CFG桩与夯实水泥土桩复合地基在工程中的应用

随着工程建设的快速发展，地基处理的方法越来越多样化。复合地基因其充分利用桩与桩间土的相互作用的独特优势和相对较低的工程造价而得到越来越广泛的应用。本工程采用CFG桩和水泥土桩复合地基，充分发挥CFG桩的高承载力和水泥土桩的抗变形能力，通过设置垫层充分发挥桩间土的承载力。
1。基本原理
CFG桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表，目前多用于高层和超高层建筑。CFG(水泥粉煤灰碎石桩)是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水混合而成的具有较高粘结强度的桩，与桩和垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是硬土层，都能保证桩间土始终参与工作。由于桩身强度和模量大于桩间土的强度和模量，所以在荷载作用下，桩顶应力大于桩间表面应力。桩可以将荷载转移到更深的土层，相应地减少桩间土所承受的荷载。这样，由于桩的作用，复合地基的承载力提高，变形减小。另外，CFG桩不加固，桩身使用工业废料粉煤灰作为掺合料，大大降低了工程造价。夯实水泥土桩是由相对单一的土料，在孔外按一定比例掺入水泥制成水泥土，分层回填到孔内，用力夯实，制成均匀的水泥土桩。桩、桩间土和垫层共同构成复合地基。夯实水泥土桩作为一种粘结强度中等的桩，不仅适用于地下水位以上的淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土的地基加固，也是降水处理后地下水位以下地基加固的有效方法。夯实水泥土桩可以通过两种作用提高地基的强度。一种是桩间土在压实过程中被压实，使桩周土的强度得到一定程度的提高。另一种是水泥土本身夯成桩，水泥土混合后能产生离子交换等一系列物理化学反应，使桩本身具有较高的强度和水力性质。处理后的复合地基强度和抗变形能力明显提高。
在复合地基设计中，在地基、桩与桩间土之间设置一定厚度的颗粒材料组成的垫层，是复合地基的一项核心技术。基础下是否有垫层对复合地基的应力影响很大。如果没有褥垫层，复合地基的承载特性与桩基相似，桩间土的承载力难以发挥，不能成为复合地基。如果在基础下设置垫层，桩间土荷载的施加将不仅仅取决于桩的沉降。即使桩端落在良好的土层上，也能保证荷载通过垫层作用在桩间土上，使桩和土共同承担荷载。
由基底(天然地基土)和两种钢筋组成的人工地基，不仅能发挥CFG桩承载力高、排水性能好的特点，而且由于CFG桩的插入，增强了水泥土桩的侧向约束作用。同时，由于夯实水泥土桩的安装，可以有效提高地基土的变形能力，同时提高土的抗剪强度，也可以防止CFG桩的贯入破坏。
2。工程概况
河南科技大学综合实验楼主楼12层，另一层地下室，一层辅楼8层，均为框架结构。地基加固采用CFG桩和水泥土桩复合地基。两桩总数约3600。复合地基承载力设计值为350kpa。CFG桩采用长螺旋钻钻孔，桩身强度20MPa；水泥桩采用机动洛阳铲钻孔，桩身强度5MPa垫层为5~10m厚的砾石，厚度为0.2m