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摘要：天然地基不能满足工程建设需求时,必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。本文重点介绍了CFG桩复合地基处理方法及其作用机理。
关键词：CFG桩复合地基、机理、特征、前景展望
CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间士和褥垫层一起构成的刚性桩复合地基。CFG桩〔全称水泥粉煤灰碎石桩〕是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰掺适量水泥加水拌和.这种处理方法是通过在碎石体中添加以水泥为主的胶结材料,添加以增强混合料的和易性并有低标号水泥作用的粉煤灰,同时还添加适量改善级配的石屑,从而使桩体转化为高粘结强度桩。
一、CFG桩复合地基的作用机理
CFG桩属于高粘强度桩。CFG桩和桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥热层,通常由卵(碎)石,中砂等组成,是CFG桩和桩间土形成复合地基的必要条件。
CFG桩复合地基的加固机理是:当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大,所以桩比土的变形小,由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层,桩可以向上刺入,伴随这一变化过程,垫层中垫层材料不断调整补充到桩间土。一般来说，作用机理概括为以下几方面:
1.加筋作用
CFG桩复合地基中,桩体强度与桩间土强度相差较大,在自然上层中的柱状体实际上构成了土层的竖向加筋,从而大大提高了复合地承载力。
2.桩体作用
CFG桩中的水泥经水化反应和与粉煤灰的凝硬反应,生成了主要成份为铝酸钙水化物、钙铝黄长石水化物等不溶于水的稳定的结晶化合物，这些物质以纤维状结晶不断生长延伸充填到碎石和石屑的孔隙中,交织为空间网状结构,使桩体的抗剪强度和变形模量均大大提高。
3.褥垫层作用
复合地基中的褥垫层能起到保证桩、土共同承担荷载;土荷载(竖直和水平)分担比、减少基础底面的应力集中等的作用。
4.挤密作用
CFG桩采用振动沉管法施工,由于振动和挤压作用使得桩间土得到挤密。CFG桩既可适用于条形基础,又适用于独立基础、筏基和箱基;对土性而言,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。
总之,CFG桩与桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基,可保证桩与土共同承担荷载。同时,桩体具有一定的排水作用,可加快软土的固结。CFG桩复合地基可以通过改变褥垫层厚度、桩长、来调整软土工程性质,可调性高、变形小。它能最大限度地利用CFG桩本身的单桩承载力,达到控制沉降的目的,又可充分发挥天然地基土的作用,达到疏化桩基,有效降低工程造价的目的。
二、CFG桩复合地基的特性
1.桩、土受力特性
CFG桩复合地基受力性状一般是桩与基础之间褥垫层的调整共同作用的,这样可以有效发挥地基土的强度,并通过桩身向深层扩散;应力集中与扩散双重作用是CFG桩复合地基具有的典型特征,故CFG桩复合地基较柔性桩复合地基在承载力提高、沉降减小、加固效果等方面均有明显改善。
2.CFG桩复合地基的变形特性
复合地基中由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰,不配筋以及充分一发挥桩间土的承载能力,其受力和变形类似于素混凝土桩,具有地基承载力高,变形小,稳定快,施工简单易行,工程质量易保证等优点，经济效益和社会效益显著。
三、CFG桩复合地基的发展与研究现状
80年代末，CFG桩就已经被中国建筑科学研究院地基所研究开发了，在高层建筑地基中广泛应用，随着CFG桩复合地基的应用和刚性桩复合地基设计理论的发展,又开发出二灰混凝土桩复合地基、粉煤灰混凝上桩复合地摹等其它刚性桩复合地基。以CFG桩为代表的刚性桩复合地基在工程中得到了广泛的应用,并朝着多元复合的方向发展。
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