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CFG樁的應(yīng)用論文
摘 要：介紹CFG樁的適用范圍、加固機(jī)理、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工工藝、指標(biāo)檢測(cè)等應(yīng)用中的常見問題。
關(guān)鍵詞：CFG樁；應(yīng)用
CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在C15-C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。CFG樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)。
1 適用范圍
CFG樁具有承載力提高幅度大，地基變形小等特點(diǎn)，并具有較大的適用范圍。就基礎(chǔ)形式而言，既可適用于條基、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可適用于箱基、筏基；既有工業(yè)廠房，也有民用建筑。就土性而言，主要是在處理砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土和自重固結(jié)已完成的素填土地基。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。
CFG樁不僅用于承載力較低的土層，對(duì)承載力較高但變形不能滿足要求的地基，也可采用水泥粉煤灰碎石樁以減少地基變形。對(duì)于一般粘性土、粉土或砂土，樁端具有好的持力層，經(jīng)CFG樁處理后可作為高層或超高層地基。對(duì)于可液化土層，可采用碎石樁和CFG樁多樁型復(fù)合地基，一般先施工碎石樁，然后在碎石樁中打沉管CFG樁，既可消除地基土的液化，也可獲取很高的地基承載力。
2 加固機(jī)理
CFG樁中單樁承載力主要來自全樁長(zhǎng)的摩阻力和樁端承載力，樁越長(zhǎng)，樁的承載力越大，以置換率10%計(jì)，樁承擔(dān)荷載占總荷載的40%～75%。地基承載力提高比較大，能達(dá)到處理前的4倍或更高。增加樁長(zhǎng)可以有效減少變形，總的變形量比較少，主要適用于多層或高層地基。CFG樁不同于碎石樁，其樁身有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。
3 設(shè)計(jì)與計(jì)算
CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)主要確定以下五個(gè)參數(shù)，分別是樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、褥墊層厚度及材料。設(shè)計(jì)時(shí)除應(yīng)滿足地基承載力和變形條件，還要考慮以下諸多因素并進(jìn)行綜合分析來確定設(shè)計(jì)參數(shù)。即設(shè)計(jì)時(shí)要明確地基處理是為了解決地基承載力問題、變形問題、還是液化問題，解決問題的目的不同，采用的工藝、設(shè)計(jì)方法、布樁形式均不同。CFG樁樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)參數(shù)確定如下：
3.1 樁長(zhǎng)
CFG樁復(fù)合地基要求樁端落在好的土層上，這是CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)要求的一個(gè)重要原則。因此，樁長(zhǎng)是CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定的參數(shù)，取決于建筑物對(duì)承載力和變形的要求、土質(zhì)條件和設(shè)備能力等因素。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)勘查報(bào)告分析各土層，確定樁端的持力層和樁長(zhǎng)，并計(jì)算樁端承載力。
3.2 樁徑
CFG樁樁徑的確定取決于所采用的成樁設(shè)備。一般設(shè)計(jì)樁徑為350～600mm。
3.3 樁間距
一般樁間距s=（3～5）d，樁間距的大小取決于設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力和變形、土性、和施工機(jī)具。一般設(shè)計(jì)要求的承載力高時(shí)s取小值，但必須考慮施工時(shí)相鄰樁的影響，就施工而言，希望采用較大的樁距和較大的樁長(zhǎng)，因此s的大小應(yīng)綜合考慮。A.對(duì)擠密性好的土，如砂、粉土和松散的填土等，樁距可取較小值；B.對(duì)單雙排布樁的條形基礎(chǔ)和面積不大的獨(dú)立基礎(chǔ)等，樁距可取較小，反之，筏基和箱基以及多排布樁的條基或設(shè)備基礎(chǔ)等，樁距應(yīng)放大；C.地下水位高或地下水豐富的建筑場(chǎng)地，樁距也應(yīng)適當(dāng)。
3.4 樁體強(qiáng)度
原則上樁體配比按樁體強(qiáng)度控制，樁體試塊抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足下式要求fcu>3Ra/Ap
3.5 褥墊層厚度及材料
褥墊層一般取10～30cm為宜，當(dāng)樁徑或樁間距過大時(shí)，還可以適當(dāng)加大褥墊層厚度。
CFG樁的適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。
4 施工工藝
4.1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用下列工藝
�。�1）長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實(shí)以上的樁土；（2）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土，以及對(duì)噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地；（3）振動(dòng)沉管灌注成樁，適用于粉土、粘性土及素填土地基。
4.2 材料要求
�。�1）混凝土、混凝土外加劑和摻和料：緩凝劑、粉煤灰，均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，摻量應(yīng)根據(jù)施工要求通過試驗(yàn)室確定；（2）嚴(yán)格按照配合比配制混合料；（3）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160～200mm，振動(dòng)沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30～50mm，振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm；（4）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制，拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度應(yīng)適當(dāng)放慢。
4.3 注意事項(xiàng)
�。�1）冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施；（2）施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%；對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。
5 效果檢驗(yàn)
根據(jù)工程實(shí)際情況，CFG樁主要技術(shù)指標(biāo)為：（1）樁徑宜取350～600mm；（2）樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的地層；（3）樁間距宜取3～5倍樁徑；（4）樁身混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，通常不小于C15；（5）褥墊層宜用中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等，不宜選用卵石，最大粒徑不宜大于30mm。厚度150～300mm，夯填度不大于0.9。
以上參數(shù)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)類型、地基承載力和變形要求等條件或現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)班或每日留取試塊1～2組確定。
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