CFG桩复合地基研究现状.doc

CFG 桩复合地基研究现状 魏玉琴 （ 河南省建筑职工大学 河南省建筑工程学校，河南 郑州 450007 ） 摘要 ： CFG 桩复合地基是一种新的地基处理技术，本文介绍了 CFG 桩特点及工程应用现状。 关键词 ： CFG 桩基本理论；特点；工程现状 中图分类号： TU473 文献标识码： A Current Situation of Research about CFG Pile inCompound Foundation Wei Yuqin （ Henan Architectural Adult University ， Henan Architectural Engineering School ， Zhengzhou 450007,China) Abstract: Along with the prosperous and development of the economy of our country, different kinds of buildings have sprung up like mushrooms. The foundation takes a very important status among all kinds of projections; CFG pile compound foundation is a new foundation technology. This article mainly counts on the CFG piles characteristics as well as its application in architectural engineering. Key words ： basic theory of CFG pile; characteristics; current situation of projection 复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，并由原土和增强体共同承担由基础传的建筑物荷载，这样一种人工地基称为复合地基。增强体是由强度和模量比原土高的材料组成，习惯上将增强体称为桩。根据材料的不同，纵向增强体可分为碎石桩、水泥土桩、 CFG 桩等。根据桩体的强度和模量大小，可分为散体复合地基（如振冲碎石桩复合地基），低粘结强度桩复合地基（如石灰桩、灰土桩），中等粘结强度桩复合地基 ( 如夯实水泥土桩复合地基 ) ，高粘结强度桩复合地基 ( 如 CFG 桩 ) 。 1 CFG 桩复合地基的特点 水泥粉煤灰碎石桩法（简称 CFG 桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。 CFG 桩的骨干材料为碎石，粗骨料；石屑为中等粒径骨料，以改善桩体级配，增强桩体强度；粉煤灰是细骨料，又有低标号水泥的作用，可使桩体具有明显的后期强度。这种地基加固方法吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点，其一，施工工艺与普通振动沉管灌注桩一样，工艺简单，与振冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也小；其二，所用材料仅需少量水泥，便于就地取材；节约材料；其三，受力特性与水泥搅拌桩类似。 CFG 桩的掺入料粉煤灰是燃烧发电厂排出的一种工业废料，它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（ 1100 1500 ）后，由收尘器收集的细灰，简称干灰。用湿法排灰所得的粉煤灰称为湿灰，由于部分活性先行水化，所以其活性也较干灰为低，粉煤灰的活性是影响混合料强度的主要指标，活性越高，混合料需水量越少，强度越高；活性越低，混合料需水量越多，强度越低。不同的发电厂收集的粉煤灰，由于原煤种类、燃烧条件、煤粉细度、收灰方式的不同，其活性有很大差异，所以对混合料的强度有很大影响。粉煤灰的活性决定于各种粒度 AL 2 O 3 和 SiO 2 的含量， CaO 对粉煤灰的活性也很有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。 CFG 桩的骨料碎石，掺入石屑是填充碎石的空隙，使级配良好。接触比表面积增大，提高桩体抗剪强度。 CFG 桩复合地基一般适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基；既可用于挤密效果好的土，又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 桩用于挤密效果差的土时承载力的提高只与置换作用有关。与其他复合地基的桩型相比， CFG 桩由于桩体材料较轻，置换作用特别明显。就基础形式而言， CFG 桩复合地基既适用于条形基础（有地梁）、独立基础，又适用于筏基、箱型基础。 2 CFG 桩复合地基处理技术现状 CFG 桩复合地基是一种新的地基处理技术， CFG 桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题 , 于 1988 年立题进行试验研究 , 并应用于工程实践， CFG 桩复合地基试验研究成果于 1992 年由建设部组织鉴定 , 专家们认为：该成果具有国际领先水平； CFG 桩复合地基成套技术， 1994 年被建设部列为全国重点推广项目 ,1997 年被视为国家级工法，并列入国家行业标准建筑地基处理技术规范，目前 , 该技术已在全国 23 个省市推广使用 , 据不完全统计 , 已有 1000 多个工程使用该技术， CFG 桩由于在桩体材料中加入工业废料粉煤灰 , 可以减少环境污染 , 又达到料废物利用的目的 , 具有显著的经济效益和社会效益， CFG 桩桩体不配筋 , 又充分发挥了桩间土的承载力 , 与普通混凝土桩相比 , 所需桩数较少 , 其造价一般只有桩基的 1/3 1/2, 工程造价也低廉 , 值得重点推广。 随着 CFG 桩复合地基在全国范围内推广及应用 , 特别是近几年的发展， CFG 桩复合地基技术在我国的基本建设中起了非常重要的作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。特别是近几年，该技术在北方地区的高层建筑地基处理中得到应用，据不完全统计，已有 300 余栋高层建筑地基处理采用了 CFG 桩加固技术。因此，近年来，对 CFG 桩复合地基各方面的研究也取得了很多成果，（ 1 ）关于 CFG 桩复合地基工程特性的研究， 阎明礼 教授和张东刚高工做了大量的试验工作，总结了其工程特性；（ 2 ）关于 CFG 桩复合地基的设计，赵其华、李建光提出了沉降量和承载力双重控制的 CFG 桩复合地基的设计思想；（ 3 ）关于 CFG 桩桩体材料特性的试验研究方面，范云、汪英珍通过对 CFG 桩桩体材料的室内配比试验，获得了不同配比条件下桩体材料强度变化规律，提出了 CFG 桩桩体材料配比是应遵循的某些原则和方法；（ 4 ）关于 CFG 桩复合地基承载性状方面，张晶、李斌等进行了大量的试验研究，通过对工程上较软弱土层进行复合地基处理后的静载试验结果，分析了 CFG 桩复合地基承载性状，并对单桩、桩土复合、桩间土、等不同的复合地基试验结果进行了分析对比，得出 CFG 桩的后期强度增长幅度较高，对整体桩的性状是有利结论。（ 5 ）关于 CFG 桩复合地基在工程实例中的应用研究， 阎明礼 教授和张东刚高工作了大量的工程实例应用研究，总结了很多工程经验。关于 CFG 桩复合地基的变形、边载条件、力学特性等的研究，很多专家作了大量的研究工作并得出了相应的规律和结果，这里不再一一赘述。 每一种地基基础处理方法，都有其使用的地质条件和范围，以及特定的施工方法，在不同的条件下，会遇到不同的问题，都要有不同的处理方法。 CFG 桩复合地基处理技术，具有施工速度快、工期短、质量容易控制及工程造价低廉等特点，因此，目前已成为郑州地区高层建筑中主要的地基处理技