CFG桩复合地基承载力确定

张常岭

（新疆启程岩土工程勘察设计有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

从上世纪八十年代开始在工程当中广泛的应用CFG桩，CFG桩具有较小的地基变形以及较大的承载力提高幅度，因此在消除不均匀地基的变形当中具有很强的适用性。笔者以自己的经验为根据对CFG桩施工检测、地基设计以及CFG桩与桩基之间的差异进行了总结。

1 . 复合桩基与刚性桩复合地基

在原土当中对一定比例的增强体进行设置，并且由增强体以及桩间土对荷载进行共同承担，这样的一种人工地基就是所谓的复合地基。判定复合地基的主要条件为：①桩土对竖直和水平荷载进行共同承担；②具备明显的地基性状，也就是桩不会对产生对基础的冲切作用，而且由基底摩阻力承担无埋深条件下水平荷载。

CFG桩复合地基中的桩间土、增强体等共同将复合土体构成，其中基础和桩之间并没有直接的连起来，而是利用褥垫层将两者联系起来。在CFG桩复合桩基当中褥垫技术属于一项核心的技术，其能够使桩、土对水平向以及竖向的荷载进行共同的承担，同时还可以对荷载分担进行调整，并且将基底应力集中的作用减少。大量的研究表明，如果具备适宜的褥垫层厚度，就能够将土、桩的荷载分担作用充分的发挥出来。基底将会受到较小的桩的集中应力，而且桩顶也具有较小的水平荷载，这样就能够保证水平断裂的现象不会发生在桩体中。在复合地基中桩也不会丧失工作能力[1]。

2 . 如何确定复合地基承载力

2.1 复合地基的设计阶段

复合地基承载力的确定原则在《建筑地基基础设计规范》中被明确了下来，也就是需要通过现场复合地基荷载试验最终将复合地基承载力特征值确定下来，或者由增强体的载荷试验结果有效的结合周边土的承载力特征值最终确定下来。其设计公式为：

在该公式中：桩间土承载力折减系数用β来表示，桩的截面积(m2)用Ap来表示，单桩竖向承载力特征值用Ra来表示，面积置换率用m来表示，复合地基承载力特征值用fspk来表示。通常以地区的经验为根据进行取值，如果没有经验就可以取值为0.75—0.95。

大量的实验研究表明，相对于荷载试验结果而言，公式计算结果一般都要小一些。导致这种情况发生的主要原因可能是：①相对于自由单桩而言，地基中的单桩具有不同的承载形状：也就是说，复合地基中单桩竖向承载力特征值就是上面公式当中的Ra，然而却选择自由单桩竖向承载力特征值进行实际计算。复合桩基当中的单桩与自由单桩比较起来非常关键的一个特点就是，在桩侧土中桩间土应力会产生较大的竖向应力增量，导致与自由单桩比起来，桩的承载特性表现出很大的不同。②桩间土的侧向变形由于桩在复合地基中的存在而受到限制，这样就减小了土的竖向变形。桩的数量和置换率会较大的影响到桩对桩间土的约束作用。③负摩擦区的影响，因为设置了褥垫层，所以有负摩擦区存在于复合地基中，桩在这个区域当中会将一个向上的作用力提供给桩间土，这样就会对桩间土的变形起到一个阻止的作用[2]。

从上面我们可以看出，相对于天然地基承载力特征值而言，复合地基中桩间土具有更大的承载力特征值。除此之外，由于有负摩擦区存在于复合地基中，所以如果具有较小的桩间土荷载，那么与天然地基的变形比起来，桩间土具有较大的变形；桩对土产生的应力会随着不断增加的荷载而使两者具有相等的变形，随后就会出现桩间土的变形比天然地基变形要大的情况。

如果要想将复合地基承载力特征值利用现场复合地基荷载试验确定下来，那么必须要对工程的实际条件进行模拟开展复合地基载荷试验。除了要对地基土的特性予以充分的考虑之外，还要对地基土受到的施工工艺的影响进行充分的考虑。

3 . 在复合地基载荷试验过程中的注意事项

要想保证实验结果的准确性，就必须要对合理的褥垫层厚度进行设置，因此褥垫层的铺设方法与厚度属于试验当中非常重要的一个环节。如果褥垫层具有偏小的厚度，就会引起桩顶应力的集中，从而无法充分的发挥桩间土承载能力，需要将桩间土承担的荷载向桩上转移，否则很容易出现桩头压碎的情况，导致较低的复合地基承载力。在《建筑地基基础设计规范》当中规定褥垫层厚度在CFG桩复合地基载荷试验当中可以定为150mm[3]，褥垫层的底标高应该等于桩顶设计标高，褥垫层要具备平整的底面。与此同时，其铺设面积应该等于承压板的面积。褥垫层周围要将原状土预留下来，这样就能够将侧限条件形成，在对承压板进行放置的时候，要压实褥垫层，保证承压板与褥垫层之间接触的紧密性，这样就能够有效的防止在复合地基总沉降量当中褥垫层压缩量占有过大的比例，从而导致与复合地基实际承载力比起来，按沉降比确定的承载力出现偏低的情况。

4 . 结语

从上面的分析当中，我们可以得出这样的结论：①褥垫层、桩间土以及CFG桩共同构成的刚性桩复合地基的性质为地基，而作为桩基的复合地基则属于基础范畴。②需要利用现场复合地基载荷试验才能够将复合地基承载力特征值确定下来，在试验方案当中需要对地基土的成桩工艺以及振密性等各种因素进行充分的考虑，并且对工程的实际条件进行合理的模拟。③相对于天然地基承载力特征值而言，复合地基中桩间土具有更大的承载力特征值。相对于荷载试验结果而言，公式计算结果一般都要偏小。④褥垫层厚度在CFG桩复合地基载荷试验当中可以定为150mm。

[1]李冠泽,张季超. CFG桩-网复合地基在软土层路基加固中的应用[J]. 华南地震. 2014(S1)

[2]马思博,杨帆. CFG桩复合地基在超高层建筑中的应用[J]. 低温建筑技术.2013(08)

[3]曾尚洁. CFG桩在淤泥质土地区的适用性探讨[J]. 黑龙江科技信息.2013(19)