趙希波

山東威建巖土科技有限公司 山東威海 264205

CFG（水泥粉煤灰碎石樁）是中國建筑科學研究院于20世紀80年代末開發(fā)的一種新型基礎加固技術。CFG樁復合地基工作系統(tǒng)由單樁，樁間土層和墊層組成，基礎承載力高。CFG樁復合地基可以充分支撐剛性樁和材料的承載力，可以充分發(fā)揮天然地基的承載力，同時工業(yè)廢灰作為無需加固的混合料使用，這將大大減少技術。因此，成本帶來了很高的經(jīng)濟和社會效益。CFG樁施工系統(tǒng)對粘土，粉土，砂土和濕陷性黃土具有很大的優(yōu)勢，目前該技術已廣泛應用于工程國家工業(yè)標準JGJ79-2012“建筑地基處理技術規(guī)范”。

圖1 CFG樁工作系統(tǒng)

1 CFG樁復合地基工作性狀

堆入CFG樁的施工工藝與普通混凝土攪拌樁基本相同，倒入樁內(nèi)時，反應迅速，化學反應，水不溶性穩(wěn)定晶體，如硅酸鈣水合物和硅酸鈣水合物形成。它是一種化合物。結(jié)晶化合物隨著時間的推移而生長并長大以填充礫石和碎石的孔隙，從而形成更高強度的更硬的CFG堆[7-9]。在CFG樁的成型過程中，不可避免地會對周圍地面產(chǎn)生壓實作用，提高樁的土壤輸送連接能力，樁和土共用荷載，大大提高天然地基的可加工性。它完成了。墊層是CFG樁-土復合地基的重要組成部分，合理的墊層充分調(diào)動了樁間土的承載力，大大提高了樁-土復合地基的承載性能。CFG樁操作系統(tǒng)的優(yōu)點不僅在于充分發(fā)揮了硬樁體的作用，而且充分挖掘了樁間土的承載力，明顯改善了基礎的變形狀態(tài)，并且復合地基可以大大提高可支持性[1]。

1.1 復合地基沉降

CFG樁復合地基沉降計算是工程設計的重要步驟，復合地基的沉降應在設計要求范圍內(nèi)嚴格管理。復合地基的沉降通常由兩部分組成：加固區(qū)的沉降和下部區(qū)的沉降。底層解決方案通常根據(jù)分層規(guī)范計算，并根據(jù)項目的實際情況選擇加固區(qū)域解決方案的計算方法。

1.2 樁土應力比

樁對地應力比是指樁間應力與地應力之比，即n=σp/σs，其大小與復合地基的正常性能直接相關。研究表明，墊層間距，樁徑，樁長和墊層厚度影響樁-土應力比：樁間距越大，樁-土應力比越大。隨著樁間距的增大，復合地基面積的位移速率減小，樁的荷載分擔增加，應力集中發(fā)生，樁土應力比隨樁徑增大而減小。當樁間距恒定時，樁徑增大，樁的載荷分擔減小，當樁長增加時，樁土應力比增大，隨著墊料厚度的增加，坡度變得更好。剛度越大，樁之間土壤的載荷越大，樁土應力比越低。

2 工程應用及相關研究

2.1 路板工程

通過低應變測量，單樁承載力和復合地基承載力試驗，對鐵路客運專線CFG樁復合地基進行了試驗。根據(jù)理論計算，復合地基承載力為602kPa，實際試驗結(jié)果為735kPa，表明計算偏差按標準公式計算。數(shù)值分析表明，CFG樁頂應力和樁間土應力隨荷載的增加而增大，但頂應力增加率大于樁間增加率。此外，當荷載較小（132kPa）時，CFG樁與樁的地應力分擔比基本相同，分別為40．2%和59．8%，當荷載較大（530kPa）時，CFG樁與樁的地應力分擔是費率是一樣的。差異分別為61．1%和38．9%，之后樁土應力比逐漸減小和穩(wěn)定。

2.2 建立基礎工程

通過現(xiàn)場試驗測試了不同坩堝材料和不同坩堝厚度對CFG樁復合地基工作性能的影響。原位靜載試驗表明，墊層是樁-土復合地基工作系統(tǒng)的重要組成部分，不同墊層的厚度與樁-地應力比和荷載分擔直接相關，確定復合基礎的性能。墊層厚度可以很薄（＜0．2m），樁土應力比可以達到20或更大，隨著墊層厚度的增加（0．2-0．3m），樁土應力比顯著降低。充分發(fā)揮，樁土調(diào)整效果顯示出優(yōu)良的工作性能，墊層厚度較厚（＞0．3m），樁土應力比-墊厚度曲線的壓痕點出現(xiàn)。它很大。有一系列合理的墊層厚度（0．2至0．3米）清晰，墊子的合理厚度可以堆積，與土壤充分協(xié)調(diào)的作用。試驗還發(fā)現(xiàn)，緩沖材料對樁土應力比的調(diào)整和影響也很明顯。樁礫石緩沖材料-土壤應力比最大，其次是粗砂和細砂[2]。

2.3 數(shù)值模擬

ANSYS對CFG樁復合地基在堤防填筑工作中的性能數(shù)值分析表明，有限元法計算的CFG樁荷載-沉降（p-s）曲線與工程測量曲線完全吻合。結(jié)果表明。研究表明，在荷載作用下，樁與土之間存在相互作用，樁的側(cè)向摩擦迅速蔓延到樁間土壤中，使土體經(jīng)歷明顯的沉降變形。樁的橫向摩擦在載荷傳遞過程中起主要作用。應力-位移分布與摩擦樁非常相似，清楚地顯示了摩擦樁的承載特性，樁土應力比隨著路堤荷載的增加而逐漸增大，最終穩(wěn)定有一種傾向。開東軍改變CFG樁復合地基工作的墊層厚度進行樁長數(shù)值模擬和山路填充樁間距的PLAXIS[3]。

3 結(jié)語

CFG樁復合地基技術自20世紀80年代以來得到了廣泛的應用，在高速公路，高速鐵路和工業(yè)與土木工程基礎的建設中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文對CFG樁復合地基技術的主要研究成果進行了分類和評述，指出了工程推進應用中面臨的新問題以及需要進一步解決的主要研究方向。我們希望為廣大工程師和科研人員提供有益的參考和指導。