG桩布置的问题进行分析，讨论了CFG桩应用理论，提高CFG桩在地基处理中的应用效果，推动地基处理方法的发展。

1、CFG桩的组成

CFG桩，是水泥粉煤灰碎石桩的简称。顾名思义其主要成分是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水搅拌融合而成。而CFG就是由这些主要成分的英文单词缩写来的。C即Cement，F即Fly－ash，G即Gravel pile。CFG桩是经过去碎石桩的传统方式一步步发展变成的，它具有较高的粘结强度。而这个特点也是针对软弱地基来说很好的一种处理方法，能够增强地基的稳定性。足够刚度的基础、桩、桩间土与褥垫层共同组成了CFG桩复合基础（见图一），CFG桩复合基础可以很好地解决以往碎石桩的刚性问题，使之得到改善。

2、CFG桩技术加固原理

CFG桩技术在地基处理工程中应用，其优势较为突出。CFG桩主要是根据特定比例将碎石、粉煤灰、水泥与水混合搅拌而成，形成较高粘结强度的桩型，上部基础通过褥垫层、桩间土与CFG桩的结合体将荷载传导给下部地基。无论是一般土层还是淤泥土层，均可以保证桩间土参与工作。桩间土强度和压缩模量要远高于原土层，桩柱承受的荷载力逐渐朝着更深层的土层传递，以此来降低桩柱所承受的荷载力大小，提升结构稳定性。机械成孔后，通过泵机将搅拌好的混凝土打入孔中，拔管过程中产生的重力促使混凝土发生自振捣效果，在后续成桩期间可以不断挤压桩柱间的土层，提升桩身自身密度和强度，具有更强的水硬性特点，处理后的地基无论是强度还是抗变形能力都得到了不同程度上的提升。

3、CFG桩复合地基处理技术的优点

3.1 施工简便、节约时间、成本低、质量容易控制

CFG桩复合地基处理技术在很大程度上减少了工程的复杂性，操作简便，能加快工程的进程。和桩基相比，由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不使用钢筋以及能充分发挥桩间土的承载力，工程造价一般为桩基的1/3～1/2。

3.2 CFG桩复合地基的承载力调整灵活，适用范围广

CFG桩地基的复合地基处理技术对地基承载力的加强和调整很灵活，适用于多种基础形式。在设计中通过合理的调整桩长、桩径和桩间距可以灵活、经济的获得我们想要的承载力。这有助于避免过去在施工地基处理方面的不足。而且在设计CFG桩的长度时，可以根据所需要承载力的大小随机调整桩的长短，能够保持地基的稳固，不仅可以适用于一些规则的条形基础和独立基础，还可以适用于一些复杂的基础形式；不仅可以适用于挤密效果好的土，也可以适用于挤密效果差的土，也可以适用于不同的上层结构，适用范围十分广泛。

4、CFG桩地基的一般应用与计算

4.1 应用范围

CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结已经完成的素填土地基。经过我们港口大量的工程实践证明，在港口吹填区无论是道路、堆场还是办公楼、变电所、消防站等单体的地基处理，采用CFG桩都可以很好的达到工程目标及相关设计要求。

4.2 一般计算

一般情况下，CFG桩的复合地基承载力特征值应按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）中式7.1.5-2估算。其计算公式如下：

式中的λβ都要根据地区经验取值，其余参数需要计算。这个在规范里都有详细说明，本文不做冗述。在堆场、道路或基础为独基或条基的地基处理时都可应用上式进行CFG桩的复合地基承载力特征值估算。

4.3 筏板基础下CFG桩的计算

当做建筑或构筑物单体CFG桩复合地基承载力特征值估算时，而建构筑物的基础又是筏板基础时，事情就有些复杂了。因为《建筑地基处理技术规范》的7.7.2-5条中有一项规定：“筏板厚度与跨距之比小于1/6的平板式筏基、梁的高跨比大于1/6且板的厚跨比小于1/6的梁板式筏基，应在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）边缘每边外扩2.5倍板厚的面积范围内布桩。”

那么，当筏板基础相关参数不符合上述规定，则可按式7.1.5-2正常计算。符合7.7.2-5条时，是不是就可以只“在柱（平板式筏基）和梁（梁板式筏基）边缘每边外扩2.5倍板厚的面积范围内布桩”呢？我认为需要具体问题具体分析。因为前文已述，CFG桩与其他配筋的桩不同，它与桩间土共同作用而达到加强地基的效果。如果，完全按照上述要求布桩，则一是柱与柱之间区域的桩间土挤密效果会比较差，二是筏板基础是一种整体性的基础，会产生受力不均的情况。这种情况会随之柱距的增大而越发严重。当柱距较小，上部荷载不大时可以只在柱下一定范围内布桩，但应在计算置换率m时，按整体布桩验算承载力；而当柱距较大，应在柱间区域适当布桩，补强地基、增强桩间土的挤密以达到更好、更安全的结果。

5、CFG桩的应用前景

桩基础或桩-箱基础会耗用很多的钢筋水泥，这并不是一个经济的方案。由此CFG桩这种技术随之出现，解决了这一难题。它的造价很低廉，施工过程也比以往有钢筋的方法节省时间，比较方便，同时复合地基的强度比单一水泥制造更加高，社会和经济效益很明显，给工程设计人员带来了极大的便利，拥有更多的选择性。

结语:

随着我国建筑行业的不断发展，建筑地基基础处理方法也越来越多。而CFG桩作为一种施工效率较高，施工污染少，符合环保要求，经济、社会、环境效益相当明显，有很大发展潜力的地基基础处理方法，在地基处理技术的设计中有了越来越多的实际应用。通过严格的质量控制和管理，CFG桩在地基加固中可以取得更好的效果，所以重视和研究其质量防控措施就显得更加重要。