CFG桩复合地基褥垫层的设计与施工技术.docx

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CFG桩复合地基褥垫层的设计与施工技术

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摘要:本文介绍了褥垫层在CFG桩复合地基中的承载机理和特征，阐述了褥垫层是CFG桩复合地基中重要而关键的技术。并结合工程实例，通过现场原位实测，验证了褥垫层可有效提高复合地基的承载力。

关键词:CFG桩褥垫层复合地基

Abstract:thispaperintroducestheserveralproblemsinCFGpilecompositefoundationbearingmechanismandcharacteristicsof,thispaperexpoundstheserveralproblemsisCFGpilecompositefoundationisimportantandkeytechnology.Andcombinedwithengineeringexample,andthroughthefieldinsitumeasured,andverifiestheserveralproblemscaneffectivelyimprovethebearingcapacityofcompoundfoundation.

Keywords:CFGpilecompositefoundationserveralproblems

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一、引言

随着科学技术的迅速发展，各种类型的人工地基日趋多样，CFG桩复合地基，因其充分发挥了桩间土和桩的共同作用以及相对低廉的工程造价，在当下建设工程中得到了广泛的应用。CFG桩复合地基由于设置了褥垫层，有效提高了桩间土的地基承载力，从而极大地提高了CFG桩在复合地基中的承载力和抗变形能力，对建筑结构的安全稳定有着非常重要的意义。

二、褥垫层的作用机理

目前，在我国CFG桩复合地基多用于高层建筑中。CFG桩是水泥、粉煤灰、碎石桩的简称（即cementflying-ashgravelpile），它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂子适量加水搅拌而成的高粘结强度桩，它在桩间土和褥垫层的共同作用下形成了人工复合地基。在CFG桩复合地基设计中，褥垫层是复合地基的一项关键技术，其基本设计原理阐述如下。

（一）桩与桩间土的共同作用

CFG桩属于刚性桩，与桩间土的变形模量差别很大，而复合地基在刚性基础下等量变形时，地基土应力将按材料模量（即刚度）进行分布，故桩顶范围内应力集中，并随荷载的增大而加剧，而桩间土的承载力却难以发挥。

试验资料表明，复合地基在基础荷载作用下，桩体范围内应力集中，受力状态近似于桩基础，而桩间土上的反力却保持着类似于天然地基时的马鞍形分布。当铺设一定厚度的褥垫层后，基础荷载通过褥垫层向桩间土分布和扩散，桩体承担竖向荷载的比例得到了有效的调整，由此产生桩体与桩间土共同承担上部荷载的作用。在CFG桩复合地基不设置褥垫层和设置褥垫层的情况下，其桩间土的受力状态有着明显的变化，如图1所示。

（二）地基应力的均匀分布

当CFG桩复合地基不设褥垫层（H＝0）时，CFG桩对基础产生很大的集中应力，桩与桩间土的应力比很大，并随荷载的增加呈线性增长；当CFG桩复合地基设置褥垫层（H0）时，桩与桩间土的应力比就会产生变化，在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中，这种变化尤其明显。在荷载作用初期，垫层将荷载比较均匀地传递给桩和桩间土，随着桩和桩间土变形，桩间土的应力逐渐向桩体汇集，桩与桩间土的应力比随之增大，近于呈线性增长。在荷载作用后期，随着荷载继续增大，桩体首先进入塑性状态，桩上应力又会逐渐向桩间土传递，桩与桩间土应力比开始减小，直至桩和桩间土共同进入塑性状态，最终趋于某一定值。

通过对一组CFG桩复合地基的检测试验结果表明，β与H成反比。当褥垫层的设置厚度H＝0时，β值很大；当H100mm时，β值显著降低；当H＝300mm时，β值很小。

β为桩顶所对应的基础底面的反力与桩间土所对应的基础底面的反力的比值，用下式表示：

β＝σRP/σRS

式中：σRP——桩顶所对应的基础底面的反力。

σRS——桩间土所对应的基础底面的反力。

可见，褥垫层对CFG桩复合地基应力的均匀分布及调整变形有着不可替代的作用，如图2所示。

（三）减小地基的沉降值

从理论上讲，褥垫层不属于桩体的加固范围，但属于地基的压缩层范围。在地基沉降计算中，把褥垫层看作压缩层的第一层土，可减小沉降值。如采用分层总和法计算，把褥垫层作为一层土单独计算，与合并到原土层中计算，沉降值有一定的差别，其原因是褥垫层的压缩模量比天然土的压缩模量要大得多。

三、褥垫层的设计与施工

根据本人的经验和体会，褥垫层是否产生应