CFG桩在宁夏银川春熙苑项目上的应用

曹建春

摘要：在高层和超高层建筑施工过程

中，CFG桩复合地基粘结强度桩得到广泛的应用，本文通过阐述基本原理，介绍银川市兴庆区春熙苑小区工程项目的实际情况，并对试验结果进行分析，同时提出相应的政策建议，进而为工程项目应用CFG桩奠定基础。

关键词：CFG桩 工程项目 复合地基

1 基本原理

在复合地基中，CFG桩复合地基粘结强度桩作为代表，在高层和超高层建筑施工过程中得到广泛的应用。水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩（cement fIying-ash gravel pile），通常情况下，该桩粘结强度比较高，通过加水对水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等进行拌和而形成。对于复合地基来说，其组成通常包括桩间土、褥垫层等。通过褥垫层，进而使得CFG桩复合地基与基础进行相互连接。对于桩端来说，无论是在一般土层，还是处于坚硬的土层，都能够确保桩间土始终发挥作用。无论是强度，还是模量，由于桩体比桩间土都要大，在荷载的作用下，与桩间土表面应力相比，桩顶应力通常要大许多。在桩的作用下，通过向较深的土层中传递承受的荷载，进而在一定程度上减少了桩间土的承担荷载。这样，复合地基因桩的作用，进而提高了自身的承载力，减少了变形，另外由于CFG桩不配筋，并且桩体掺和料主要选择工业废料粉煤灰，进而在一定程度上降低了工程造价。

2 工程概况

银川市兴庆区春熙苑小区，建筑面积82000平方米，地下一层，多层建筑6幢6层3.1万平方米，3幢高层5.1万平方米，主楼为22层，另有1层地下室，副楼8层，均为框架结构。对于高层大楼来说，通过采用CFG桩与水泥土桩复合地基进行相应的加固处理，其中涉及到的两种类型的桩共计3600余根。根据设计要求，复合地基的承载力为350kpa。采用长螺旋钻、机动洛阳铲分别对CFG桩和水泥土桩进行成孔处理，其桩身强度分别为20Mpa、5Mpa。采用5～10m砾石对褥垫层进行处理，褥垫层的厚度通常为0.2m。

2.1 工程地质条件 高层大楼场地地形较平坦，地貌单元属涧河II级阶地。其工程地质条件如表1所示。

2.2 平面布置 对于银川市兴庆区春熙苑小区来时，该项目3幢高层占地面积约为45×143.4m2，其中主楼高62.5m，其平面图呈现长方形，根据设计要求，在主楼的两侧各设置一栋副楼，并且高32m。采用CFG桩，水泥土长桩，水泥土短桩3种类型的桩对复合地基进行处理。在布桩过程中，需要对桩受力的合理性进行综合考虑，为了增大对桩的侧阻力，需要对桩间土应力σs产生的附加应力进行充分的利用。通常情况下，如果σs越大，那么作用在桩上的水平力也就越大，相应的桩侧阻力就越大。在布置复合地基的过程中，采用夯实水泥土短桩与CFG桩按照成排间隔的方式进行布置，CFG桩与水泥土短桩间隔控制在0.75m，采取水泥土长桩围护的隔水措施对褥垫层周围进行处理。在有效桩长方面，主楼的CFG桩、水泥土桩短桩、水泥土桩长桩、副楼的CFG桩、水泥土桩短桩、水泥土桩

长桩分别不小于12m、7.5m、12m、14.5m、7m和14.5m，

其桩径为0.5m。

3 分析试验结果

3.1 复合地基静载荷试验 施工现场的条件对试验结构构成一定的影响，按照单桩处理面积加权平均的办法对不同桩型单桩复合地基承载力进行试验，进一步评价水泥土桩和CFG桩混合地基的承载能力。在试验过程中，通过选择两组复合地基进行相应的试验，每组试验各选取一个CFG桩和水泥土桩单桩。第一组标记为CFG-308#桩和SNT-410#桩，第二组标记为CFG-518#桩和SNT-632#桩。通过分析试验结果，进而在一定程度上可知：复合地基静载荷试验曲线属于光滑曲线，并且属于渐进型，在曲线不存在相应的陡降点。当s/b=0.01，其值超过最大加荷量的一半，因此，在承载力设计值方面，CFG桩、水泥土桩的单桩复合地基通常取最大加荷量的一半。

3.2 单桩竖向抗压静载荷试验 在试验过程中，对于CFG桩来说，如果单桩极限承载力超过1000kN，地基的承载力在这种情况下能够提高130%；对于水泥土桩来说，如果单桩极限承载力超过5000kN，地基的承载力在这种情况下能够提高20%，两组实验都满足相应的设计要求。通过研究分析试验结果，在总沉降量方面，4根桩都低于10mm，并且在《规范》规定的范围内，复合相应的设计要求，沉降量随着时间、荷载的变化都是均匀变化。通过分析可知，当Q=1000kN和Q=500kN时，CFG桩、水泥土桩都没有超出极限承载力范围。通过分析单桩复合地基静荷试验结果，与53#CFG桩的桩间土相比，692#CFG桩要好，与416#水泥土桩的桩间土相比，382#水泥土桩要好，进而提高了单桩复合地基的承载力。

3.3 轻便触探试验 为了对加固前后桩间土的承载力变化进行对比，待工程项目完工后，为了便于进行试验，需要布置7个轻便触探点。通过对桩间土测试结果进行综合分析，浅层桩间土经水泥土桩与CFG桩处理后，其承载力不低于120kpa，明显优于地基处理前的桩间土承载力。

3.4 检测应变桩身完整性 在本工程项目施工过程中，通过对463根CFG桩桩身的完整性进行中低应变检测，根据检查结果可以发现，检测的463根CFG桩，均属于完整桩或基本完整桩。

4 结论

通过对上述试验结果进行分析，本文得出以下结论：①通过对复合地基静压结果进行分析，与采用组合型复合地基相比，本文采用的复合地基的优势非常明显。在施工过程中通过利用两种桩的优点，复合地基的承载力大大提高，同时控制了地基变形。②在施工过程中，对于复合地基来说，由于在CFG桩桩体材料中掺入了工业废料粉煤灰，并且没有配筋，与素混凝土桩相比，桩间土的承载能力在一定程度上得以充分发挥，并且受力与变形与素混凝土基本类似。本文使用的复合地基，其优点表现为：承载能力强、变形小、施工简单，最重要的是能够确保工程项目质量。③在处理效果方面，夯实水泥土桩处理地基是一种较好的处理方法，与原地基变形模量相比，通过采用夯实水泥土桩加固后的复合地基具有较大的增长，明显提高抗变形能力。④复合地基的桩和桩间土强度，受褥垫层以及垫层的材料和厚度的直接影响，对于褥垫层来说，褥垫层厚度的科学性、合理性，在一定程度上能够提高复合地基的基承载力，同时沉降变形大大减少。⑤实验证明，该工程的地基处理方案，无论是质量控制，还是造价，以及社会、环境效益等都十分理想，因而具有巨大的发展潜力。

在施工过程中，通过分析CFG桩复合地基和夯实水泥土桩复合地基的承载机理和特性，同时将两者进行相互结合，充分利用CFG桩的高承载力和水泥土桩的抗变性能，进而为工程质量奠定基础。

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