【摘 要】在我国经济快速发展的过程中，建筑工程随之不断的壮大，在这样的背景下，工程的地基处理技术朝着复杂化和多元化的方向发展，在建筑结构设计中，CFG桩地基处理技术已经得到了广泛的运用。为了能够提高建筑结构的可行性，相关的设计人员必须要充分掌握CFG桩的设计要点，而且还需要保证建筑工程的经济性、效益性以及安全性，为促进我国建筑事业的发展做出重要的贡献。
【关键词】CFG桩复合地基；工程；应用
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，桩体和桩间土、褥垫层一起构成CFG复合地基。它属于刚性复合地基，其桩身部分由碎石、水泥、煤粉灰、砂或石屑加水搅拌而成，CFG桩复合地基具有工程造价低廉、质量容易控制、施工速度快、工期短的优点，目前在我国建筑地基处理中得到广泛应用。
1 CFG桩的定义及适用范围
CFG桩(CementFlyashGravel)是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成的竖向增强体，属于高粘结强度桩。CFG桩、桩间土、褥垫层和足够刚度的基础一起形成复合地基，桩身强度等级一般为C15～C25，由于该技术具有工期短、质量容易控制、工程造价低的特点，所以在各地区高层建筑地基处理中得到广泛应用。CFG桩的适用范围很广，适用于粉土、黏性土、砂土和自重固结已完成的素填土地基的处理;对基础形式而言，适用于独立基础、条形基础、筏板基础和箱形基础的地基处理，为晋城地区地基处理最常用的方法。设计中需着重注意的是，CFG桩不仅仅用来处理软弱地基，对于较好的地基土，如果建筑物的荷载较大，天然地基承载力和变形只要其一验算不满足，都可以用CFG桩来进行加固处理。
2 CFG桩复合地基的优点
2.1广泛的适用范围
CFG桩复合地基技术的适用范围非常广泛，振动沉管灌注成桩可适用于素土地基、粉土以及黏性土等地质条件。长螺旋钻孔成桩不但可适用于素土地基、粉土、黏性土，还可以适用于遇有较厚卵石、砂石、淤泥质土以及非饱和或饱和的软土等复杂的地质条件。
2.2工期短，施工方法简单易控
CFG桩施工方法一般为振动沉管灌注成桩或长螺旋钻成孔泵送混凝土成桩，目前较为流行的是后者，施工时，成孔与成桩可同时进行，成桩时间短，施工速度快。
2.3减少环境污染
CFG桩的施工工艺日趋完善，成孔制桩时噪音低、无泥浆污染，不需泥浆护壁，大大减少了市内施工时的污染。
2.4大幅提高承载力
经过CFG桩复合地基的处理后，地基承载力将会得到大幅提高，通常情况下，处理后的承载力可达到未处理前的3~5倍，由此来满足许多大型建筑物的设计要求。
3 CFG桩地基在地基处理中的应用
3.1桩体强度、褥垫层的设计
桩体的抗压强度需要按照Fcu≥3Ra/Ap的公式计算。其中，对于桩体混合试块边长为150mm而言，需要根据标准养护二十八天的抗压强度平均值用Fcu表示，其中Ap表示桩的截面面积，Ra表示的是单桩竖向承载力标准。桩的弹性模量比土体的弹性模量要大很多，桩在承受垂直荷载的作用和影响下，需要在基础之下设置一定厚度的土垫层，这样不仅能够提高桩间土的承载能力，而且还能充分保障桩与桩间土共同承受的垂直荷载力，从而降低复合土的沉降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，需要对褥垫层的厚度进行合理的控制，保证其厚度最好在20cm左右，材料最大粒径最好不能超过20cm的粗砂和中砂。根据建筑工程的实际情况，适当考虑增加褥垫层的厚度，尤其是在CFG桩间距离过大的情况下，能够充分发挥出保证作用。
3.2 CFG桩的配合比设计以及材料要求
在对CFG桩的材料分析过程中发现，材料的成分含量能够对混合材料的抗压强度、和易性等产生重要的影响。在设计配合比的时候，相关的设计人员应该对材料中的各种参数进行严格的控制，例如石屑率、F/C、W/C等，同时还需要根据建筑工程的实际情况，在水泥混凝土的配合比设计中，合理的增加3%左右的用水量。在设计过程中首先需要解决的问题便是CFG桩的材料选择，工作人员应该对该环节进行严格的监督和控制。第一，充分保证良好的石屑级配，能够充满粒径在35cm左右范围内的碎石。第二，根据实际情况选择等级合理的水泥，为CFG桩地基的密实性、和易性、经济性等奠定坚实的基础条件，在建筑工程地基处理过程中最为常见的便是32.5级的普通硅酸盐水泥。CFG桩的和易性和密实度能够在高等级水泥的作用下受到严重的影响。当使用等级较低的水泥时，不仅会降低工程桩基的经济效益，而且还导致了大量的材料被浪费。第三，为了充分保证桩体的后期强度，粉煤灰应该尽量采用袋装二、三级的细集料。除此之外，为了提高桩体的质量，还可以加入常见的外加剂，例如早强剂。总而言之，在设计CFG桩地基的过程中，为了促使结构荷载设计满足相关的要求，需要在采用合理的施工工艺基础之上，还需要对各个方面的因素进行充分的考虑。
3.3 CFG桩的桩间距离
在确定CFG桩的桩长和桩径后，首先就需要计算单桩的承载能力，然后根据桩间的距离计算建筑工程地基的结构设计要求和自然承载能力，一般而言，需要在4倍左右的桩径范围内对桩间距离进行控制，如果超出这个范围，就需要合理调整桩长了，从而才能满足桩间距离的相关要求。变形范围、建筑工程地基图纸条件、设计要求、施工设备等都能够影响到桩间距离的大小。桩间距离可以在机密性较好的粉土或沙土上进行适当的减少。在设计桩间距离的过程中，如果对象是单双排布桩的条形基础或是面积较小的独立基础，都应该适当减少桩间距离，为了能够充分保障桩体的承载力，对于多排布桩的条形基础和面积较大的箱型基础，就需要合理的加大桩间距离，这不仅有利于控制地基的沉降，而且还能在一定程度上降低地基的沉静现象出现几率。此外，为了满足复合型地基的承载能力的设计要求，需要对特殊的地下水量大且水位较高的建筑而言，必须要增加桩间距离。
3.4 CFG桩的桩长与桩径
在CFG桩的设计过程中，必须要求CFG桩的桩端落在土层上，这是CFG桩设计得一个重要原则以及标准要求，因此必须要对CFG桩的长度进行合理的控制。建筑工程土质条件、地理环境、施工设备、建筑物对于地基的影响以及地基的承载能力要求等因素都能够对CFG桩产生重要的影响，所以在设计过程中必须要对这些因素进行充分的考虑。在一般情况下，CFG桩的长度最好在30米及其以下。由于CFG桩的桩径在不同的基础施工方法下也有所不同，所以设计人员应该根据基础施工的方法进行相应的桩径设计。在CFG桩施工过程中，如果采用沉管法，桩管的大小就需要根据桩径的大小而决定。在实际中，桩径的大小一般都是在400mm~600mm的范围之间。
4结论
由于CFG桩复合地基承载力提高幅度大、可调性强，模量大、建筑物沉降量小，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺合料;且CFG桩具有刚性桩的性状，可全桩长发挥侧阻，可向深层土传递荷载，故在多层和高层建筑中得到广泛应用。
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[4]孙清梅.CFG桩复合地基在建筑地基处理中的应用[J].科技致富向导,2015,03:250-251.
论文作者:张微
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第18期
论文发表时间:2016/11/17
标签：地基论文; 间距论文; 基础论文; 褥垫论文; 过程中论文; 荷载论文; 建筑工程论文; 《低碳地产》2016年9月第18期论文;