CFG樁適用范圍

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉土、沙土和樁端具有相對(duì)硬土層、承載力標(biāo)準(zhǔn)值不低于70KPa的淤泥質(zhì)土、非欠固結(jié)人工填土等地基。

粘結(jié)強(qiáng)度樁是復(fù)合地基的代表，多用于高層和超高層建筑中。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)（即cement fIying-ash gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。

CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層與基礎(chǔ)連接，無(wú)論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)增加了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價(jià)。

復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)?；A(chǔ)下是否設(shè)置褥墊層，對(duì)復(fù)合地基受力影響很大。若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基承載特性與樁基礎(chǔ)相似，樁間土承載能力難以發(fā)揮，不能成為復(fù)合地基?；A(chǔ)下設(shè)置褥墊層，樁間土載力的發(fā)揮就不單純依賴(lài)于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過(guò)褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔(dān)荷載。

1、 水泥粉煤灰碎石樁的施工，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件選用相應(yīng)施工工藝，并應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行：

(1)長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；

(2)泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風(fēng)化巖層分布的地基；

(3)長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁，適用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及對(duì)噪音及泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地；

(4)沉管灌注成樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土人工填土及無(wú)密實(shí)厚砂層的地基。

2、 長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工和沉管灌注成樁施工除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范外，尚應(yīng)符合下列要求：

(1)施工時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)配比配置混合料，投入攪拌機(jī)加水量由混合料塌落度控制，長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的塌落度以為180-200mm，沉管灌注成樁施工的塌落度宜為30-50mm,成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200mm；

(2)長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)同拔管速度相配合，以保證管內(nèi)有一定高度的混合料，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按均勻線速度控制，拔管線速度應(yīng)控制在1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度可適當(dāng)放慢；

(3)施工時(shí)，樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，高出長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)樁距、布樁形式、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和成 樁順序等綜合確定，一般不應(yīng)小于0.5m；

(4)成樁過(guò)程中，抽樣做混合料試塊，每臺(tái)機(jī)械一天應(yīng)做一組(3塊)試塊（邊長(zhǎng)為150mm的立方體），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d,測(cè)定其抗壓強(qiáng)度；

(5)沉管灌注成樁施工過(guò)程中應(yīng)觀測(cè)新施工樁對(duì)已施工樁的影響，當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁斷裂并脫開(kāi)時(shí)，必須對(duì)工程樁逐樁靜壓，靜壓時(shí)間一般為3min，靜壓荷載以保證使斷樁接起來(lái)為準(zhǔn)。

3、 復(fù)合地基的基坑可采用人工或機(jī)械、人工聯(lián)合開(kāi)挖。機(jī)械、人工聯(lián)合開(kāi)挖時(shí)，予留人工開(kāi)挖厚度應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖確定，以保障機(jī)械開(kāi)挖造成樁的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標(biāo)高，且樁間土不受擾動(dòng)。

4、 褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)法。

5、 施工中樁長(zhǎng)允許偏差為100mm，樁徑允許偏差為20mm，垂直度允許偏差為1%。對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位允許偏差為0.5倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，垂直于軸線方向的樁位允許偏差為0.25倍樁徑，順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位允許偏差不得大于60mm。

1、混凝土、混凝土外加劑和摻和料：緩凝劑、粉煤灰， 均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求， 其摻量應(yīng)根據(jù)施工要求通過(guò)試驗(yàn)室確定.

2、嚴(yán)格按照配合比配制混合料。

3、長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160~200mm， 振動(dòng)沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30~50mm， 振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200mm.

4、長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制，拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度應(yīng)適當(dāng)放慢。

1、冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。

2、施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%；對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。

根據(jù)工程實(shí)際情況，水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁；振動(dòng)沉管灌注成樁和長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁。主要技術(shù)指標(biāo)為：

1.地基承載力：設(shè)計(jì)要求；

2.樁徑：宜取350－600mm；

3.樁長(zhǎng)：設(shè)計(jì)要求，樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的土層；

4.樁身強(qiáng)度：混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，通?！軨15；

5.樁間距： 宜取3－5倍樁徑；

6.樁垂直度：≤1.5%；

7.褥墊層：宜用中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等，不宜選用卵石，最大粒徑不宜大于30mm。厚度150－300mm，夯填度≤0.9。

實(shí)際工程中以上參數(shù)根據(jù)地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地基承載力和變形要求等條件或現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)班或每日留取試塊1～2組確定。

1、復(fù)合地基檢測(cè)應(yīng)在樁體強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)進(jìn)行，一般宜在施工結(jié)束2-4周后檢測(cè)。

2、復(fù)合地基承載力宜用單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，復(fù)合地基載荷試驗(yàn)方法宜符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定，試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。

3、對(duì)高層建筑或重要建筑，可抽取總樁數(shù)的10%進(jìn)行底應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢驗(yàn)樁身結(jié)構(gòu)完整性。

CFG樁1、工程概況

某住宅樓為26層，另有1層地下室，為剪力墻結(jié)構(gòu)。地基采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行加固處理，樁總樁數(shù)約為360余根，樁長(zhǎng)10m，樁徑400mm。基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，復(fù)合地基承載力特征值430kPa。CFG樁采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔，樁身強(qiáng)度為20MPa；褥墊層采用級(jí)配砂石，厚度為0.2m。

1.1、工程地質(zhì)條件

本住宅樓場(chǎng)地地形較平坦，場(chǎng)地屬于平原，為第四紀(jì)全新世沖積沉積形成。其工程地質(zhì)條件如表1所示。

1.2、平面布置

住宅樓占地（26.1×14.6）m2，高78.6m，平面形狀為長(zhǎng)方形，地下室層高為4.70m，采用CFG樁復(fù)合地基。布樁時(shí)考慮樁受力的合理性，盡量利用樁間土應(yīng)力σs產(chǎn)生的附加應(yīng)力對(duì)樁側(cè)阻力的增大作用。通常σs越大，作用在樁上的水平力越大，樁的側(cè)阻力越大。此復(fù)合地基采用CFG樁正方形布置，間距1.45m，本樓的CFG樁有效樁長(zhǎng)不小于10m，樁長(zhǎng)10m，樁徑400mm，預(yù)估的單樁承載力特征值為560kN。CFG樁復(fù)合地基的設(shè)置，不僅可以大幅度的提高地基承載力，減小了變形，并充分利用了樁間土的作用，降低了造價(jià)工程造價(jià)，一般為樁基的1/3~1/2，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。

CFG樁2、試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1、復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

試驗(yàn)采用單樁復(fù)合地基承載力按單樁處理面積加權(quán)平均的辦法，評(píng)價(jià)CFG樁和水泥土樁混合地基承載力。試驗(yàn)有兩組復(fù)合地基試驗(yàn)，每組試驗(yàn)各有一個(gè)CFG樁與一個(gè)水泥土樁單樁復(fù)合地基試驗(yàn)點(diǎn)。第一組為CFG-308#和SNT-410#，第二組為CFG-518#和SNT-632#。從P-S曲線可以看出，復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)曲線基本屬于漸進(jìn)型的光滑曲線，不存在陡降點(diǎn)。取s/b=0.01（b為方形壓板的寬度）對(duì)應(yīng)的荷載，其值均超過(guò)最大加荷量的一半，因此取最大加荷量的一半作為CFG樁、水泥土樁的單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值。即CFG樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值大于550kPa，水泥土樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值大于200kPa，對(duì)兩組值進(jìn)行加權(quán)平均后，可知CFG樁與夯實(shí)水泥土樁混合樁型復(fù)合地基承載力不小于375kPa，復(fù)合地基承載力提高1倍，滿足設(shè)計(jì)要求。分別對(duì)兩組中的CFG樁及夯實(shí)水泥土樁的試驗(yàn)曲線作比較，兩組復(fù)合地基的承載力相差不大，說(shuō)明主樓部分的地基土質(zhì)分布比較均勻，基底持力層的承載力和壓縮模量差別不大。

2.2、單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)進(jìn)行了3根CFG樁單樁靜荷試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果顯示：CFG樁單樁極限承載力不小于2000KN，地基承載力提高160%；滿足設(shè)計(jì)要求。從檢測(cè)結(jié)果可以看出，3根樁的總沉降都小于

10mm，遠(yuǎn)小于《規(guī)范》要求，且沉降隨時(shí)間、荷載的變化都是均勻的，基本上是彈性的。由此可以看出，當(dāng)Q=1000KN時(shí)，CFG樁還沒(méi)有達(dá)到極限承載力狀態(tài)，當(dāng)Q=500KN時(shí)，水泥土樁也沒(méi)有達(dá)到極限承載力狀態(tài)，還有很大“儲(chǔ)備”。由卸載曲線可以看出，樁的彈性回彈量很小，最多只有2m，說(shuō)明樁體剛度很大。

2.3、輕便觸探試驗(yàn)

為對(duì)比加固前后樁間土承載力的變化，完工后，布置了7個(gè)輕便觸探點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。綜合分析樁間土測(cè)試結(jié)果可知，經(jīng)水泥土樁與CFG樁處理后淺層樁間土的承載力基本值不低于200kPa，比地基處理前的樁間土承載力有所提高。

2.4、應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)

本工程低應(yīng)變檢測(cè)CFG樁樁身完整性65根樁，檢測(cè)比例約為30%。所測(cè)的65根CFG均屬于完整樁或基本完整樁，沒(méi)有影響正常使用的樁。

CFG樁3、結(jié)論

3.1以復(fù)合地基靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看，本工程所采用的組合型復(fù)合地基的應(yīng)用，可最大限度地發(fā)揮CFG樁的優(yōu)點(diǎn)，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。

3.2復(fù)合地基中由于CFG樁中摻入少量的粉煤灰，不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力其受力和變形類(lèi)似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩(wěn)定快施工簡(jiǎn)單易行，且工程造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。

3.3是否設(shè)置褥墊層以及墊層的材料和厚度，直接影響復(fù)合地基的樁和樁間土強(qiáng)度的發(fā)揮，合理的墊層厚度對(duì)提高復(fù)合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。

3.4由該工程證明此種地基處理方案，質(zhì)量易控制，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益明顯，有極大的發(fā)展?jié)摿Α?

(1)CFG樁復(fù)合地基承載力可用公式進(jìn)行估算后，進(jìn)行試樁設(shè)計(jì)，最終經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)單樁載荷試驗(yàn)及復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。

(2)CFG樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置，樁徑可取350～600ram。

(3)樁距應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力、土性、施工工藝等確定，宜取3～5倍樁徑。

(4)樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度宜取150～300mm，當(dāng)樁徑大或樁距大時(shí)褥墊層厚度宜取高值。褥墊層宜用中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等，最大粒徑不宜大于30mm。

(5)為保護(hù)樁頭，可在樁頂2m范圍內(nèi)適當(dāng)布筋。

(6)樁體試塊抗壓強(qiáng)度平均值應(yīng)大于3倍的單樁承載力特征值與樁截面積的比值。