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1、1CFG 桩、碎石桩组合式复合地基应用一例裴照堂中国市政工程西北设计研究院 甘肃 兰州 730000【摘要】CFG 桩、碎石桩组合式三元复合地基加固深厚软土，处理效果好，具有明显的经济优势，其设计思路值得借鉴。【关键词】CFG 桩 组合式复合地基 静载荷试验CFG 桩即水泥粉煤灰碎石桩,是由碎石、石屑、粉煤灰、适量水组成混合料拌和后，采用成桩机械形成的桩体，其桩体强度最高可达 C25，相当于刚性桩。CFG 桩、碎石桩组合式三元复合地基加固模式，就充分利用了 CFG 桩的刚性桩特点，即先在软弱地基土中施工碎石桩，组成复合土层，以提高地基土的承载力、减小变形，其后在桩间土内施工 CFG 桩共同组成
2、组合式三元复合地基。此种方法可以大幅度提高地基承载力。沿海地区某炼油厂拟建几座大型原油罐（12.5 万立方米） ，根据地层情况及大型油罐荷重大、基础底面积大的特点，地基设计拟采用 CFG 桩、碎石桩组合式复合地基加固模式，复合地基承载力要求达到 280kPa。为检验布桩方案的合理性，进一步改进设计参数，在场地内进行了试桩并进行了多个项目的检测，经改进设计参数后施工顺利通过验收。1 场地岩土工程条件场地内地层为第四系冲积物，其岩性以粘土为主，其次为砂层，具体见表 1。表 1 场地地层岩土工程特性统计表层号 地层 层厚 承载力 压缩摸量 侧模组阻力 端阻（m） fak（kPa） ES(MPa) q
3、si（ kPa） qp（ kPa）1 素填土 0.503.80 702 淤泥 0.606.00 45 1.5 73 粗砂 0.804.00 110 4.5 124 淤泥质粘土 1.605.70 55 2.8 95-1 灰黄色粘土 0.704.50 130 5.0 235-2 灰色粘土 10.3019.90 125 4.5 206 粗砂 1.908.10 170 10.0 42 22007 粘土 2.7020.80 135 5.5 32 17008 粗砂 1.509.20 200 14.09 粘土 2.8015.80 160 7.510 中砂 3.5013.70 210 12.011 粘土 4.
4、0011.80 170 8.5012 粗砂 3.107.80 210 12.013 粘土 揭穿 6.70 160 7.5场地内地下水类型属第四系孔隙潜水，地下水位埋深为 0.031.50m。2 复合地基设计2.1 地基基础方案选定设计采用碎石桩、CFG 桩两种桩型联合加固软土的地基处理模式，以进一步提高地基承载力，层粗砂层可做 CFG 桩桩端持力层。此种方法适宜于处理本场地软弱地层，并且比其它地基处理方式经济。 22.2 布桩根据场地地层及上部荷载要求，确定布桩型式为：碎石桩桩径 800mm，有效桩长 6m，桩间距1.5m，置换率 22%；CFG 桩桩径 400mm，有效桩长 20.0m，桩间
5、距 1.5m，置换率 5.6%。当 CFG 桩桩直径为 400mm，桩顶埋深 1.5m，有效桩长为 20.00m，桩体强度 C20（桩端进入持力层层深度应不小于 1.5d） 。估算 CFG 桩单桩竖向承载力特征值为 600kN。s-4s-43212s-5689CFG07651N图 1 桩平面布置图3 试桩概况施工前在场地进行了试桩，碎石桩采用振冲法施工，CFG 桩采用长螺旋钻孔管内泵压灌法施工。到龄期后，首先对 CFG 桩体进行了低应变动力检测，检测结果显示桩体平均波速偏低，发现个别桩头有孔洞。然后对场地内 3 根 CFG 单桩、2 组 CFG 桩单桩复合地基、1 组碎石桩单桩复合地基及1 组
6、多桩（2 根 CFG 桩、2 根碎石桩承压板面积 2.122.12m2）复合地基进行了静载试验，由试验数据及 Q s 曲线分析：单桩极限承载力 600- 1000kN，复合地基承载力特征值 295kPa，具体试验数据见表 2，静载荷试验曲线见图 2。 表 2 复合地基竖向抗压静载荷试验数据表荷载（kPa） 75 150 225 300 375 450 525 600 67515单桩复合 沉降（mm） 5.41 10.78 16.73 21.94 27.14 32.64 37.87 44.06 66.33荷载（kPa） 90 180 270 360 450 540 630 66516单桩复合 沉
7、降（mm） 2.68 4.18 5.53 7.07 9.21 11.75 17.44 20.28荷载（kPa） 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500s-4单桩复合 沉降（mm） 1.58 4.87 8.86 13.24 18.73 25.56 34.23 43.10 53.31 68.84荷载（kPa） 120 180 240 300 360 420 480 540 600 66012-13单 桩复 合 沉降（mm） 4.91 7.36 9.11 10.86 12.63 14.71 16.95 19.47 25.62 69.593图 2 复合地基竖向抗压
8、静载荷试验曲线在进行多桩复合地基静载荷试验的同时，分别在 CFG 桩顶、碎石桩顶和桩间土中埋设土压力盒，进行了桩土应力比观测，桩土应力比曲线见图 3。原 油 库 复 合 地 基 试 桩 CFG桩 与 土 压 力 比 值0510152025300 120 180 240 300 360 420承 载 板 压 力 （ kPa）CFG桩压力/土、碎石桩压力图 3 复合地基 CFG 桩桩土应力比曲线多桩复合地基 CFG 桩土应力比观测结果图 3 显示， CFG 桩顶压力与承压板压力成正比增加； CFG 桩土应力比与荷载成正比，荷载越大，CFG 桩承担的比例越大，荷载有向 CFG 桩集中的趋势。在多桩复
9、合地基承载力特征值 300kPa 时，CFG 桩与桩间土应力比为 18.12，CFG 桩与碎石桩应力比为 15.89，后者低于前者说明碎石桩承载力高于土承载力。从总体试验结果来看，在本场地采用 CFG 桩、碎石桩组合式复合地基处理方案是可行的。4 施工与验收针对试桩中出现的问题，鉴于 CFG 桩桩体强度是控制单桩与复合地基承载力的主要因素，因此在工程设计时为提高 CFG 桩上部桩体成桩质量，确定工程桩施工时在 CFG 桩体上部加插 6 米钢010203040506070800 200 400 600 8004筋笼，碎石桩桩径扩大至 1000 mm，置换率提高至 35%，并加强施工管理，严格控制
10、施工质量。经过采取上述措施，在 CFG 桩成桩龄期后进行了检测：通过桩体低应变动力检测，未发现严重缺陷桩，均为合格桩；通过单桩复合地基静载荷试验检测（见表 3） ，确定 CFG 桩复合地基极限承载力560kPa，满足设计要求。工程顺利通过验收进入基础施工阶段。表 3 单桩复合地基竖向抗压静载荷试验数据表（承压板 1.50m1.50m）荷载 桩号70（kPa）140（kPa）210（kPa）280（kPa）350（kPa）420（kPa）490（kPa）560（kPa）0（kPa）02-c475 1.55 3.34 4.82 6.23 7.61 8.84 10.16 11.29 7.2402-c
11、985 1.56 3.75 6.22 9.08 11.92 14.97 18.06 21.27 13.7802-c2123 4.28 8.00 10.40 12.50 14.48 16.61 18.81 21.43 15.6703-c1116 0.94 2.68 5.20 8.01 11.85 16.44 20.77 24.38 15.9303-c1184 1.65 3.51 5.42 7.51 10.15 13.16 16.03 18.54 13.2703-c1744 2.04 4.54 7.18 9.95 12.83 16.21 19.62 22.97 16.2403-c1997 2.09
12、 3.83 5.09 6.26 7.50 8.78 10.16 11.77 8.245 结语本项工程基于场地的工程地质条件，优选 CFG 桩、碎石桩组合式三元复合地基处理型式加固地基土，并通过试桩及检测试验, 合理调整了施工参数，使工程顺利通过验收，为建设方节约了工程建设投资。其工程实践亦为类似工程提供了经验，值得在适用的土质中推广应用。参考文献：中华人民共和国标准：建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）。北京：中国计划出版社， 2002中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）。北京：中国建筑工业出版社，2002徐至钧,王曙光编著.水泥粉煤灰碎石桩复合地基。 北京：机械工业出版社， 2004.1
