對設計工作者來講，有兩點必須牢記：1）碎石樁復合地基的承載能力由沉降量確定；2)當碎石樁樁長大于5倍直徑后，其樁長的增減對承載力影響甚小。

 

    2、復合地基的承載力計算公式

    復合地基的承載力可用下列公式計算：

           fspk=mfpk+(1-m)fsk              (1)

          或fspk=[1+m(n-1)]afak           (2)

    式中  fspk——復合地基承載力特征值(Kpa)；

              fsk——加固后樁間土承載力特征值(Kpa)；

              fpk——樁體承載力特征值(Kpa)；

    fak——天然地基承載力特征值(Kpa)；

    m——樁土面積置換率，m=AP/A；

    n——樁土應力比，無實測資料時，可取2～4，原始土強度低時取大值，原始土強度高時取小值；

    a——樁間土承載力提高系數，按經驗取值。對粘性土可取a=1；

 

    續要：上述兩條就是碎石樁加固后的地基承載力不會比原天然地基大許多的主要原因。

    如果需要較大改進碎石樁的承載力，則必須改變其受力機理。

 

    從碎石樁復合地基承載力計算式中可知，要增加復合地基的承載能力，則必須增大m和n值。通常m=7%～25%,當m.>30%時，就不太經濟。因此，要增加復合地基的承載能力，就應該改變樁土應力比n，為此目的，應該用新的材料來代替原來樁身填料。即用CFG樁復合地基去代替碎石樁復合地基。

 

    CFG樁(粉煤灰碎石樁)的樁體，它由粗、細石料、粉煤灰、水泥和水按一定比例混合而成，其建造方法與碎石樁復合地基相類似，但其工作性能比碎石樁有很大不同，主要在下述幾方面進行了改進：

 

    1、CFG樁的承載力隨其長度的變化而變化。

    具有不同樁長的碎石樁和CFG樁復合地基得荷載—沉降曲線（Q～S）如圖2所示。樁長9.0m和5.5m的碎石復合地基的Q～S曲線相類似，而樁長9.0m和5.5m的CFG復合地基的Q～S曲線卻大不一樣（兩種樁的樁徑均為425mm）。該圖可說明碎石樁的樁長變化對承載力影響甚小（當樁長大于5倍樁徑后），而CFG樁的承載力卻隨樁長的增加而得到加強。

 

    CFG樁的承載力隨長度增加而增加的主要原因為：這種樁是一種半柔性、半剛性樁，樁體本身具有足夠的粘結力可利用樁周摩阻力去抵抗由上部結構產生的垂直荷載。

 

    2、經CFG樁加固后的地基承載力可比原天然地基高出許多倍。

    由式（1）可知，樁土應力比n是提高復合地基承載力的重要因素。對CFG樁復合地基來說，單樁承載力可比天然地基大很多，通常n=15～25,，甚至更多。加固后的CFG樁復合地基可比原樁土提高3倍以上。從圖（2）可看出，5.5m長的CFG樁復合地基的承載力比碎石樁提高近一倍，而9.0m長的CFG樁復合地基提高了近兩倍。

 

    3、CFG樁的沉降率小且穩定快

    CFG樁復合地基工作特性的另一特點是：沉降量比碎石樁小且穩定快。通過河南省的永成、中牟、許昌等工程中的現場荷載試驗，可以看出，CFG樁復合地基的前10級加荷的時間小于24小時，而碎石樁復合地基的前10級加荷時間已超過60小時。并且在加荷過程中，每級荷載下的沉降量，CFG樁均小于碎石樁。

 

    1、CFG樁復合地基的允許承載力

    CFG樁復合地基的允許承載力fBP可以用式（1）直接求出。式中n值可根據CFG樁的設計承載力與原樁土的承載力f（FB≈1.0～1.2f）的比值預以確定。

 

    2、CFG樁復合地基的沉降量

    CFG樁復合地基的沉降量s可用下列方法計算：

    A、分層法

    CFG樁復合地基的總沉降量S可分成兩部分考慮：

    S= S1+ S2                           (2)

    式中S1…CFG樁加固后地基土的沉降量；

    S2…復合地基下部未加固土層的沉降量；

    S1=∑δihi/EδPi                                                 (3)

    S2=∑δJhJ/EΔj                         (4)

    式中δi…加固后復合地基的第i層土豎向附加應力；

    δj…未加固復合地基的第j層土豎向附加應力；

    hi…加固后復合地基的第i層土厚度

    hj…未加固地基的第j層厚度

    EδPi…加固后復合地基的第i層土的壓縮模量；

    EδJ…未加固地基的第j層土的壓縮模量；

    EδPi=[1+m(n-1)] Eδi                  (5)

    式中Eδi…加固后樁間土的第i層土的壓縮模量

 

    B、現場載荷試驗法

    通過現場載荷試驗確定復合地基允許沉降量S

 

    3、CFG樁的樁長、樁徑和樁距

    CFG樁的允許承載力主要是由樁長確定，因此樁長應根據CFG樁復合地基的承載力進行計算。考慮施工進度，樁長最好不超過12m，并設計成短樁最為經濟。

    樁徑主要由打樁設備決定，而樁距一般以3～5倍樁徑為宜。

 

    CFG樁采用電動振動樁機進行施工，其施工方法與碎石樁基本類似，但應注意下列各點。

    1、碎石、粉煤灰、水泥和水的配合比

    配合比中的主要問題是粉煤灰的質量不易確定。

    一般來講，對C7.5級CFG樁,其配合比為：0.6m3：0.4m3：250kg：100kg：150kg（粗石料：碎石屑：粉煤灰：水泥：水）。如果需要提高CFG樁的強度，則可增加水泥用量；反之，可減少水泥用量。

 

    2、控制填料量

    填料量的多少關系到施工質量的好壞，一般以1.2做充盈系數。

 

    3、注意密實電流

    一般來講，密實電流應控制在50～55安培為宜。

 

    因為CFG樁的施工質量變異性較大，其質量問題比混凝土樁基多，故加強CFG樁的質量檢測，承載力測試就更為重要。一般來講，下列方法是必要的： 

    1、CFG樁的單樁質量

    A、單樁承載力：應通過現場載荷試驗預以確定，試驗樁數一般為1﹪并不少于三根

    B、單樁質量：可通過樁基動測法預以檢測，檢測數至少應有20﹪

 

    2、CFG樁復合地基的質量

    A、復合地基的承載力：可通過現場載荷試驗預以確定，其允許承載力主要有允許沉降量控制，一般以S/B=0.01(S—沉降量，B—載荷板寬度)對應的載荷為允許荷載。檢測數不少于1﹪。

    B、復合地基的質量：可通過樁間土動力觸談或靜力觸探來檢測樁間土的施工質量（擠密效果）。

 

1、張季超等，從P—S曲線的線性談碎石樁的受力機理，復合地基，承德。

2、閻明禮等，CFG樁復合地基的工程應用，復合地基，承德。

3、盛崇文，碎石樁復合地基設計與施工的經驗，深基礎國際會議，北京。