新疆乌鲁木齐城乡勘察设计研究院有限责任公司 李金秋 830002
摘要:CFG桩复合地基在近年来被广泛应用,其工期短,施工工艺较为简单,且具有较高的承载力,成本也相对较小,能有限解决软土地基的承载力问题,并且能有效的改善建筑物之间的差异沉降,在现今我国的建筑业得到了迅猛的发展。本文从CFG桩复合地基的设计着手,分析CFG桩复合地基设计中应注意的关键问题。
关键词:岩土工程;CFG桩;软土地基;地基处理;承载力计算
引言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,由桩、桩间土和褥垫层共同承受上部基础的荷载,以此形成复合地基。
CFG桩的设计是建立在岩土工程勘察数据之上进行的,依据勘察报告中地基土的性质及物理力学参数,结合工程所需承载力特征值进行相应的设计。CFG桩施工则是按照设计文件及相关规范要求,将设计文件上的内容应用到实践上来。
1、CFG桩设计原理及思路
CFG桩大体可分为摩擦桩及摩擦-端承桩,摩擦桩顾名思义是由地基土侧壁与桩体间的摩擦力提供反力,而摩擦-端承桩则由地基土侧壁与桩体间的摩擦力及桩底持力层共同提供作用力,从而达到支撑上部荷载的作用。
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2、CFG桩设计计算
2.1、复合地基承载力特征值计算
依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ72-2012)7.1.5条规定:复合地基承载力特征值应通过复合地基静载荷试验或采用增强体静载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定,初步设计时,可按下列公式估算:
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理地基面积的等效圆直径(m)。
2.2、桩型的布置
CFG桩桩位布置可采用正方形布桩、矩形布桩及等边三角形布桩。
在进行CFG桩布桩形式的选择时,应根据工程建筑物的基础形式、基础宽度、基础形状等,采取合理的满足设计计算要求的桩间距进行布置。三种布桩形式对应三种面积置换率的计算,以此为基础计算复合地基承载力特征值。
2.3、CFG复合地基沉降计算
CFG桩复合地基的沉降计算一直是基础变形计算中的难题,包括褥垫层的压缩变形、加固区的压缩变形量和下卧层的变形量三个部分。本文以《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.3.5条经验公式按各向同性均质线性变形体理论计算,即单向分层总和法计算地基变形,其最终变形量可按下式计算:
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当无相邻荷载影响时,基础宽度在1m-30m范围内时,地基变形计算深度可按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)5.3.7条计算:
。
3、CFG桩设计方案
在工程实践中,当采用以上计算过程,在选择合理的桩长、桩径、桩间距及布桩形式后,计算得出的复合地基承载力满足设计要求,且沉降验算满足时,方可形成设计施工图,设计施工图主要包括以下内容:
①封面-包括项目名称、建设单位、设计单位等字样;
②目录-包括设计内容、图幅、图号、张数等;
③CFG桩设计总说明
④CFG桩桩位平面布置图
⑤CFG桩桩身断面图
⑥大样图
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设计总说明中,需将工程概况、地层岩性(需按照正式的地勘报告中的地层数据)、地基土的主要物理力学性质、CFG桩设计参数、施工工业要求、质量检测要求等进行详细说明。
4、CFG桩在实践中发现的问题
①CFG桩在设计计算时,设计参数的选择尤为重要,尤其是摩擦桩,勘察单位提供的侧摩阻力往往大多数是参照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)中的经验值,但是每个地区甚至每个地块的侧摩阻力可能并不一样,且每个岩土工程师在参照规范提经验参数时也都会存在差异,这就使得设计时出现同一个场地,出现不同的桩长、桩径等问题。
② CFG桩施工时,由于施工质量,或者说是桩长,尤其是对于摩擦-端承桩,由于勘察报告的误差,导致设计文件出现偏差,现场施工时,会出现桩端未进入持力层,从而导致CFG桩复合地基承载力不能满足要求。
5、CFG桩施工中应重视的问题
①CFG桩在施工过程中,由于施工工艺和施工方法的不同,容易对桩头造成破坏,致使桩头部分断裂、变形等。所以在施工前,应该仔细阅读设计文件,并编制施工组织设计,经监理审核完成后,严格按照施工组织设计执行。完整的CFG桩应该是桩头平整、桩位均匀,桩身偏差满足规范要求。
②在CFG桩施工完毕后,应按照规范要求进行复合地基承载力检测试验,试验数量试验方法,应满足规范要求。对于不能满足设计要求的需进行补强处理。
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6结束语
CFG桩复合地基已被广泛应用多年,但在理论和实践经验上仍然存在一些问题:例如设计上的选择参数问题、施工中质量控制问题以及施工工艺等施工上的问题等。本文通过对CFG桩复合地基的设计的总结,对设计及后期施工中存在的问题进行了粗浅的分析。当然,每个地区,每个工程师的思路都不尽相同,都需在实践中慢慢摸索。
参考文献
[1]康果,朱斌,刘君.岩土工程勘察技术在复杂地形地质条件下的应用实践[J].世界有色金属,2019(23):259,261
[2]韦俊达.岩土工程勘察与地基施工处理技术分析[J].建筑工程技术与设计,2020(20):476.
[3]韩志强.岩土工程勘察与地基施工处理技术综述[J].建筑工程技术与设计,2020(16):1670-1671.
[4]张孝存.建筑工程中岩土勘察及地基处理分析[J].大众标准化,2020(12):30-31