四川工商学院 成都 611745
摘要：为了使天然软弱地基得到补强加固，以提高地基的强度，保证地基的稳定性，降低地基的压缩性减少沉降和不均匀沉降。本文依靠勘察获取的地质资料知地层以粘性土为主，夹杂少量砾砂，地层条件复杂，层厚不均，考虑以粘土层为持力层全场布置 CFG 桩。在对工程资料的深入分析对设计原理扎实掌握、及对相关技术的国内外现状熟练掌握的基础上进行优化设计。
关键词：CFG 桩；优化设计；地基加固；
1引言
CFG 桩实质是一种复合地基形式，由桩间士、褥垫层及碎石、水泥、石屑、粉煤灰加水拌和而成的高粘结强度桩配套组成，又叫做水泥粉煤灰碎石桩。CFG 桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表形式，因为桩本身的的模量和强度和比桩之间的土力大，同时又是通过基础与褥垫层相连的，在荷载作用下，无论桩的一端落在普通土层还是坚实土层，桩顶应力均比桩间士表面应力大，都可以保证桩间土始终在参与工作。桩的作用是提高复合地基的承载力，原因是在存在荷载时，会减少桩间土承担的荷载，另会将承受的压力向地下更深的土体中扩散。之所以工程造价低，不仅仅是因为 CFG 桩不配筋，更是充分利用粉煤灰这种工业废料作为辅料进行掺拌。
在西南地区的软土地基处理中，CFG 桩发挥了很好的效果。随着时间的推移，CFG 桩复合地基处理在全国十多个省市有应用，已经发展到相对比较成熟的阶段，同时被列为国家科委重点推广研究成果和建设部重点推广技术；国内外 CFG 桩地基处理技术也得到了广泛的应用。
2 工程概况
拟建工程为四川省自贡市某教学楼，地理位置优越，交通方便，四周场地开阔，拟建的教学楼为 5 层框架结构,基础采用钢筋混凝土独立柱基础，基础埋深 1.5m。根据上部荷载的设计要求，上部结构要求 fsp≥280kPa。拟建场地内地下水由上层滞水和孔隙潜水组成。上层滞水主要赋存于素填土内，受生活用水和大气降水的补给；场地内的卵石层为主要孔隙潜水含水层。勘察期间为丰水期，在钻孔中测得场地内上层滞水水位为 1.0～3.0m。地下水静止水位为 8.70～13.8m，标高 483.76～488.54m。据多年观测资料有该场地地下水水位变化幅度在 2.00m 左右。
在拟建场地勘探深度范围内的地层主要由素填土、粘土、粉质粘土、含卵石粉质粘土、卵石及泥岩组成，地层分类由上至下描述如下：
1、素填土（Q4ml）：褐色～褐灰色, 新近回填，松散～稍密，稍湿～湿。以粘性土为主，含少许植物根须，层厚 0.30～5.40m 左右。
2、粘土（Q3al+pl）：灰色～黑灰色, 软塑～可塑。含铁锰质及少量钙质结核。
该层厚 0.40～4.40m 左右。
3、粘土（Q3al+pl）：黄褐色～褐黄色,可塑～硬塑～坚硬。含氧化铁、高岭土、铁锰质结核。层厚 1.40～12.30m 左右。
4、粉质粘土（Q3al+pl）：黄褐色～褐色,可塑～硬塑。含氧化铁、铁锰质结核、高岭土。层厚 0.40～7.40m 左右。
5、含卵石粉质粘土（Q3al+pl）：褐黄色～黄褐色,含氧化铁、铁锰质结核及氧化物，卵石含量在 10～30%左右（部分地段的卵石含量较多），粒径 2～5cm,多呈强风化，手捏即碎。层厚 9.00m 左右。
6、卵石（Q3al+pl）：褐灰色～黄褐色,稍密～密实,湿～饱和。粒径 2～8cm,充填物为砂、粘性土，卵石含量约占 50～70%左右。层厚 8.00m 左右。层顶标高大约在479.41m 左右。
3 优化设计
通常浅层的处理一般总是较深层处理经济，施工周期短、施工机械设备简单、施工管理方便，因此在施工方案选择中，一般总是优先选择前一种思路。通过计算比较两种思路，由以上表格可知：采用 CFG 桩与碎石桩相比，克服了桩体强度不足的问题；与桩基础相比，掺加了工业废料，同时又利用了地基土的承载力，工程造价有所降低；可调性强（CFG长、短桩）；适用范围广；刚性桩特征明显，全桩长发挥作用，有明显的端阻效果。由于桩基础施工的工作机理相对来说比较复杂，目前其运用的设计计算的方法体系不太全面。从造价方面来讲，桩基础对地基进行处理的价格比普通的处理方法价格高。
1、设计要求；复合地基土经过使用 CFG 桩加固处理后，承载力特征值必须达到如下要求：复合地基的压缩模量Ｅsp大于等于 12MPa，fspk大于等于 280kPa。
2、桩径：桩径取400mm；桩距取1m。CFG 桩桩长以 2-2 粘土层作为桩端持力层，桩周土大部分仍然是 2-2 粘土层，规范规定：桩长度不宜小于 3.00 米。为了保证桩头质量，桩顶设置保护桩长， 因此 CFG桩的设计桩长为 4m，以保证桩进入持力层 0.5m 以上。
3、CFG 桩的平面布置；根据实际施工经验和规范要求，基础边缘到 CFG 边桩中心到的距离应该大于等于 400mm。本项目在应用中，CFG 桩是按照三角形或者正方形进行布桩。
4关键技术措施
1、关键点分析
因为本工程的具有复杂的地质条件，施工过程中必须使用专业人员控制，必须将土取至与设计桩长相同的区域，以此来保证处于持力层上。CFG 桩施工完成后，必须清理场地，使用压路机进行碾压。施工过程中，需要每次把握锤击高度、锤击数和投料量。每次锤击的锤击高度控制在3到6m 范围，每次锤击数必须大于6次，每次的填筑投料量约0.05m3。
2、关键点的控制措施
为确保现场施工满足质量和技术要求，项目经理应不定时对工程质量进行抽查，对于为满足要求的不合格工程，必须追究其相应责任人。质检员必须加强现场质量管控，尤其是对关键点的控制，第一时间指出并纠正不规范的操作，依据技术交底内容的相关处罚措施进行处罚，并上报上级领导审批，同时确认最终的整个措施。
5结束语
在对自贡市某教学楼工程的毕业设计调研的基础上，在施工现场收集了本工程的工程资料，通过将已收集的资料整理分析，查阅相关规范及文献。采用全场布置 CFG 桩，从技术可行性、经济合理性、工程可靠性等方面进行优化设计，从而使本工程通过优化设计方案的处理后满足上部结构荷载要求，解决天然地基承载力不足的问题。
参考文献
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