CFG桩及其复合地基知识概述
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CFG桩及其复合地基知识概述
CFG桩CFG(Cement Flying—ash Gravel pile)桩是在碎石桩桩体中掺加适量的粉煤灰、石屑或砂、水泥及特种添加剂加水拌合，用各种成桩机械制成的一种高黏结强度桩体的简称。就其功能原理来讲属于地基处理范畴，桩身可在全长范围内受力，和桩基相比，由于CFG桩可以掺人工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1／3—1／2。CFG桩施工速度很快，一台设备10—15 d可处理1 000 m 地基。目前已应用于公路建设的软基处理、桥涵台背处理和结构物基底处理工程等项目中。
随着我国近年来的经济和基础设施建设的发展，CFG桩复合地基技术在软土地基处理方面得到了越来越广泛的应用，并出现了很多理论和计算方法。但是由于影响CFG桩复合地基承载性状的不确定因素多、问题复杂且难度大，人们对它的认识还不够深入，使理论计算与工程实际存有较大差异，并且造成了在实际工程应用中的安全隐患或浪费，因此有必要对CFG桩复合地基承载性状进行进一步研究，使理论研究与实际相吻合并指导实践，从而达到安全适用、经济合理的目的。
近年来随着我国经济的快速发展，多高层建筑蓬勃发展，大量建筑不可避免的会建在一些软土地层，然而由于软土地基具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点，使得在地基填土和建筑自重作用下，会出现不均匀沉降、承载力和稳定性、渗流等地基问题。当天然地基不能满足建筑物要求时，需要采用各种地基处理措施，形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求，保证其安全与正常使用。结合实际工程地质等条件，选出最优的地基处理方案。
1.3 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。
当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。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。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。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， CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便工期短、造价低廉等技术优点,是上世纪90年代以来发展最快的一种方法、受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。
1.4研究目的及意义
地基处理的恰当与否，不仅影响工程的造价，而且影响工程的安危，它关系到整个工程的质量、投资和进度，其重要性己愈来愈多地被人们所认识。尤其在软土地区，地基处理是非常关键的环节。大量的工程实践结果表明，水泥土搅拌桩技术在软土地基中的应用，可有效地提高软土的地基承载力，减少地基的沉降量，而且该技术成本相对低廉，施工速度较快，具有独特的技术和经济优势。
