隨著工程建設的飛速發展，地基處理手段也日趨多樣化，復合地基由于其充分利用樁間土和樁共同作用的特有優勢和相對低廉的工程造價得到了越來越廣泛的應用。本工程應用CFG樁和夯實水泥土樁復合地基相結合的方法，充分發揮了CFG樁的高承載力性能和水泥土樁的抗變形性能，并通過褥墊層的設置發揮樁間土的承載力。

 

    CFG樁復合地基粘結強度樁是復合地基的代表，目前多用于小高層、高層和超高層建筑中。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間士、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間士表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。

   

    夯實水泥土樁是用人工或機械成孔，選用相對單一的土質材料，與水泥按一定配比，在孔外充分拌和均勻制成水泥土，分層向孔內回填并強力夯實，制成均勻的水泥土樁。樁、樁間土和褥墊層一起形成復合地基。夯實水泥土樁作為中等粘結強度樁，不僅適用于地下水位以上淤泥質土、素填土、粉土、粉質粘土等地基加固，對地下水位以下情況，在進行降水處理后，采取夯實水泥土樁進行地基加固，也是行之有效的一種方法（房屋加固使用較為普遍）。 

 

    夯實水泥土樁通過兩方面作用使地基強度提高，一是成樁夯實過程中擠密樁間土，使樁周土強度有一定程度提高，二是水泥土本身夯實成樁，且水泥與土混合后可產生離子交換等一系列物理化學反應，使樁體本身有較高強度，具水硬性。處理后的復合地基強度和抗變形能力有明顯提高。

   

    復合地基設計中，基礎與樁和樁間土之間設置一定厚度的褥墊層（一般為灰土墊層或砂石墊層），是復合地基的一個核心技術。基礎下是否設置褥墊層，對復合地基受力影響很大。若不設置褥墊層，復合地基承載特性與樁基礎相似，樁間土承載能力難以發揮，不能成為復合地基。基礎下設置褥墊層，樁間土載力的發揮就不單純依靠于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載。

 

    由基體和兩種增強體三部分組成的人工地基，既能發揮CFG樁高承載力和良好的排水作用的特點，又因CFG樁的插入而使水泥土樁的側限約束作用得到增強。同時，由于設置了夯實水泥土樁，地基土的變形能力可得到有效的改善，并同時提高了土體的抗剪強度，亦可使CFG樁避免產生刺入破壞的可能。

 

    工程概況審計署特派辦大廈的主樓為15層，另有1層地下室，副樓10層，均為框架結構。地基采用CFG樁與夯實水泥土樁復合地基進行加固處理，兩種樁總樁數約為3600根（CFG樁2000根，夯實水泥土樁1600根）。復合地基承載力設計值220kPa。CFG樁采用長螺旋鉆成孔，樁身強度為20MPa；水泥土樁采用機動洛陽鏟成孔，樁身強度為5MPa：褥墊層采用5~10m礫石，厚度為0.20m。場地地形較平坦，地貌單元屬皂河III級階地。其工程地質條件如表1所示。

 

                                                                  表1工程地質條件

 

    平面布置該樓占地45×143.4m，主樓高52.5m，平面外形為長方形，主樓東、西兩側各有一副樓，高38m。復合地基所采用的樁的類型有3種：CFG樁，水泥土長樁，水泥土短樁。布樁時考慮樁受力的合理性，盡量利用樁間土應力σs產生的附加應力對樁側阻力的增大作用。通常σs越大，作用在樁上的水平力越大，樁的側阻力越大。此復合地基采用夯實水泥土短樁與CFG樁成排間隔布置，CFG樁與水泥土短樁間隔0.75m，并在褥墊層四周采取水泥土長樁圍護的隔水措施。主樓的CFG樁有效樁長不小于12m，水泥土樁短樁有效樁長不小于7.5m，水泥土樁長樁有效樁長不小于12m，副樓的CFG樁有效樁長不小于14.5m，水泥土樁短樁的有效樁長不小于7m，水泥土樁長樁的有效樁長不小于14.5m，樁徑均為0.5m。由于此場地19.3m處出現地下水位，而設計的CFG樁達到地下26m，這就需要降水處理。CFG樁復合地基的設置，不僅可以大幅度的提高地基承載力，而且具有很好的排水作用，這就無需其它的排水措施。水泥土樁體具有很高的模量，因此，用夯實水泥土樁加固的復合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。

   

    試驗結果分析，復合地基靜載荷試驗受現場條件限制，試驗采用對不同樁型單樁復合地基承載力按單樁處理面積加權平均的辦法，評價CFG樁和水泥土樁混合地基承載力。試驗有兩組復合地基試驗，每組試驗各有一個CFG樁與一個水泥土樁單樁復合地基試驗點。兩組CFG樁與水泥土樁復合地基靜載荷試驗P-S曲線如圖1所示。

 

如圖1

 

    從P-S曲線可以看出，復合地基靜載荷試驗曲線基本屬于漸進型的光滑曲線，不存在陡降點。取最大加荷量的一半作為CFG樁、水泥土樁的單樁復合地基承載力設計值。即CFG樁單樁復合地基承載力設計值大于360kPa，水泥土樁單樁復合地基承載力設計值大于200kPa，對兩組值進行加權平均后，可知CFG樁與夯實水泥土樁混合樁型復合地基承載力不小于280kPa，可見復合地基承載力提高了，滿足設計要求。

   

    輕便觸探試驗為對比加固前后樁間土承載力的變化，完工后，布置了7個輕便觸探點進行試驗。綜合分析樁間土測試結果可知，經水泥土樁與CFG樁處理后淺層樁間土的承載力基本值不低于120kPa，比地基處理前的樁間土承載力有所提高。

 

    低應變樁身完整性檢測本工程低應變檢測CFG樁樁身完整性600根樁，檢測比例為30%。所測的600根CFG均屬于完整樁或基本完整樁。主樓、副樓均沒有影響正常使用的樁。

 

    結論以復合地基靜壓結果數據看，本工程所采用的組合型復合地基的應用，可最大限度地發揮這兩種樁的優點，使復合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。

 

    復合地基中由于CFG樁樁體材料可以摻入工業廢料粉煤灰、不配筋以及充分發揮樁間土的承載能力，其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩定快、施工簡單易行、工程質量易保證等優點，工程造價一般為樁基的1/3~1/2，經濟效益和社會效益非常顯著。

 

    夯實水泥土樁處理地基是一種效果明顯的處理方法，用夯實水泥土樁加固后的復合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。

    是否設置褥墊層以及墊層的材料和厚度，直接影響復合地基的樁和樁間土強度的發揮，合理的墊層厚度對提高復合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。

 

參考文獻：
    [1] 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范(GB50202-2002) [S].中國建筑工業出版社, 2002.
    [2] 建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002) [S].中國建筑工業出版社, 2002.
    [3] 建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002) [S]. 中國建筑工業出版社, 2002.