CFG樁法
5.1.1 基本概念
CFG樁，是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，(C指Cement、F指Fly-ash、G指Gravel)，是由碎石、石屑、粉煤灰組成混合料，摻適量水進(jìn)行拌和，采用各種成樁機(jī)械形成的樁體。通過調(diào)整水泥的用量及配比，可使樁體強(qiáng)度等級在C5～C20之間變化，最高可達(dá)C25，相當(dāng)于剛性樁。由于樁體剛度很大，區(qū)別于一般柔性樁和水泥土類樁，因此，常常在樁頂與基礎(chǔ)之間鋪設(shè)一層150~300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石(稱其為褥墊層)，以利于樁間土發(fā)揮承載力，與樁組成復(fù)合地基，見圖5.1-1。
褥墊層在水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基中具有重要 作用，它可起到保證樁土共同承擔(dān)荷載、調(diào)整樁與土垂 圖5.1-1
直及水平荷載的分擔(dān)和減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中的作用。
【例題1】CFG樁是( )的簡稱。
A、低標(biāo)號素混凝土樁； B、水泥白灰碎石樁；
C、白灰粉煤灰碎石樁； D、水泥粉煤灰碎石樁； 答案：D
【例題2】采用CFG樁地基處理后，一般設(shè)置的褥墊層厚度為( )。
A、100~200mm； B、150~300mm；C、300~500mm；D、大于500mm； 答案：B
5.1.2 適用范圍
適用于處理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。
5.1.3 加固原理
CFG樁法也是通過在地基中形成樁體作為豎向加固體，與樁間土組成復(fù)合地基，共同承擔(dān)基礎(chǔ)、回填土及上部結(jié)構(gòu)荷載。當(dāng)樁體強(qiáng)度較高時，CFG樁類似于鋼筋混凝土樁(常稱為剛性樁)，這樣，在常用的幾米到二十多米樁長范圍內(nèi)，樁側(cè)摩阻力都能發(fā)揮，不存在柔性樁(如砂石樁法、振沖法形成的散體材料樁)或半剛性樁(如水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、夯實(shí)水泥土樁法等形成的低黏結(jié)強(qiáng)度樁體)存在的有效樁長的現(xiàn)象。因此，無論是承載力提高幅度及處理深度都較柔性樁和半剛性樁為優(yōu)。
5.1.4 CFG樁復(fù)合地基的工程特性
1 承載力提高幅度大，可調(diào)性強(qiáng)
由于褥墊層對樁和樁間土的變形協(xié)調(diào)作用，樁距大小(置換率高低)不影響樁、土承載力的發(fā)揮；CFG樁的樁身強(qiáng)度高，可保證樁長較大時，全樁長發(fā)揮作用，充分利用土對樁的側(cè)阻力、端阻力，不會像柔性樁、低強(qiáng)度樁一樣受“有效樁長”的限制。因此CFG樁復(fù)合地基設(shè)計時，可以根據(jù)需要，靈活調(diào)整樁距和樁長，其承載力調(diào)整的幅度非常大。根據(jù)已有的工程實(shí)例，天然地基承載力的提高幅度從50％～400％。
【例題3】某水泥廠擬建一水泥均化庫，原地基土承載力特征值為160kpa，現(xiàn)需將地基承載力特征提高到500kpa才能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載要求，下列各種處理方法中最佳方案為( )。
A、換填墊層法；
B、振沖置換法；
C、CFG樁法；
D、鉆孔灌注樁；
答案：C
2 沉降量和差異沉降控制效果好
實(shí)際工程中，CFG樁的材料強(qiáng)度等級與普通灌注樁相近，在豎向受力時，其單樁承載力、沉降量與同等條件下的灌注樁相差無幾，因此其絕對沉降量在復(fù)合地基中是最小的幾種形式之一。此外由于有褥墊層的變形協(xié)調(diào)作用，基礎(chǔ)的局部傾斜、相鄰柱基的沉降差也得以減小。 因此其沉降量和差異沉降量控制效果好。
【例題4】在地層、樁徑、樁長、樁頂標(biāo)高均相同的條件下，采用鉆孔灌注樁和CFG樁(二者樁身強(qiáng)度均滿足要求)，其單樁承載力特征值分別為f1、f2，二者比較有( )。
A、f1>f2；
B、f1<f2；
C、f1=f2；
D、無法比較；
答案：C
3 適應(yīng)范圍廣
以地基形式而言，CFG樁既可適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可用筏基和箱形基礎(chǔ)。就土性而言，CFG樁可用于處理黏性土、粉土、砂土和填土。既可用于擠密效果好土，也可用于擠密效果差的土。當(dāng)CFG樁用于擠密效果好的土?xí)r，承載力的提高既有擠密作用、又有置換作用；當(dāng)CFG樁用于不可擠密土?xí)r，承載力的提高只有置換作用。對淤泥質(zhì)土和天然地基承載力較低的土(fka≤50kPa)，應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定CFG樁的適用性。
5.1.5 褥墊層的作用及合理厚度
由級配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊，在復(fù)合地基中有如下幾種作用：
1 保證樁、土共同承擔(dān)荷載。
褥墊層的設(shè)置為CFG樁復(fù)合地基在受荷后提供了樁上、下刺入的條件；如圖5.1-2所示，即使樁端位于硬土層上，至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。樁、土受始終為一常值。
