CFG桩复合地基技术

CFG桩复合地基技术

1概述

CFG桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)俗称水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩的基础上掺入一定量的砂(或石屑)、粉煤灰和水泥，加水拌制而成的一种具有较高粘结强度的桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

CFG桩复合地基由中国建筑科学研究院研制成功，该技术已在全国23个省、市广泛推广应用，与桩基相比，由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的超载力，工程造价一般为桩基的1/3~1/2，经济效益和社会效益非常显著。

CFG桩是针对碎石桩超载特性的一些不足，加以改进而发展起来的。碎石桩为散体材料，本身不具有黏结强度，主要靠周围土的约束传递基础传来的垂直载荷。土越软，对桩的约束作用越差，桩传递垂直载荷的能力越差。

通过在碎石桩中填加砂(或石屑)、粉煤灰和水泥，形成的CFG桩改变了普通碎石桩桩体松散性，属于高黏结强度桩。其受力特性得到明显改善。

CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基，如图1所示。褥垫层是CFG桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩基础地基不可缺少的一部分。

图1 CFG桩复合地基示意图

2 CFG桩复合地基的工程特性

2.1承载力提高幅度大，可调性强

CFG桩桩长可从几米至二十多为米，并可全桩长发挥桩的侧阻力。当地基承载力较好时，荷载又不大，可将桩长设计得短一些，荷载大时桩长可以长一些。特别是天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高，且柔性桩难以满足设计要求时，则CFG桩复合地基比较容易实现。

2.2适用范围广

水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，并具有较大适用范围。对基础型式而言，CFG桩可适用于独立基础和条形基础，也可适用于筏基和箱形基础。就土性而言，适用于处理粘土、粉土砂土和正常固结的素填土等地基。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分量、又有置换分量;当CFG桩用于不可挤密土时，承载力的提高只与置换作用有关。CFG桩和其它桩型相比，它的置换作用很突出是一重要特点。

塑性指数高的饱和粘性土，成桩时土的挤密分量接近于零。承载力的提高唯一取决于桩的置换作用。由于桩间土承载力太小，土的荷载分担比太低，此时不宜直接做复合地基。 水泥粉煤灰碎石桩不仅用于承载力较低的土，对承载力较高但变形不能满足要求的地基，也采用水泥粉煤灰碎石桩以减少地基变形。

目前国内许多地区发生的建筑物倾斜、开裂等事故，由地基变形不均匀所致占了较大比例。特别地基土岩性变化大，若只按承载力控制进行设计，将会出现变形过大或严重不均匀，影响建筑物的正常使用。水泥粉煤灰碎石桩复合地基必须进行地基变形验算，这与现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》( GB50007-2002)强调按变形控制的设计思想是一致的。

目前已积累的工程实例，用水泥粉煤灰碎石桩处理承载力较低的地基多用于多层住宅和工业厂房。

3 CFG桩设计

3 .1承载力计算

CFG桩复合地基承载力可用下面的公式进行估算：