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助理工程师

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2009-12-15

关键词：工程设计地基基础地基处理

5.1  CFG桩法
5.1.1  基本概念
    CFG桩，是水泥粉煤灰碎石桩的简称，(C指Cement、F指Fly-ash、G指Gravel)，是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料，掺适量水进行拌和，采用各种成桩机械形成的桩体。通过调整水泥的用量及配比，可使桩体强度等级在C5～C20之间变化，最高可达C25，相当于刚性桩。由于桩体刚度很大，区别于一般柔性桩和水泥土类桩，因此，常常在桩顶与基础之间铺设一层150~300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石(称其为褥垫层)，以利于桩间土发挥承载力，与桩组成复合地基，见图5.1-1。

褥垫层在水泥粉煤灰碎石桩复合地基中具有重要作用，它可起到保证桩土共同承担荷载、调整桩与土垂           图5.1-1
直及水平荷载的分担和减小基础底面的应力集中的作用。
【例题1】CFG桩是(         )的简称。
A、低标号素混凝土桩；           B、水泥白灰碎石桩；
C、白灰粉煤灰碎石桩；           D、水泥粉煤灰碎石桩；            答案：D
【例题2】采用CFG桩地基处理后，一般设置的褥垫层厚度为(     )。
A、100~200mm； B、150~300mm；C、300~500mm；D、大于500mm；    答案：B
5.1.2  适用范围
    适用于处理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
5.1.3  加固原理
    CFG桩法也是通过在地基中形成桩体作为竖向加固体，与桩间土组成复合地基，共同承担基础、回填土及上部结构荷载。当桩体强度较高时，CFG桩类似于钢筋混凝土桩(常称为刚性桩)，这样，在常用的几米到二十多米桩长范围内，桩侧摩阻力都能发挥，不存在柔性桩(如砂石桩法、振冲法形成的散体材料桩)或半刚性桩(如水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法等形成的低黏结强度桩体)存在的有效桩长的现象。因此，无论是承载力提高幅度及处理深度都较柔性桩和半刚性桩为优。
5.1.4  CFG桩复合地基的工程特性
1 承载力提高幅度大，可调性强
由于褥垫层对桩和桩间土的变形协调作用，桩距大小(置换率高低)不影响桩、土承载力的发挥；CFG桩的桩身强度高，可保证桩长较大时，全桩长发挥作用，充分利用土对桩的侧阻力、端阻力，不会像柔性桩、低强度桩一样受“有效桩长”的限制。因此CFG桩复合地基设计时，可以根据需要，灵活调整桩距和桩长，其承载力调整的幅度非常大。根据已有的工程实例，天然地基承载力的提高幅度从50％～400％。
【例题3】某水泥厂拟建一水泥均化库，原地基土承载力特征值为160kpa，现需将地基承载力特征提高到500kpa才能满足上部结构荷载要求，下列各种处理方法中最佳方案为(    )。
A、换填垫层法；
B、振冲置换法；
C、CFG桩法；
D、钻孔灌注桩；
答案：C
2 沉降量和差异沉降控制效果好
实际工程中，CFG桩的材料强度等级与普通灌注桩相近，在竖向受力时，其单桩承载力、沉降量与同等条件下的灌注桩相差无几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。此外由于有褥垫层的变形协调作用，基础的局部倾斜、相邻柱基的沉降差也得以减小。    因此其沉降量和差异沉降量控制效果好。
【例题4】在地层、桩径、桩长、桩顶标高均相同的条件下，采用钻孔灌注桩和CFG桩(二者桩身强度均满足要求)，其单桩承载力特征值分别为f1、f2，二者比较有(     )。
A、f1>f2；
B、f1<f2；
C、f1=f2；
D、无法比较；
答案：C
3 适应范围广
以地基形式而言，CFG桩既可适用于条形基础、独立基础，也可用筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于处理黏性土、粉土、砂土和填土。既可用于挤密效果好土，也可用于挤密效果差的土。当CFG桩用于挤密效果好的土时，承载力的提高既有挤密作用、又有置换作用；当CFG桩用于不可挤密土时，承载力的提高只有置换作用。对淤泥质土和天然地基承载力较低的土(fka≤50kPa)，应按地区经验或通过现场试验确定CFG桩的适用性。
5.1.5  褥垫层的作用及合理厚度
由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫，在复合地基中有如下几种作用：
1 保证桩、土共同承担荷载。
褥垫层的设置为CFG桩复合地基在受荷后提供了桩上、下刺入的条件；如图5.1-2所示，即使桩端位于硬土层上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。桩、土受始终为一常值。