CFG桩复合地基技术应用综述

赵希波

山东威建岩土科技有限公司 山东威海 264205

CFG（水泥粉煤灰碎石桩）是中国建筑科学研究院于20世纪80年代末开发的一种新型基础加固技术。CFG桩复合地基工作系统由单桩，桩间土层和垫层组成，基础承载力高。CFG桩复合地基可以充分支撑刚性桩和材料的承载力，可以充分发挥天然地基的承载力，同时工业废灰作为无需加固的混合料使用，这将大大减少技术。因此，成本带来了很高的经济和社会效益。CFG桩施工系统对粘土，粉土，砂土和湿陷性黄土具有很大的优势，目前该技术已广泛应用于工程国家工业标准JGJ79-2012“建筑地基处理技术规范”。

图1 CFG桩工作系统

1 CFG桩复合地基工作性状

堆入CFG桩的施工工艺与普通混凝土搅拌桩基本相同，倒入桩内时，反应迅速，化学反应，水不溶性稳定晶体，如硅酸钙水合物和硅酸钙水合物形成。它是一种化合物。结晶化合物随着时间的推移而生长并长大以填充砾石和碎石的孔隙，从而形成更高强度的更硬的CFG堆[7-9]。在CFG桩的成型过程中，不可避免地会对周围地面产生压实作用，提高桩的土壤输送连接能力，桩和土共用荷载，大大提高天然地基的可加工性。它完成了。垫层是CFG桩-土复合地基的重要组成部分，合理的垫层充分调动了桩间土的承载力，大大提高了桩-土复合地基的承载性能。CFG桩操作系统的优点不仅在于充分发挥了硬桩体的作用，而且充分挖掘了桩间土的承载力，明显改善了基础的变形状态，并且复合地基可以大大提高可支持性[1]。

1.1 复合地基沉降

CFG桩复合地基沉降计算是工程设计的重要步骤，复合地基的沉降应在设计要求范围内严格管理。复合地基的沉降通常由两部分组成：加固区的沉降和下部区的沉降。底层解决方案通常根据分层规范计算，并根据项目的实际情况选择加固区域解决方案的计算方法。

1.2 桩土应力比

桩对地应力比是指桩间应力与地应力之比，即n=σp/σs，其大小与复合地基的正常性能直接相关。研究表明，垫层间距，桩径，桩长和垫层厚度影响桩-土应力比：桩间距越大，桩-土应力比越大。随着桩间距的增大，复合地基面积的位移速率减小，桩的荷载分担增加，应力集中发生，桩土应力比随桩径增大而减小。当桩间距恒定时，桩径增大，桩的载荷分担减小，当桩长增加时，桩土应力比增大，随着垫料厚度的增加，坡度变得更好。刚度越大，桩之间土壤的载荷越大，桩土应力比越低。

2 工程应用及相关研究

2.1 路板工程

通过低应变测量，单桩承载力和复合地基承载力试验，对铁路客运专线CFG桩复合地基进行了试验。根据理论计算，复合地基承载力为602kPa，实际试验结果为735kPa，表明计算偏差按标准公式计算。数值分析表明，CFG桩顶应力和桩间土应力随荷载的增加而增大，但顶应力增加率大于桩间增加率。此外，当荷载较小（132kPa）时，CFG桩与桩的地应力分担比基本相同，分别为40．2%和59．8%，当荷载较大（530kPa）时，CFG桩与桩的地应力分担是费率是一样的。差异分别为61．1%和38．9%，之后桩土应力比逐渐减小和稳定。

2.2 建立基础工程

通过现场试验测试了不同坩埚材料和不同坩埚厚度对CFG桩复合地基工作性能的影响。原位静载试验表明，垫层是桩-土复合地基工作系统的重要组成部分，不同垫层的厚度与桩-地应力比和荷载分担直接相关，确定复合基础的性能。垫层厚度可以很薄（＜0．2m），桩土应力比可以达到20或更大，随着垫层厚度的增加（0．2-0．3m），桩土应力比显着降低。充分发挥，桩土调整效果显示出优良的工作性能，垫层厚度较厚（＞0．3m），桩土应力比-垫厚度曲线的压痕点出现。它很大。有一系列合理的垫层厚度（0．2至0．3米）清晰，垫子的合理厚度可以堆积，与土壤充分协调的作用。试验还发现，缓冲材料对桩土应力比的调整和影响也很明显。桩砾石缓冲材料-土壤应力比最大，其次是粗砂和细砂[2]。

2.3 数值模拟

ANSYS对CFG桩复合地基在堤防填筑工作中的性能数值分析表明，有限元法计算的CFG桩荷载-沉降（p-s）曲线与工程测量曲线完全吻合。结果表明。研究表明，在荷载作用下，桩与土之间存在相互作用，桩的侧向摩擦迅速蔓延到桩间土壤中，使土体经历明显的沉降变形。桩的横向摩擦在载荷传递过程中起主要作用。应力-位移分布与摩擦桩非常相似，清楚地显示了摩擦桩的承载特性，桩土应力比随着路堤荷载的增加而逐渐增大，最终稳定有一种倾向。开东军改变CFG桩复合地基工作的垫层厚度进行桩长数值模拟和山路填充桩间距的PLAXIS[3]。

3 结语

CFG桩复合地基技术自20世纪80年代以来得到了广泛的应用，在高速公路，高速铁路和工业与土木工程基础的建设中发挥着越来越重要的作用。本文对CFG桩复合地基技术的主要研究成果进行了分类和评述，指出了工程推进应用中面临的新问题以及需要进一步解决的主要研究方向。我们希望为广大工程师和科研人员提供有益的参考和指导。