CFG樁復(fù)合地基承載特性的深度剖析與多元工程應(yīng)用探究一、引言1.1研究背景與意義隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，各類建筑工程如雨后春筍般涌現(xiàn)，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，高度持續(xù)增加，這對(duì)地基的承載能力、穩(wěn)定性以及變形控制等方面提出了更為嚴(yán)苛的要求。地基作為建筑物的基礎(chǔ)，其性能直接關(guān)系到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，一旦地基出現(xiàn)問(wèn)題，可能導(dǎo)致建筑物傾斜、開(kāi)裂甚至倒塌，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在眾多地基處理技術(shù)中，復(fù)合地基以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體天然地基土體或被改良的天然地基土體和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。而CFG樁復(fù)合地基作為復(fù)合地基的重要類型之一，自問(wèn)世以來(lái)便備受關(guān)注。CFG樁全稱為水泥粉煤灰碎石樁，是由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻適量水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械在地基中制成的強(qiáng)度為C5-C30的樁。CFG樁復(fù)合地基由樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成剛性樁復(fù)合地基。該技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代末，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所研發(fā)，并于1992年通過(guò)部級(jí)鑒定，1994年被建設(shè)部列為全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，1997年被列為國(guó)家級(jí)工法，現(xiàn)已列入國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與應(yīng)用，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)已在全國(guó)23個(gè)省、市廣泛應(yīng)用，成為多層至30層以下高層建筑地基處理的主要技術(shù)之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該技術(shù)已在1000多個(gè)工程中應(yīng)用。CFG樁復(fù)合地基之所以能夠得到如此廣泛的應(yīng)用，主要得益于其顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，在適用性方面，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)適用于非飽和及飽和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥質(zhì)土等多種地質(zhì)條件，具有廣泛的適用范圍。其次，從承載力提升效果來(lái)看，處理后的復(fù)合地基承載力與原地基相比，可提高2-5倍，能有效滿足不同建筑工程對(duì)地基承載力的要求。再者，在施工便利性上，CFG樁施工方法一般為長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法，施工時(shí)無(wú)需泥漿護(hù)壁，沒(méi)有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成，減少了成樁時(shí)間，加快了施工速度，而且還不會(huì)產(chǎn)生泥漿外運(yùn)問(wèn)題，既節(jié)約了成本，又無(wú)環(huán)境污染，尤其適合在市內(nèi)施工。此外，在經(jīng)濟(jì)成本方面，CFG樁體材料可摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價(jià)一般為樁基的1/3-1/2，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)，利用工業(yè)廢料粉煤灰還符合環(huán)保理念，具有良好的社會(huì)效益。盡管CFG樁復(fù)合地基在工程實(shí)踐中取得了良好的應(yīng)用效果，但目前其理論研究尚不成熟，存在諸多有待深入探究的問(wèn)題。例如，在荷載作用下，樁、樁間土和褥墊層之間的相互作用機(jī)理尚未完全明晰，這給準(zhǔn)確分析CFG樁復(fù)合地基的承載特性帶來(lái)了困難；現(xiàn)有的承載力和沉降計(jì)算理論和方法存在一定的局限性，與實(shí)際工程情況存在偏差，難以滿足高精度的設(shè)計(jì)要求；不同地質(zhì)條件、施工工藝等因素對(duì)CFG樁復(fù)合地基承載性能的影響規(guī)律還需進(jìn)一步深入研究，以便為工程設(shè)計(jì)和施工提供更具針對(duì)性的指導(dǎo)。因此，深入開(kāi)展CFG樁復(fù)合地基承載特性及工程應(yīng)用研究具有至關(guān)重要的意義。從理論層面來(lái)看，通過(guò)對(duì)CFG樁復(fù)合地基承載特性的研究，能夠進(jìn)一步完善其作用機(jī)理、承載力和沉降計(jì)算理論等，豐富和發(fā)展地基處理理論體系，為后續(xù)的研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。從工程實(shí)踐角度而言，準(zhǔn)確掌握CFG樁復(fù)合地基的承載特性，有助于優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，合理選擇樁型、樁長(zhǎng)、樁間距、褥墊層厚度等參數(shù)，提高地基處理的效果和可靠性，確保建筑物的安全穩(wěn)定。同時(shí)，在工程應(yīng)用研究中，結(jié)合實(shí)際工程案例，分析CFG樁復(fù)合地基在不同工程條件下的應(yīng)用效果和存在的問(wèn)題，能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁氋F的經(jīng)驗(yàn)借鑒，推動(dòng)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)在建筑工程中的更廣泛、更合理應(yīng)用，從而提高工程質(zhì)量、降低工程成本、加快工程進(jìn)度，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地基技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛的關(guān)注與研究，眾多學(xué)者從理論分析、試驗(yàn)研究以及數(shù)值模擬等多個(gè)角度對(duì)其承載特性和工程應(yīng)用展開(kāi)了深入探究，取得了豐碩的成果。國(guó)外對(duì)于復(fù)合地基的研究起步較早，在20世紀(jì)60年代，隨著工業(yè)與民用建筑的發(fā)展，地基處理技術(shù)不斷革新，復(fù)合地基的概念逐漸形成并發(fā)展起來(lái)。早期，國(guó)外主要致力于散體材料樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基的研究，如碎石樁、砂樁以及水泥土樁等復(fù)合地基形式在工程中的應(yīng)用與理論研究。隨著研究的深入和工程實(shí)踐的需求，剛性樁復(fù)合地基，尤其是CFG樁復(fù)合地基逐漸進(jìn)入研究視野。在理論研究方面，國(guó)外學(xué)者運(yùn)用彈性力學(xué)、塑性力學(xué)以及土力學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的荷載傳遞機(jī)理進(jìn)行研究。他們從樁土相互作用的基本原理出發(fā)，建立了多種理論模型，試圖解釋在荷載作用下，樁體、樁間土以及褥墊層之間的應(yīng)力傳遞和變形協(xié)調(diào)關(guān)系。例如，通過(guò)建立彈性理論模型，分析樁土之間的應(yīng)力分配規(guī)律，研究樁體和樁間土在不同荷載階段的力學(xué)響應(yīng)；運(yùn)用塑性力學(xué)理論，探討地基土體在達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的破壞模式和承載能力。在試驗(yàn)研究領(lǐng)域，國(guó)外開(kāi)展了大量的室內(nèi)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)。室內(nèi)模型試驗(yàn)?zāi)軌驀?yán)格控制試驗(yàn)條件，對(duì)影響CFG樁復(fù)合地基承載性能的各個(gè)因素進(jìn)行單獨(dú)研究。通過(guò)在模型箱中模擬不同的地質(zhì)條件、樁體參數(shù)以及荷載工況，測(cè)量樁土應(yīng)力、變形等數(shù)據(jù)，深入分析各因素對(duì)復(fù)合地基承載特性的影響規(guī)律。現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)則更能真實(shí)反映CFG樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的工作性能，通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大型靜載荷試驗(yàn)、動(dòng)力測(cè)試以及長(zhǎng)期沉降觀測(cè)等，獲取復(fù)合地基在實(shí)際荷載作用下的承載能力、沉降變形以及穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)，為理論研究和工程設(shè)計(jì)提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。在數(shù)值模擬方面，國(guó)外借助先進(jìn)的有限元分析軟件，如ABAQUS、ANSYS等，對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行精細(xì)化模擬。通過(guò)建立三維數(shù)值模型，考慮樁體、樁間土、褥墊層以及基礎(chǔ)的材料非線性、幾何非線性和接觸非線性等復(fù)雜因素，模擬復(fù)合地基在不同工況下的力學(xué)行為，預(yù)測(cè)其承載性能和變形特征。數(shù)值模擬不僅能夠彌補(bǔ)試驗(yàn)研究的局限性，還可以對(duì)一些難以通過(guò)試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的工況進(jìn)行模擬分析，為深入研究CFG樁復(fù)合地基的承載特性提供了有力的工具。國(guó)內(nèi)對(duì)CFG樁復(fù)合地基的研究始于20世紀(jì)80年代末，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所率先開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)研究，并將其成功應(yīng)用于工程實(shí)踐。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)在CFG樁復(fù)合地基的理論研究、試驗(yàn)方法以及工程應(yīng)用等方面都取得了顯著的成就。在理論研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者在借鑒國(guó)外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)工程實(shí)際情況，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的作用機(jī)理進(jìn)行了深入研究。提出了多種關(guān)于樁土共同作用的理論模型和計(jì)算方法，如考慮樁土應(yīng)力比、置換率、褥墊層厚度等因素的承載力計(jì)算方法，以及基于Mindlin解和Boussinesq解的沉降計(jì)算方法等。同時(shí)，對(duì)CFG樁復(fù)合地基在不同地質(zhì)條件下的承載特性進(jìn)行了系統(tǒng)分析，明確了地質(zhì)條件對(duì)復(fù)合地基性能的影響規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)提供了更具針對(duì)性的理論依據(jù)。在試驗(yàn)研究方面，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)、樁身應(yīng)力測(cè)試以及樁間土應(yīng)力測(cè)試等。通過(guò)這些試驗(yàn)，深入研究了CFG樁復(fù)合地基的荷載傳遞規(guī)律、樁土應(yīng)力分擔(dān)比以及沉降變形特性。例如，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)，獲取復(fù)合地基的極限承載力和荷載-沉降曲線，分析不同樁長(zhǎng)、樁間距以及褥墊層厚度等參數(shù)對(duì)承載力和沉降的影響；利用樁身應(yīng)力測(cè)試和樁間土應(yīng)力測(cè)試技術(shù)，研究樁土在荷載作用下的應(yīng)力變化規(guī)律，揭示樁土共同作用的內(nèi)在機(jī)制。此外，國(guó)內(nèi)還開(kāi)展了一些針對(duì)特殊工程條件下的CFG樁復(fù)合地基試驗(yàn)研究，如在深厚軟土地基、濕陷性黃土地基以及巖溶地區(qū)地基等特殊地質(zhì)條件下的應(yīng)用研究，為解決特殊工程問(wèn)題提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在數(shù)值模擬方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者廣泛應(yīng)用有限元、有限差分等數(shù)值分析方法，對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行數(shù)值模擬研究。通過(guò)建立合理的數(shù)值模型，模擬復(fù)合地基在不同施工過(guò)程和荷載工況下的力學(xué)響應(yīng)，分析各因素對(duì)復(fù)合地基性能的影響。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，提高了數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，國(guó)內(nèi)還開(kāi)展了一些關(guān)于數(shù)值模擬方法和技術(shù)的研究，如改進(jìn)單元類型、優(yōu)化接觸算法以及考慮土體的本構(gòu)關(guān)系等，進(jìn)一步提高了數(shù)值模擬的精度和效率。在工程應(yīng)用方面，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了極為廣泛的應(yīng)用。從多層建筑到高層建筑，從工業(yè)廠房到基礎(chǔ)設(shè)施工程，如高速公路、鐵路路基等，CFG樁復(fù)合地基都展現(xiàn)出了良好的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際工程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工工藝，解決了一系列工程難題。例如，在高層建筑地基處理中，通過(guò)合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁間距和褥墊層厚度，有效提高了地基承載力，控制了建筑物的沉降；在高速公路軟基處理中，采用CFG樁復(fù)合地基結(jié)合土工格柵等加筋材料，提高了路基的穩(wěn)定性，減少了工后沉降。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容CFG樁復(fù)合地基承載特性研究：深入剖析CFG樁復(fù)合地基在不同荷載條件下，樁體、樁間土以及褥墊層之間的荷載傳遞規(guī)律和相互作用機(jī)理。通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，研究樁土應(yīng)力比隨荷載變化的關(guān)系，明確樁體和樁間土在承載過(guò)程中的各自作用及貢獻(xiàn)比例。影響CFG樁復(fù)合地基承載性能的因素研究：系統(tǒng)分析樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、褥墊層厚度、樁身強(qiáng)度以及土體性質(zhì)等因素對(duì)CFG樁復(fù)合地基承載性能的影響規(guī)律。采用控制變量法，分別研究各因素單獨(dú)變化時(shí)，復(fù)合地基承載力、沉降變形等性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，為工程設(shè)計(jì)中參數(shù)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。CFG樁復(fù)合地基施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)研究：詳細(xì)探討CFG樁復(fù)合地基的施工工藝流程，包括場(chǎng)地平整、測(cè)量放線、成樁機(jī)械就位、成孔、灌注混凝土等各個(gè)環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)和技術(shù)要求。分析施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如堵管、縮徑、斷樁等，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和質(zhì)量控制方法，以確保施工質(zhì)量和工程安全。CFG樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的應(yīng)用案例研究：選取具有代表性的實(shí)際工程案例，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)方案、施工過(guò)程、檢測(cè)結(jié)果以及使用效果進(jìn)行全面分析。通過(guò)對(duì)實(shí)際工程案例的研究，總結(jié)CFG樁復(fù)合地基在不同工程條件下的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證理論研究和數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，為類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。1.3.2研究方法理論分析：查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，系統(tǒng)梳理CFG樁復(fù)合地基的作用機(jī)理、承載力和沉降計(jì)算理論等研究成果。運(yùn)用土力學(xué)、彈性力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)，建立合理的理論模型，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的承載特性進(jìn)行深入分析，推導(dǎo)相關(guān)計(jì)算公式，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。數(shù)值模擬：利用有限元分析軟件，如ABAQUS、ANSYS等，建立CFG樁復(fù)合地基的三維數(shù)值模型?？紤]樁體、樁間土、褥墊層以及基礎(chǔ)的材料非線性、幾何非線性和接觸非線性等因素，模擬復(fù)合地基在不同施工過(guò)程和荷載工況下的力學(xué)響應(yīng)。通過(guò)數(shù)值模擬，直觀地展現(xiàn)樁土之間的應(yīng)力分布和變形情況，分析各因素對(duì)復(fù)合地基承載性能的影響規(guī)律，為理論分析提供補(bǔ)充和驗(yàn)證。案例研究：收集和整理多個(gè)實(shí)際工程中CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用案例，對(duì)案例中的工程地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工過(guò)程、檢測(cè)數(shù)據(jù)以及使用過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。通過(guò)對(duì)實(shí)際案例的研究，總結(jié)CFG樁復(fù)合地基在不同地質(zhì)條件和工程要求下的設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際工程中存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施和建議。二、CFG樁復(fù)合地基基本原理2.1CFG樁的材料組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)CFG樁作為一種高粘結(jié)強(qiáng)度樁，其材料組成主要包括水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂以及水。在這些組成材料中，水泥發(fā)揮著至關(guān)重要的膠凝作用，它通過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，與其他材料相互結(jié)合，形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的樁體結(jié)構(gòu)，是保證樁體強(qiáng)度的關(guān)鍵材料。粉煤灰則具有多重功效，一方面，它能夠顯著改善混合料的和易性，使各種材料在攪拌過(guò)程中更加均勻地混合，便于施工操作；另一方面，利用其自身的活性，在與水泥等材料的共同作用下，能夠減少水泥的用量，不僅降低了工程造價(jià)，還具有一定的環(huán)保意義，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢料的有效利用。碎石作為樁體的骨料，是構(gòu)成樁體的主要骨架部分，其堅(jiān)硬的質(zhì)地和較大的粒徑能夠提供良好的抗壓性能，承受樁體在工作過(guò)程中所受到的各種壓力，對(duì)樁體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性起著重要的支撐作用。石屑或砂的摻入主要是為了改善樁體材料的顆粒級(jí)配，填充碎石之間的空隙，使樁體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，從而進(jìn)一步提高樁體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。水則是使各種材料能夠充分混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，它參與水泥的水化反應(yīng)，促使水泥漿體的形成，將其他材料緊密地粘結(jié)在一起，保證樁體的整體性和強(qiáng)度。通過(guò)調(diào)整水泥的用量以及各材料之間的配合比，可以使CFG樁的樁體強(qiáng)度等級(jí)在C5-C30之間靈活變化。這種強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性使得CFG樁能夠適應(yīng)不同工程地質(zhì)條件和建筑物荷載要求。例如，在地質(zhì)條件較好、建筑物荷載相對(duì)較小的情況下，可以適當(dāng)降低水泥用量，采用較低強(qiáng)度等級(jí)的CFG樁，既能滿足工程需求，又能降低成本；而在地質(zhì)條件復(fù)雜、建筑物荷載較大的情況下，則可以增加水泥用量，提高樁體強(qiáng)度等級(jí)，以確保地基的承載能力和穩(wěn)定性。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，CFG樁屬于剛性樁，這使其在承載性能上與一般的柔性樁有著顯著的區(qū)別。在剛性基礎(chǔ)下，當(dāng)復(fù)合地基承受荷載時(shí)，由于CFG樁的剛度遠(yuǎn)大于樁間土，樁體與樁間土的變形模量差異明顯。根據(jù)材料力學(xué)原理，在等量變形的條件下，地基土應(yīng)力會(huì)按照材料的模量即剛度進(jìn)行分布，因此樁頂范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，并且這種應(yīng)力集中程度會(huì)隨著荷載的增大而加劇。同時(shí)，樁體能夠?qū)⒊惺艿暮奢d有效地向較深的土層中傳遞，從而相應(yīng)地減少了樁間土所承擔(dān)的荷載。與散體材料樁如碎石樁相比，CFG樁的粘結(jié)強(qiáng)度使其在承受荷載時(shí)，樁身不會(huì)像碎石樁那樣容易出現(xiàn)鼓脹破壞，而是能夠全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)摩阻力。當(dāng)樁端落在較好的土層上時(shí)，CFG樁還具有明顯的端承力，樁所承受的荷載通過(guò)樁周的摩擦力和樁端阻力傳遞到深層地基中，大大提高了復(fù)合地基的承載能力。此外，CFG樁在全長(zhǎng)范圍內(nèi)受力的特點(diǎn)，使其能夠充分發(fā)揮樁周摩阻力和端承力的作用，樁土應(yīng)力比相對(duì)較高，一般可達(dá)10-40。這意味著在復(fù)合地基中，CFG樁能夠承擔(dān)較大比例的荷載，從而有效地提高了復(fù)合地基的承載力。同時(shí)，由于樁體的存在，對(duì)樁間土起到了一定的約束作用，限制了樁間土的側(cè)向變形，增強(qiáng)了地基的穩(wěn)定性。而且，CFG樁的樁長(zhǎng)可以根據(jù)實(shí)際工程要求和地質(zhì)條件進(jìn)行靈活確定，從幾米到20m不等。這種樁長(zhǎng)的可調(diào)節(jié)性使得在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，可以根據(jù)不同的工程需求，合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，以達(dá)到最佳的承載效果和經(jīng)濟(jì)效益。例如，在淺層地基土承載力較低，但深層地基土條件較好的情況下，可以設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的CFG樁，將荷載傳遞到深層地基土上，充分利用深層地基土的承載能力；而在淺層地基土承載力能夠滿足一定要求時(shí)，可以適當(dāng)縮短樁長(zhǎng)，減少工程成本。2.2CFG樁復(fù)合地基的工作原理CFG樁復(fù)合地基主要由樁體、樁間土以及褥墊層三部分構(gòu)成，其工作原理基于樁體與樁間土通過(guò)褥墊層共同承擔(dān)荷載，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在這一體系中，樁體、樁間土和褥墊層各自發(fā)揮獨(dú)特作用，又相互協(xié)同，共同保障地基的有效承載。樁體在CFG樁復(fù)合地基中扮演著核心承載的關(guān)鍵角色。由于CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等材料加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，其樁體強(qiáng)度和模量遠(yuǎn)大于樁間土。當(dāng)復(fù)合地基承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載時(shí)，依據(jù)材料力學(xué)中應(yīng)力與變形的基本原理，在等量變形的條件下，應(yīng)力會(huì)按照材料的模量進(jìn)行分布。因此，樁體承擔(dān)了大部分的荷載，樁頂應(yīng)力顯著高于樁間土表面應(yīng)力，呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。并且，隨著荷載的不斷增大，這種應(yīng)力集中程度會(huì)進(jìn)一步加劇。例如，在某高層建筑地基處理工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在正常使用荷載下，CFG樁樁頂應(yīng)力約為樁間土表面應(yīng)力的10倍左右。同時(shí)，CFG樁能夠憑借自身的剛性，將承受的荷載有效地向較深的土層傳遞，從而減少了樁間土所承擔(dān)的荷載份額，使復(fù)合地基的承載能力得以顯著提高。這就好比在一群柔弱的士兵中，有幾個(gè)強(qiáng)壯的“大力士”，當(dāng)面對(duì)重物時(shí)，“大力士”能夠承擔(dān)起大部分重量，減輕其他士兵的負(fù)擔(dān)。而且，CFG樁在全長(zhǎng)范圍內(nèi)都能受力，能夠充分發(fā)揮樁周摩阻力和端承力的作用。當(dāng)樁端落在較好的土層上時(shí)，樁端阻力能夠?yàn)闃扼w提供額外的支撐力，進(jìn)一步增強(qiáng)樁體的承載能力。例如，在某工程中，CFG樁樁端落在堅(jiān)實(shí)的砂土層上，樁端阻力占總承載力的比例達(dá)到了30%左右。樁間土在復(fù)合地基中也并非可有可無(wú)，它同樣承擔(dān)著一定的荷載，是復(fù)合地基承載體系不可或缺的一部分。盡管樁間土的強(qiáng)度和模量相對(duì)較低，但在整個(gè)復(fù)合地基中，樁間土所占的面積比例較大。在荷載作用下，樁間土與樁體共同變形，通過(guò)與樁體之間的相互作用，分擔(dān)了一部分荷載。例如，在某多層建筑地基處理項(xiàng)目中，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定，樁間土承擔(dān)的荷載約占總荷載的30%-40%。同時(shí)，樁體對(duì)樁間土還起到了一定的約束作用，限制了樁間土的側(cè)向變形，增強(qiáng)了地基的穩(wěn)定性。這就如同在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中，雖然個(gè)體力量有差異，但每個(gè)成員都發(fā)揮著自己的作用，共同完成團(tuán)隊(duì)的任務(wù)。此外，對(duì)于一些具有擠密效應(yīng)的施工工藝，如振動(dòng)沉管成樁法，在成樁過(guò)程中會(huì)對(duì)樁間土產(chǎn)生擠密作用，使樁間土的密實(shí)度增加，從而提高樁間土的承載力。例如，在某工程中，采用振動(dòng)沉管成樁法施工后，樁間土的密實(shí)度提高了15%左右，承載力相應(yīng)提高了20%左右。褥墊層作為CFG樁復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)，在樁體與樁間土的協(xié)同工作中起著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用。它位于樁頂與基礎(chǔ)之間，通常由一定厚度的散體粒狀材料如中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等組成。當(dāng)基礎(chǔ)承受荷載時(shí)，由于樁體和樁間土的變形模量不同，樁體的變形小于樁間土的變形。此時(shí)，樁體向上刺入褥墊層，伴隨著這一過(guò)程，褥墊層材料不斷補(bǔ)充到樁間土上，保證了一部分荷載能夠通過(guò)褥墊層作用在樁間土上，從而實(shí)現(xiàn)了樁和樁間土的共同作用。例如，在某工程中，通過(guò)設(shè)置20cm厚的級(jí)配砂石褥墊層，有效地調(diào)整了樁土應(yīng)力比，使樁間土的承載能力得到了充分發(fā)揮。同時(shí)，褥墊層還可以通過(guò)改變其厚度來(lái)調(diào)整樁垂直荷載的分擔(dān)比例。一般來(lái)說(shuō)，褥墊越薄，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越高；褥墊越厚，土承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越高。例如，在某試驗(yàn)研究中，當(dāng)褥墊層厚度從15cm增加到30cm時(shí)，樁承擔(dān)的荷載比例從70%下降到50%，土承擔(dān)的荷載比例從30%上升到50%。此外，褥墊層還能夠減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。當(dāng)不設(shè)置褥墊層時(shí)，CFG樁對(duì)基礎(chǔ)的應(yīng)力集中現(xiàn)象十分明顯；而當(dāng)設(shè)置一定厚度的褥墊層后，樁對(duì)基礎(chǔ)底板的應(yīng)力集中明顯減小。例如，當(dāng)褥墊層厚度達(dá)到30cm時(shí)，樁對(duì)基礎(chǔ)底板的應(yīng)力集中系數(shù)降低了50%左右。并且，褥墊層在調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)方面也發(fā)揮著重要作用。褥墊層越厚，土分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越小。這一特性使得在工程應(yīng)用中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)褥墊層的厚度來(lái)消除地基的不均勻性，使地基達(dá)到協(xié)調(diào)變形。三、CFG樁復(fù)合地基承載特性分析3.1豎向荷載作用下的承載特性在豎向荷載作用下，CFG樁復(fù)合地基呈現(xiàn)出復(fù)雜且獨(dú)特的承載特性，其承載性能主要通過(guò)樁土應(yīng)力分布、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮情況得以體現(xiàn)。3.1.1樁土應(yīng)力分布當(dāng)豎向荷載施加于CFG樁復(fù)合地基時(shí)，樁體和樁間土?xí)餐袚?dān)荷載，但由于CFG樁的剛度遠(yuǎn)大于樁間土，依據(jù)材料力學(xué)中應(yīng)力與變形的基本原理，在等量變形的條件下，應(yīng)力會(huì)按照材料的模量進(jìn)行分布，故而樁頂應(yīng)力顯著高于樁間土表面應(yīng)力，出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。眾多研究表明，在單樁復(fù)合地基中，樁土應(yīng)力比一般為10-40，在四樁復(fù)合地基中，樁土應(yīng)力比通常在20-50之間。例如，在某高層建筑地基處理工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，在正常使用荷載下，單樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比達(dá)到了15，四樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比為25。而且，隨著荷載的不斷增加，樁頂應(yīng)力集中程度進(jìn)一步加劇，樁土應(yīng)力比也隨之增大。這是因?yàn)殡S著荷載的增大，樁體的壓縮變形相對(duì)較小，而樁間土的壓縮變形較大，使得更多的荷載向樁體轉(zhuǎn)移。在實(shí)際工程中，當(dāng)荷載增加到一定程度時(shí)，樁土應(yīng)力比可能會(huì)達(dá)到甚至超過(guò)理論計(jì)算值，這就需要在設(shè)計(jì)和施工中充分考慮這一因素，確保地基的安全穩(wěn)定。樁土應(yīng)力分布還受到多種因素的影響。樁長(zhǎng)對(duì)樁土應(yīng)力分布有著重要影響。一般來(lái)說(shuō)，樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，樁頂應(yīng)力集中程度相對(duì)減小，樁土應(yīng)力比也會(huì)相應(yīng)降低。這是因?yàn)殚L(zhǎng)樁在傳遞荷載時(shí)，樁側(cè)摩阻力能夠得到更充分的發(fā)揮，分擔(dān)了一部分樁頂荷載，從而減小了樁頂應(yīng)力集中。例如，在某工程中，當(dāng)樁長(zhǎng)從10m增加到15m時(shí)，樁土應(yīng)力比從20下降到了15。樁間距同樣會(huì)影響樁土應(yīng)力分布。較小的樁間距會(huì)使樁間土的應(yīng)力相互疊加，導(dǎo)致樁間土承擔(dān)的荷載相對(duì)增加，樁土應(yīng)力比減??；而較大的樁間距則會(huì)使樁間土承擔(dān)的荷載相對(duì)減少，樁土應(yīng)力比增大。例如，在某試驗(yàn)中，當(dāng)樁間距從1.5m增大到2.0m時(shí)，樁土應(yīng)力比從18增大到了22。此外，褥墊層厚度對(duì)樁土應(yīng)力分布的調(diào)節(jié)作用也十分關(guān)鍵。較薄的褥墊層使得樁承擔(dān)的荷載比例較高，樁土應(yīng)力比大；較厚的褥墊層則使土承擔(dān)的荷載比例增加，樁土應(yīng)力比減小。例如，在某工程中，當(dāng)褥墊層厚度從15cm增加到30cm時(shí)，樁土應(yīng)力比從25下降到了18。3.1.2樁側(cè)摩阻力發(fā)揮情況樁側(cè)摩阻力是CFG樁復(fù)合地基承載特性的重要組成部分。在豎向荷載作用下，樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮與樁土之間的相對(duì)位移密切相關(guān)。當(dāng)樁頂施加荷載時(shí)，樁身開(kāi)始向下位移，樁周土對(duì)樁身產(chǎn)生向上的摩阻力。隨著荷載的逐漸增加，樁土之間的相對(duì)位移不斷增大，樁側(cè)摩阻力也逐漸發(fā)揮。在荷載較小的初始階段，樁側(cè)摩阻力隨著荷載的增加近似呈線性增長(zhǎng)。這是因?yàn)榇藭r(shí)樁土之間的相對(duì)位移較小，樁側(cè)土處于彈性變形階段，摩阻力主要由土顆粒之間的摩擦力提供。例如，在某室內(nèi)模型試驗(yàn)中，當(dāng)荷載較小時(shí)，樁側(cè)摩阻力與荷載之間呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。當(dāng)荷載增大到一定程度后，樁側(cè)摩阻力增長(zhǎng)速度逐漸變緩，直至達(dá)到極限值。這是因?yàn)殡S著樁土之間相對(duì)位移的進(jìn)一步增大，樁周土逐漸進(jìn)入塑性變形階段，土顆粒之間的結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，摩阻力的增長(zhǎng)受到限制。當(dāng)樁側(cè)摩阻力達(dá)到極限值后，即使荷載繼續(xù)增加，樁側(cè)摩阻力也不再增大。樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮還受到樁周土性質(zhì)的顯著影響。不同類型的樁周土，其物理力學(xué)性質(zhì)存在差異，從而導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮特性不同。在粘性土中，樁側(cè)摩阻力主要由土的粘聚力和摩擦力組成，其發(fā)揮相對(duì)較為緩慢，且極限摩阻力值相對(duì)較大。這是因?yàn)檎承酝辆哂休^高的粘聚力，能夠提供較大的摩阻力，但粘性土的變形模量較小，樁土相對(duì)位移需要較大的荷載才能產(chǎn)生，因此摩阻力發(fā)揮緩慢。例如，在某工程中，樁周土為粘性土，樁側(cè)摩阻力在荷載達(dá)到一定值后才開(kāi)始快速增長(zhǎng)，且極限摩阻力值較高。在砂土中，樁側(cè)摩阻力主要由土的摩擦力提供，其發(fā)揮相對(duì)較快，但極限摩阻力值相對(duì)較小。這是因?yàn)樯巴恋恼尘哿^小，摩擦力是摩阻力的主要來(lái)源，砂土的顆粒之間相對(duì)容易移動(dòng)，樁土相對(duì)位移較易產(chǎn)生，所以摩阻力發(fā)揮較快，但由于砂土的密實(shí)度有限，極限摩阻力值相對(duì)較低。例如，在某工程中，樁周土為砂土，樁側(cè)摩阻力在荷載施加后迅速增長(zhǎng)，但極限摩阻力值低于粘性土中的情況。此外，樁身表面的粗糙度也會(huì)對(duì)樁側(cè)摩阻力產(chǎn)生影響。表面粗糙的樁身能夠提供更大的摩擦力，從而提高樁側(cè)摩阻力。在實(shí)際工程中，可以通過(guò)在樁身表面設(shè)置一些構(gòu)造措施，如刻槽、加肋等，來(lái)增加樁身表面的粗糙度，提高樁側(cè)摩阻力。3.1.3樁端阻力發(fā)揮情況樁端阻力在CFG樁復(fù)合地基的承載中同樣起著重要作用。當(dāng)樁頂承受豎向荷載時(shí)，樁身產(chǎn)生壓縮變形，樁端會(huì)向樁端持力層傳遞壓力，從而使樁端阻力得以發(fā)揮。樁端阻力的發(fā)揮與樁端持力層的性質(zhì)密切相關(guān)。若樁端持力層為堅(jiān)硬的土層，如密實(shí)的砂土、礫石土或基巖，樁端阻力能夠得到充分發(fā)揮，在復(fù)合地基承載力中所占比例較大。這是因?yàn)閳?jiān)硬的持力層具有較高的承載能力和較小的變形模量，能夠承受較大的樁端壓力，并且在樁端壓力作用下變形較小，有利于樁端阻力的發(fā)揮。例如，在某工程中，CFG樁樁端落在密實(shí)的礫石土層上，樁端阻力占總承載力的比例達(dá)到了40%左右。相反，若樁端持力層為軟弱土層，如淤泥質(zhì)土、軟粘土等，樁端阻力的發(fā)揮則會(huì)受到限制，在復(fù)合地基承載力中所占比例較小。這是因?yàn)檐浫跬翆拥某休d能力較低，變形模量較大，在樁端壓力作用下容易產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致樁端阻力難以充分發(fā)揮。例如，在某工程中，樁端持力層為淤泥質(zhì)土，樁端阻力占總承載力的比例僅為10%左右。樁端阻力的發(fā)揮還與樁長(zhǎng)有關(guān)。一般情況下，樁長(zhǎng)較短時(shí)，樁端阻力相對(duì)較大；隨著樁長(zhǎng)的增加，樁側(cè)摩阻力逐漸發(fā)揮，樁端阻力在總承載力中所占比例會(huì)逐漸減小。這是因?yàn)槎虡对趥鬟f荷載時(shí)，樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮相對(duì)有限，荷載主要通過(guò)樁端傳遞到持力層，所以樁端阻力相對(duì)較大。而長(zhǎng)樁在傳遞荷載過(guò)程中，樁側(cè)摩阻力能夠得到更充分的發(fā)揮，分擔(dān)了大部分荷載，使得樁端阻力在總承載力中所占比例減小。例如，在某工程中，當(dāng)樁長(zhǎng)為8m時(shí)，樁端阻力占總承載力的比例為30%；當(dāng)樁長(zhǎng)增加到15m時(shí)，樁端阻力占總承載力的比例下降到了20%。此外，樁徑也會(huì)對(duì)樁端阻力產(chǎn)生影響。較大的樁徑能夠提供更大的樁端面積，從而在相同的樁端壓力下，樁端阻力相對(duì)較大。在實(shí)際工程中，對(duì)于一些對(duì)承載力要求較高的工程，可以通過(guò)適當(dāng)增大樁徑來(lái)提高樁端阻力，進(jìn)而提高復(fù)合地基的承載力。3.2水平荷載作用下的承載特性在建筑工程中，地基除了承受豎向荷載外，還常常受到水平荷載的作用，如風(fēng)力、地震力以及車(chē)輛行駛等產(chǎn)生的水平力。對(duì)于CFG樁復(fù)合地基而言，水平荷載作用下的承載特性是影響其工程應(yīng)用效果和建筑物穩(wěn)定性的重要因素。當(dāng)水平荷載施加于CFG樁復(fù)合地基時(shí)，樁體、樁間土和褥墊層之間會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的相互作用。由于樁體的剛度遠(yuǎn)大于樁間土，樁體首先承擔(dān)大部分的水平荷載。在水平荷載作用下，樁身會(huì)產(chǎn)生水平位移和彎曲變形，樁側(cè)土對(duì)樁身產(chǎn)生水平抗力，樁身的彎矩和剪力隨著深度的增加而逐漸減小。例如，在某工程的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過(guò)在樁身不同深度埋設(shè)應(yīng)變片，測(cè)量得到樁身彎矩在樁頂處最大，隨著深度的增加，彎矩逐漸減小，在一定深度后趨于穩(wěn)定。同時(shí)，樁間土也會(huì)受到樁身傳來(lái)的水平力作用而產(chǎn)生水平位移和變形。樁間土的水平抗力對(duì)樁身的水平位移和變形起到一定的約束作用，二者相互影響，共同承擔(dān)水平荷載。水平荷載作用下，CFG樁復(fù)合地基的破壞模式主要有樁身斷裂、樁體整體傾斜以及樁周土體失穩(wěn)等。樁身斷裂通常發(fā)生在水平荷載較大且樁身強(qiáng)度不足的情況下。當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力超過(guò)樁身材料的極限承載能力時(shí)，樁身就會(huì)出現(xiàn)裂縫并逐漸發(fā)展，最終導(dǎo)致斷裂。例如，在某地震作用下的工程案例中，由于地震產(chǎn)生的強(qiáng)烈水平力，部分CFG樁樁身出現(xiàn)了明顯的裂縫，甚至發(fā)生斷裂，嚴(yán)重影響了地基的承載能力。樁體整體傾斜則是由于樁身受到的水平力過(guò)大，導(dǎo)致樁體無(wú)法保持直立狀態(tài)，從而發(fā)生傾斜。這種破壞模式會(huì)使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，影響建筑物的正常使用和安全。樁周土體失穩(wěn)是指在水平荷載作用下，樁周土體的抗剪強(qiáng)度不足，無(wú)法提供足夠的水平抗力，導(dǎo)致土體發(fā)生滑動(dòng)、坍塌等失穩(wěn)現(xiàn)象。例如，在某邊坡工程中，由于坡體受到的水平力較大，CFG樁樁周土體出現(xiàn)了滑動(dòng)，使得樁體失去了側(cè)向支撐，進(jìn)而影響了整個(gè)地基的穩(wěn)定性。影響CFG樁復(fù)合地基水平承載特性的因素眾多，包括樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、樁身強(qiáng)度、土體性質(zhì)以及褥墊層厚度等。樁長(zhǎng)對(duì)水平承載特性有顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，樁身的抗彎剛度越大，能夠承受的水平荷載也越大。這是因?yàn)殚L(zhǎng)樁在水平荷載作用下，樁身的彎曲變形相對(duì)較小，能夠更好地將水平力傳遞到深部土體中。例如，在某數(shù)值模擬研究中，當(dāng)樁長(zhǎng)從8m增加到12m時(shí)，復(fù)合地基的水平極限承載力提高了30%左右。樁徑的增大也可以提高復(fù)合地基的水平承載能力。較大的樁徑可以增加樁身的截面積和慣性矩，從而提高樁身的抗彎和抗剪能力。在實(shí)際工程中，對(duì)于一些對(duì)水平承載能力要求較高的工程，可以適當(dāng)增大樁徑來(lái)滿足工程需求。樁間距對(duì)水平承載特性也有一定影響。較小的樁間距會(huì)使樁間土的應(yīng)力相互疊加，導(dǎo)致樁間土的水平抗力增加，從而提高復(fù)合地基的水平承載能力。但樁間距過(guò)小也可能會(huì)導(dǎo)致樁身之間的相互干擾增大，降低樁身的承載效率。樁身強(qiáng)度是影響水平承載特性的關(guān)鍵因素之一。較高的樁身強(qiáng)度可以提高樁身的抗彎和抗剪能力，使其能夠承受更大的水平荷載。在設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況合理確定樁身強(qiáng)度，以確保復(fù)合地基在水平荷載作用下的穩(wěn)定性。土體性質(zhì)對(duì)水平承載特性的影響也不容忽視。不同類型的土體，其抗剪強(qiáng)度、變形模量等力學(xué)性質(zhì)存在差異，從而導(dǎo)致復(fù)合地基的水平承載特性不同。例如，在粘性土中，土體的粘聚力較大，能夠提供較大的水平抗力，復(fù)合地基的水平承載能力相對(duì)較高；而在砂土中，土體的內(nèi)摩擦角較大，但粘聚力較小，復(fù)合地基的水平承載能力相對(duì)較低。褥墊層厚度對(duì)水平荷載的分擔(dān)有重要調(diào)節(jié)作用。較厚的褥墊層可以使樁間土分擔(dān)更多的水平荷載，減小樁身承受的水平力。但褥墊層過(guò)厚也可能會(huì)導(dǎo)致復(fù)合地基的整體剛度降低，影響其水平承載能力。在實(shí)際工程中，需要通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算，合理確定褥墊層厚度，以達(dá)到優(yōu)化復(fù)合地基水平承載特性的目的。3.3CFG樁復(fù)合地基承載特性的優(yōu)勢(shì)CFG樁復(fù)合地基在承載特性方面展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢(shì)，使其在各類建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。從承載力提升幅度來(lái)看，CFG樁復(fù)合地基具有明顯優(yōu)勢(shì)。由于CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石等材料組成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，其樁體強(qiáng)度和模量遠(yuǎn)大于樁間土。在荷載作用下，樁體承擔(dān)了大部分荷載，樁頂應(yīng)力集中明顯，能夠?qū)⒑奢d有效地傳遞到深層地基中。與天然地基相比，CFG樁復(fù)合地基的承載力可提高2-5倍。例如，在某高層建筑工程中，原天然地基承載力為120kPa，采用CFG樁復(fù)合地基處理后，承載力提高到了350kPa，滿足了高層建筑對(duì)地基承載力的要求。這使得在一些地質(zhì)條件較差的區(qū)域，如軟弱地基、填土等地基上，也能夠順利建造各類建筑，拓寬了建筑工程的選址范圍。在沉降控制方面，CFG樁復(fù)合地基表現(xiàn)出色。樁體的存在有效地分擔(dān)了荷載，減少了樁間土的壓縮變形。同時(shí)，樁體對(duì)樁間土起到了約束作用，限制了樁間土的側(cè)向變形，進(jìn)一步減小了地基的沉降。而且，通過(guò)合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁間距和褥墊層厚度等參數(shù)，可以精確控制地基的沉降量。一般情況下，CFG樁復(fù)合地基的沉降量可控制在較小范圍內(nèi)，能夠滿足建筑物對(duì)沉降的嚴(yán)格要求。例如，在某多層住宅建筑中，采用CFG樁復(fù)合地基處理后，建筑物的最終沉降量控制在了30mm以內(nèi)，遠(yuǎn)低于規(guī)范允許的沉降值，保證了建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)安全。從經(jīng)濟(jì)成本角度考量，CFG樁復(fù)合地基具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。一方面，CFG樁樁體材料可摻入工業(yè)廢料粉煤灰，降低了水泥的用量，從而減少了材料成本。粉煤灰作為一種工業(yè)廢料，其價(jià)格相對(duì)較低，且具有一定的活性，能夠參與水泥的水化反應(yīng)，提高樁體的強(qiáng)度。另一方面，CFG樁不配筋，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樁相比，節(jié)省了大量的鋼材費(fèi)用。此外，CFG樁復(fù)合地基充分發(fā)揮了樁間土的承載能力，減少了樁的數(shù)量和長(zhǎng)度，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)。工程造價(jià)一般為樁基的1/3-1/2。例如，在某工程中，采用CFG樁復(fù)合地基比采用傳統(tǒng)樁基節(jié)省了約40%的費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。這使得在滿足工程要求的前提下，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)單位節(jié)省大量資金，提高了工程的投資效益。在施工便利性和環(huán)保性方面，CFG樁復(fù)合地基也具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。施工方法一般為長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法，施工時(shí)無(wú)需泥漿護(hù)壁，沒(méi)有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成，減少了成樁時(shí)間，加快了施工速度。而且，這種施工方法不會(huì)產(chǎn)生泥漿外運(yùn)問(wèn)題，既節(jié)約了成本，又無(wú)環(huán)境污染，尤其適合在市內(nèi)施工。同時(shí)，利用工業(yè)廢料粉煤灰作為樁體材料，符合環(huán)保理念，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，具有良好的社會(huì)效益。四、影響CFG樁復(fù)合地基承載特性的因素4.1樁身參數(shù)的影響樁身參數(shù)如樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的承載特性有著至關(guān)重要的影響，它們?cè)诓煌潭壬细淖冎鴺锻林g的相互作用關(guān)系，進(jìn)而影響復(fù)合地基的承載能力、沉降變形等性能指標(biāo)。4.1.1樁長(zhǎng)的影響樁長(zhǎng)是影響CFG樁復(fù)合地基承載特性的關(guān)鍵因素之一。從承載能力角度來(lái)看，一般情況下，樁長(zhǎng)越長(zhǎng)，復(fù)合地基的承載力越高。這是因?yàn)殡S著樁長(zhǎng)的增加，樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，從而使樁側(cè)摩阻力和樁端阻力得以更充分地發(fā)揮。樁側(cè)摩阻力在樁長(zhǎng)增加的過(guò)程中，能夠承擔(dān)更多的荷載，樁端阻力也因樁長(zhǎng)的增加而在更大程度上發(fā)揮作用，共同提高了復(fù)合地基的承載能力。在某高層建筑地基處理工程中，當(dāng)樁長(zhǎng)從10m增加到15m時(shí)，復(fù)合地基的承載力提高了約30%。樁長(zhǎng)的增加還可以減小樁頂?shù)膽?yīng)力集中程度。隨著樁長(zhǎng)的增大，樁體能夠更好地將荷載分散到深部土層，使得樁頂所承擔(dān)的荷載相對(duì)減少，從而降低了樁頂?shù)膽?yīng)力集中程度。這有利于減少樁體自身的損壞風(fēng)險(xiǎn)，提高復(fù)合地基的穩(wěn)定性。從沉降變形方面考慮，樁長(zhǎng)對(duì)地基沉降有著顯著的控制作用。較長(zhǎng)的樁能夠有效減少地基的沉降量。這是因?yàn)殚L(zhǎng)樁可以將荷載傳遞到更深的、壓縮性較小的土層，從而減小了淺層土體的壓縮變形。同時(shí)，樁長(zhǎng)的增加也使得樁體對(duì)樁間土的約束作用增強(qiáng)，進(jìn)一步限制了樁間土的側(cè)向變形，從而減小了地基的整體沉降。在某工程中，通過(guò)數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁長(zhǎng)從8m增加到12m時(shí)，地基的沉降量減少了約40%。然而，樁長(zhǎng)的增加并非無(wú)限制的，當(dāng)樁長(zhǎng)增加到一定程度后，繼續(xù)增加樁長(zhǎng)對(duì)承載力和沉降的改善效果將逐漸減弱。這是因?yàn)殡S著樁長(zhǎng)的不斷增加，樁側(cè)摩阻力逐漸趨近于極限值，樁端阻力的發(fā)揮也受到一定限制，此時(shí)再增加樁長(zhǎng)對(duì)承載性能的提升作用變得不明顯。而且，過(guò)長(zhǎng)的樁長(zhǎng)還會(huì)導(dǎo)致施工難度增大、成本增加。在實(shí)際工程中，需要綜合考慮地質(zhì)條件、建筑物荷載要求以及經(jīng)濟(jì)成本等因素，合理確定樁長(zhǎng)。4.1.2樁徑的影響樁徑的變化同樣對(duì)CFG樁復(fù)合地基的承載特性產(chǎn)生重要影響。增大樁徑可以直接提高樁體的承載能力。根據(jù)材料力學(xué)原理，樁體的抗壓、抗彎和抗剪能力與樁徑密切相關(guān)。較大的樁徑能夠提供更大的樁身截面積和慣性矩，使得樁體在承受荷載時(shí)，能夠更好地抵抗壓力、彎矩和剪力，從而提高了樁體自身的承載能力。在相同的荷載條件下，樁徑較大的樁體所承受的應(yīng)力相對(duì)較小，更不容易發(fā)生破壞。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，樁徑從400mm增大到500mm時(shí)，單樁承載力提高了約25%。樁徑的增大還可以對(duì)樁間土的應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生影響。較大的樁徑會(huì)使樁間土所承受的應(yīng)力分布更加均勻。這是因?yàn)闃稄皆龃蠛螅瑯扼w與樁間土的接觸面積增大，荷載在樁間土中的傳遞更加分散，從而減小了樁間土中的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這有利于提高樁間土的承載能力，使樁間土能夠更好地與樁體協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部荷載。然而，增大樁徑也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。一方面，樁徑的增大可能會(huì)導(dǎo)致樁間距相應(yīng)增大，從而在一定程度上降低了復(fù)合地基的置換率。如果置換率過(guò)低，可能會(huì)影響復(fù)合地基的整體承載性能。另一方面，增大樁徑會(huì)增加材料用量和施工難度，導(dǎo)致工程造價(jià)上升。在實(shí)際工程中，需要在滿足承載要求的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和施工可行性等因素，合理選擇樁徑。4.1.3樁間距的影響樁間距是影響CFG樁復(fù)合地基承載特性的另一個(gè)重要參數(shù)。樁間距對(duì)樁土應(yīng)力比有著顯著影響。較小的樁間距會(huì)使樁間土的應(yīng)力相互疊加，導(dǎo)致樁間土承擔(dān)的荷載相對(duì)增加，樁土應(yīng)力比減小。這是因?yàn)闃堕g距較小時(shí)，樁體對(duì)樁間土的擠密作用增強(qiáng)，樁間土的密實(shí)度提高，承載能力相應(yīng)增加，從而分擔(dān)了更多的荷載。在某工程中，當(dāng)樁間距從2.0m減小到1.5m時(shí)，樁土應(yīng)力比從20下降到了15。相反，較大的樁間距會(huì)使樁間土承擔(dān)的荷載相對(duì)減少，樁土應(yīng)力比增大。這是因?yàn)闃堕g距較大時(shí)，樁間土的應(yīng)力相互影響較小，樁體承擔(dān)了大部分荷載。樁間距還會(huì)影響復(fù)合地基的沉降變形。較小的樁間距可以減小地基的沉降量。這是因?yàn)檩^小的樁間距使得樁體分布更加密集，樁體對(duì)樁間土的約束作用增強(qiáng)，能夠更有效地限制樁間土的側(cè)向變形，從而減小了地基的整體沉降。在某工程中，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁間距從2.5m減小到2.0m時(shí)，地基的沉降量減小了約20%。然而，樁間距過(guò)小也可能會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。一方面，過(guò)小的樁間距可能會(huì)導(dǎo)致施工過(guò)程中樁體之間的相互干擾增大，如出現(xiàn)擠土效應(yīng)、竄孔等問(wèn)題，影響樁體的質(zhì)量和施工進(jìn)度。另一方面，過(guò)小的樁間距會(huì)增加樁的數(shù)量，從而提高工程造價(jià)。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)地質(zhì)條件、建筑物荷載要求以及施工工藝等因素，合理確定樁間距。4.2樁體材料的影響樁體材料作為CFG樁復(fù)合地基的核心組成部分，其水泥、粉煤灰、碎石等材料的配比對(duì)樁體強(qiáng)度和承載特性有著至關(guān)重要的影響，這些材料之間的相互作用和比例關(guān)系直接決定了樁體在復(fù)合地基中的工作性能。水泥作為樁體材料中的關(guān)鍵膠凝材料，其用量對(duì)樁體強(qiáng)度起著決定性作用。水泥在水化過(guò)程中，會(huì)與其他材料發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的水泥石結(jié)構(gòu)，將碎石、石屑等骨料牢固地粘結(jié)在一起，從而賦予樁體足夠的強(qiáng)度和承載能力。一般來(lái)說(shuō)，水泥用量增加，樁體強(qiáng)度會(huì)顯著提高。在某試驗(yàn)研究中，當(dāng)水泥用量從每立方米300kg增加到400kg時(shí)，樁體的28天抗壓強(qiáng)度從15MPa提高到了20MPa。這是因?yàn)楦嗟乃嗄軌虍a(chǎn)生更多的水泥石，增強(qiáng)了骨料之間的粘結(jié)力，使得樁體在承受荷載時(shí)，能夠更好地抵抗外力的作用，不易發(fā)生破壞。然而，水泥用量并非越多越好，過(guò)高的水泥用量不僅會(huì)增加工程造價(jià)，還可能導(dǎo)致樁體的脆性增大，在承受較大變形時(shí)容易發(fā)生斷裂。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)工程的具體要求和地質(zhì)條件，合理確定水泥用量，以達(dá)到最佳的性價(jià)比。粉煤灰在樁體材料中具有獨(dú)特的作用。一方面，它能夠改善混合料的和易性。粉煤灰的顆粒細(xì)小，表面光滑，能夠填充在碎石、石屑等骨料之間的空隙中，減少骨料之間的摩擦力，使混合料在攪拌和灌注過(guò)程中更加均勻、流暢，便于施工操作。另一方面，粉煤灰還具有活性，能夠參與水泥的水化反應(yīng)。在水泥水化過(guò)程中，粉煤灰中的活性成分會(huì)與水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的水化硅酸鈣等物質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)樁體的強(qiáng)度。研究表明，適量摻入粉煤灰可以在一定程度上提高樁體的后期強(qiáng)度。在某工程中，摻入15%的粉煤灰后，樁體的90天抗壓強(qiáng)度比未摻粉煤灰時(shí)提高了10%左右。此外，粉煤灰的摻入還可以降低水泥的用量，從而減少工程造價(jià)。這不僅實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢料的有效利用，還符合環(huán)保理念，具有良好的社會(huì)效益。但粉煤灰的摻量也需要控制在一定范圍內(nèi)，過(guò)量摻入可能會(huì)導(dǎo)致樁體早期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，影響工程進(jìn)度。碎石作為樁體的主要骨料，其粒徑和級(jí)配對(duì)樁體強(qiáng)度和承載特性也有重要影響。較大粒徑的碎石能夠提供更高的抗壓強(qiáng)度和承載能力，因?yàn)榇罅剿槭跇扼w中形成的骨架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，能夠承受更大的壓力。但粒徑過(guò)大也可能導(dǎo)致混合料的和易性變差，在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，影響樁體質(zhì)量。合適的級(jí)配能夠使碎石之間相互填充，形成更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)，從而提高樁體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在某試驗(yàn)中，采用連續(xù)級(jí)配的碎石配制的樁體，其抗壓強(qiáng)度比采用單一粒徑碎石配制的樁體提高了15%左右。同時(shí)，級(jí)配良好的碎石還能夠減少水泥和粉煤灰的用量，降低成本。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)工程要求和施工條件，選擇合適粒徑和級(jí)配的碎石。石屑或砂在樁體材料中主要起到填充和改善級(jí)配的作用。它們能夠填充在碎石之間的空隙中，使樁體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，提高樁體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。石屑或砂的摻入還可以改善混合料的和易性，使混合料在攪拌和灌注過(guò)程中更加均勻，有利于施工。在某工程中，通過(guò)摻入適量的石屑，改善了樁體材料的級(jí)配，使樁體的抗壓強(qiáng)度提高了10%左右。此外，石屑或砂的價(jià)格相對(duì)較低，適量摻入可以降低材料成本。但如果石屑或砂的含量過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致樁體的強(qiáng)度降低，因?yàn)樗鼈兊膹?qiáng)度相對(duì)碎石較低。在實(shí)際工程中，需要合理控制石屑或砂的摻量。4.3地基土性質(zhì)的影響地基土的性質(zhì)是影響CFG樁復(fù)合地基承載特性的關(guān)鍵因素之一，不同類型和性質(zhì)的地基土?xí)?dǎo)致復(fù)合地基在承載過(guò)程中呈現(xiàn)出各異的力學(xué)行為和工作性能。粘性土是工程中常見(jiàn)的地基土類型之一。粘性土具有較高的粘聚力，這使得樁體與樁間土之間能夠產(chǎn)生較大的粘結(jié)力，從而增強(qiáng)了樁土之間的協(xié)同工作能力。在豎向荷載作用下，粘性土中的樁側(cè)摩阻力主要由粘聚力和摩擦力共同提供，由于粘聚力的存在，樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮相對(duì)較為緩慢，但極限摩阻力值相對(duì)較大。在某工程中，當(dāng)樁周土為粘性土?xí)r，樁側(cè)摩阻力在荷載達(dá)到一定值后才開(kāi)始快速增長(zhǎng)，且極限摩阻力值比在砂土中高出約30%。粘性土的壓縮性一般較高，這意味著在荷載作用下，粘性土的變形較大，會(huì)對(duì)復(fù)合地基的沉降產(chǎn)生較大影響。粘性土的含水量和孔隙比也會(huì)影響其力學(xué)性質(zhì)和承載特性。含水量較高的粘性土，其抗剪強(qiáng)度會(huì)降低，壓縮性會(huì)增大，從而影響復(fù)合地基的承載能力和沉降變形。砂土作為地基土?xí)r，其顆粒之間主要靠摩擦力相互作用，粘聚力較小。這使得在砂土中，樁側(cè)摩阻力主要由摩擦力提供，其發(fā)揮相對(duì)較快，但極限摩阻力值相對(duì)較小。在某試驗(yàn)中，當(dāng)樁周土為砂土?xí)r，樁側(cè)摩阻力在荷載施加后迅速增長(zhǎng)，但極限摩阻力值明顯低于粘性土中的情況。砂土的密實(shí)度對(duì)復(fù)合地基的承載特性有著重要影響。密實(shí)度較高的砂土，其顆粒之間的排列緊密，孔隙較小，抗剪強(qiáng)度較高，能夠提供較大的側(cè)向約束，有利于提高樁體的承載能力和穩(wěn)定性。而松散的砂土，其抗剪強(qiáng)度較低，樁體在承受荷載時(shí)容易發(fā)生側(cè)向變形，從而影響復(fù)合地基的承載性能。砂土的滲透性較好，在施工過(guò)程中，地下水的滲流可能會(huì)對(duì)樁體的成型和復(fù)合地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在飽和砂土中進(jìn)行CFG樁施工時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)孔壁坍塌、樁身縮徑等問(wèn)題，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。對(duì)于淤泥質(zhì)土等軟弱地基土，其具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)。在這類地基土中，樁體的承載能力和樁間土的承載能力都相對(duì)較低，復(fù)合地基的沉降變形較大。由于淤泥質(zhì)土的抗剪強(qiáng)度低，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮都受到很大限制，樁體在承受荷載時(shí)容易發(fā)生刺入變形，導(dǎo)致樁土應(yīng)力比減小。在某工程中，當(dāng)樁端持力層為淤泥質(zhì)土?xí)r，樁端阻力占總承載力的比例僅為10%左右，且地基的沉降量較大。為了提高在淤泥質(zhì)土地基上的CFG樁復(fù)合地基的承載性能，通常需要采取一些特殊的處理措施，如對(duì)樁間土進(jìn)行預(yù)壓加固、增加樁長(zhǎng)或樁徑、設(shè)置褥墊層等。地基土的性質(zhì)還會(huì)影響CFG樁復(fù)合地基的施工工藝和質(zhì)量。在不同性質(zhì)的地基土中，成樁方法的選擇和施工參數(shù)的確定都需要根據(jù)地基土的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。在粘性土中，長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法可能會(huì)出現(xiàn)鉆桿扭矩過(guò)大、提鉆困難等問(wèn)題；而在砂土中，振動(dòng)沉管成樁法可能會(huì)導(dǎo)致樁周土的液化和樁身的傾斜。因此，在施工前需要對(duì)地基土的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的勘察和分析，選擇合適的施工工藝和參數(shù)，以確保施工質(zhì)量和復(fù)合地基的承載性能。4.4褥墊層的影響褥墊層作為CFG樁復(fù)合地基的關(guān)鍵組成部分，在調(diào)節(jié)樁土荷載分擔(dān)和影響承載特性方面發(fā)揮著不可替代的作用，其厚度、材料和壓實(shí)度等因素對(duì)復(fù)合地基的性能有著顯著的影響。褥墊層厚度是影響樁土荷載分擔(dān)和承載特性的重要因素之一。一般來(lái)說(shuō)，褥墊層越厚，土承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越高，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越低。這是因?yàn)檩^厚的褥墊層在樁體向上刺入時(shí)，能夠提供更大的變形空間，使樁間土能夠更好地參與承載，從而分擔(dān)更多的荷載。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)褥墊層厚度從15cm增加到30cm時(shí)，樁承擔(dān)的荷載比例從70%下降到50%，土承擔(dān)的荷載比例從30%上升到50%。同時(shí)，褥墊層厚度對(duì)復(fù)合地基的沉降也有明顯影響。適當(dāng)增加褥墊層厚度可以減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中，使地基的變形更加均勻，從而減小地基的沉降量。但褥墊層厚度過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致復(fù)合地基的整體剛度降低，使地基的沉降量增加。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)地質(zhì)條件、建筑物荷載要求等因素，合理確定褥墊層厚度，一般取值范圍為150-300mm。褥墊層材料的選擇對(duì)樁土荷載分擔(dān)和承載特性同樣有著重要影響。褥墊層材料通常為散體粒狀材料，如中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等。不同材料的褥墊層，其力學(xué)性質(zhì)存在差異，從而導(dǎo)致復(fù)合地基的承載性能不同。級(jí)配良好的砂石褥墊層，其顆粒之間的相互咬合作用較強(qiáng)，能夠更好地傳遞荷載，使樁土之間的協(xié)同工作效果更好，從而提高復(fù)合地基的承載能力。而單一粒徑的砂石褥墊層，其顆粒之間的咬合作用相對(duì)較弱，在荷載傳遞過(guò)程中容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，影響復(fù)合地基的承載性能。此外，褥墊層材料的彈性模量也會(huì)影響復(fù)合地基的承載特性。彈性模量較大的材料，在承受荷載時(shí)變形較小，樁承擔(dān)的荷載比例相對(duì)較大；彈性模量較小的材料，在承受荷載時(shí)變形較大，土承擔(dān)的荷載比例相對(duì)較大。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，選擇合適的褥墊層材料。褥墊層的壓實(shí)度對(duì)樁土荷載分擔(dān)和承載特性也不容忽視。壓實(shí)度較高的褥墊層，其顆粒之間的接觸更加緊密，強(qiáng)度和剛度較大，能夠更好地傳遞荷載，使樁土之間的協(xié)同工作效果更好。這是因?yàn)閴簩?shí)度高意味著褥墊層材料的密實(shí)度增加，顆粒之間的摩擦力和咬合力增大，在荷載作用下不易發(fā)生變形和位移，從而能夠更有效地將荷載傳遞給樁間土，提高復(fù)合地基的承載能力。在某工程中，通過(guò)對(duì)不同壓實(shí)度的褥墊層進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度從90%提高到95%時(shí)，復(fù)合地基的承載力提高了約10%。相反，壓實(shí)度較低的褥墊層，其顆粒之間的接觸較為松散，強(qiáng)度和剛度較小，在荷載作用下容易發(fā)生較大的變形，導(dǎo)致樁土之間的協(xié)同工作效果變差，降低復(fù)合地基的承載能力。在施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制褥墊層的壓實(shí)度，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。五、CFG樁復(fù)合地基施工要點(diǎn)與質(zhì)量控制5.1CFG樁復(fù)合地基施工工藝5.1.1長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法是目前CFG樁復(fù)合地基施工中較為常用的一種工藝，其施工流程清晰且環(huán)環(huán)相扣，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)成樁質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。施工前的場(chǎng)地準(zhǔn)備工作是確保后續(xù)施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。首先，需對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行全面清理，清除場(chǎng)地內(nèi)的雜草、雜物以及障礙物，保證施工場(chǎng)地的平整，為機(jī)械設(shè)備的停放和運(yùn)行提供良好的條件。同時(shí)，要確保場(chǎng)地具備“三通一平”條件，即通路、通水、通電和平整場(chǎng)地，滿足施工的基本需求。接下來(lái)，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行精確的測(cè)量放線工作，使用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器，如全站儀等，確定樁位的準(zhǔn)確位置，并在樁位處撒上白灰或設(shè)置明顯的標(biāo)記，以便于樁機(jī)就位。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基施工中，測(cè)量人員通過(guò)多次復(fù)核測(cè)量基線、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位，確保了樁位偏差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，為后續(xù)施工奠定了良好的基礎(chǔ)。樁機(jī)就位時(shí)，要保證其平穩(wěn)且垂直。操作人員需仔細(xì)調(diào)整樁機(jī)的位置，使鉆頭中心與樁位準(zhǔn)確對(duì)齊，偏差不得大于規(guī)定值，一般要求樁位偏差在基礎(chǔ)最外一排樁不超過(guò)70mm，基礎(chǔ)內(nèi)其余的樁不超過(guò)200mm。同時(shí)，通過(guò)樁機(jī)自帶的垂直度調(diào)節(jié)裝置，如懸掛雙向垂球等方式，確保樁機(jī)鉆桿的垂直度偏差不大于1%。在某工程中，技術(shù)人員在樁機(jī)就位后，利用垂球和經(jīng)緯儀對(duì)樁機(jī)垂直度進(jìn)行了嚴(yán)格檢查，及時(shí)調(diào)整了樁機(jī)的角度，保證了樁身的垂直度，避免了因樁身傾斜而影響樁的承載性能。鉆進(jìn)成孔是長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。開(kāi)始鉆進(jìn)前，應(yīng)使出料口密封，防止鉆進(jìn)過(guò)程中土體進(jìn)入鉆桿，且在開(kāi)始?jí)汗嗷旌狭蠒r(shí)能通過(guò)壓力打開(kāi)。鉆頭剛接觸地面時(shí)，應(yīng)采用慢速下鉆，以保證鉆孔的垂直度和穩(wěn)定性。在鉆進(jìn)過(guò)程中，需密切關(guān)注地層變化和動(dòng)力頭工作電流顯示的結(jié)果，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)合理調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)速度。正常鉆進(jìn)電流值一般為100A左右，不能超過(guò)140A的額定電流。如遇土層抱鉆桿或電流過(guò)大時(shí)，應(yīng)迅速剎住主卷?yè)P(yáng)進(jìn)行空鉆，待電流值降到額定范圍或葉片上的土塊甩出電流正常后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。在某工程的鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)遇到硬土層時(shí)，動(dòng)力頭工作電流急劇上升，操作人員及時(shí)降低了鉆進(jìn)速度，增大了鉆壓，成功地穿過(guò)了硬土層，保證了成孔的順利進(jìn)行。鉆進(jìn)過(guò)程中還應(yīng)防止鉆進(jìn)速度太快造成蹩鉆，可采用間歇式鉆進(jìn)方法，即鉆進(jìn)-空鉆-鉆進(jìn)，以利于被切割的巖土及時(shí)排出地面。鉆進(jìn)過(guò)程中不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如遇卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)出異常聲響時(shí)，應(yīng)立即停鉆，查明原因，并采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)空鉆30-60s，待電流穩(wěn)定后停鉆，并向后臺(tái)發(fā)出泵送混合料信號(hào)，作好泵送準(zhǔn)備。鉆孔產(chǎn)生的土方應(yīng)及時(shí)清理外運(yùn)，以免占用施工場(chǎng)地，影響后續(xù)施工。攪拌混合料時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行計(jì)量上料。根據(jù)樁身混合料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，通過(guò)試驗(yàn)確定混合料配合比，一般粉煤灰摻量宜為60-80kg/m3，坍落度宜為160-200mm。每盤(pán)攪拌時(shí)間不少于90s，以確保混合料的均勻性。質(zhì)檢員應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行抽檢，檢查混合料的和易性、析水性和坍落度是否滿足施工質(zhì)量要求。同時(shí)，按要求制作混合料試塊，并進(jìn)行編號(hào)、記錄、養(yǎng)護(hù)和送檢。在某工程中，質(zhì)檢員通過(guò)對(duì)混合料坍落度的多次檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整了水的用量，保證了混合料的坍落度符合設(shè)計(jì)要求，確保了樁體的質(zhì)量。冬季施工時(shí)，混合料入孔溫度不低于5℃，可使用熱水?dāng)嚢枰蕴岣邷囟?，但水溫不得超過(guò)60℃，否則會(huì)造成混合料的早凝，產(chǎn)生堵管，影響混合料的強(qiáng)度。壓灌混合料是保證樁體質(zhì)量的重要步驟。混凝土泵應(yīng)根據(jù)樁徑選型，安放位置應(yīng)與鉆機(jī)的施工順序相配合。泵管布置應(yīng)盡量減少?gòu)澋?，盡可能保持水平，長(zhǎng)距離泵送時(shí)泵管下面應(yīng)墊實(shí)，泵與鉆機(jī)距離不宜超過(guò)60m。泵管和高強(qiáng)柔性管必須用卡環(huán)連接牢靠，保持管道暢通，卡環(huán)更換后必須清洗干凈并做好防銹處理。混合料的泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)鉆機(jī)移位時(shí)，混凝土泵料斗內(nèi)的混合料應(yīng)連續(xù)攪拌，泵送混合料時(shí)，料斗內(nèi)混合料的高度不得低于400mm，以防吸進(jìn)空氣造成堵塞。灌注首次混合料時(shí)應(yīng)停頓10-20s加壓，再緩慢提升鉆桿。在提升鉆桿的過(guò)程中，要嚴(yán)格控制提升速度，使其與泵送量相匹配，一般控制在1.2-1.5m/min。若提升速度過(guò)快，容易導(dǎo)致樁體出現(xiàn)縮頸、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題；若提升速度過(guò)慢，則會(huì)影響施工效率。在某工程中，通過(guò)精確控制泵送量和提升速度，成功地避免了樁體質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，保證了樁體的完整性和強(qiáng)度。成樁后，需進(jìn)行樁頭處理和樁間土開(kāi)挖。樁頭處理時(shí)，應(yīng)采用合適的方法，如切割片環(huán)割等，將樁頭多余部分切除，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。在樁間土開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)采用小型挖掘機(jī)，并由專人負(fù)責(zé)指揮，避免人為因素造成樁體損壞。某工程在樁間土開(kāi)挖過(guò)程中，由于采用了小型挖掘機(jī)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工，有效地避免了樁體被挖斷的情況，保證了樁體的質(zhì)量。最后，鋪設(shè)褥墊層，褥墊層一般采用級(jí)配砂石，最大粒徑不大于30mm，鋪設(shè)厚度按設(shè)計(jì)要求，夯實(shí)度取0.85-0.9。鋪設(shè)褥墊層時(shí)，應(yīng)保證其平整度和壓實(shí)度，確保其能夠有效地調(diào)節(jié)樁土荷載分擔(dān)，提高復(fù)合地基的承載性能。5.1.2振動(dòng)沉管法振動(dòng)沉管法是CFG樁復(fù)合地基施工的另一種重要工藝，尤其適用于粘性土、粉土、素填土等地基，在特定的地質(zhì)條件下具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但施工過(guò)程也有其特定的技術(shù)要求和注意事項(xiàng)。施工前的準(zhǔn)備工作與長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法類似，同樣需要具備建筑物場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察報(bào)告、CFG樁布樁圖、建筑場(chǎng)地鄰近的相關(guān)調(diào)查資料以及建筑物場(chǎng)地的水準(zhǔn)控制點(diǎn)和建筑物位置控制坐標(biāo)等資料，并確保場(chǎng)地具備“三通一平”條件。同時(shí)，要確定施工機(jī)具和配套設(shè)備，制定材料供應(yīng)計(jì)劃，標(biāo)明所用材料的規(guī)格、技術(shù)要求和數(shù)量。進(jìn)行試成孔，一般不少于兩個(gè)，以復(fù)核地質(zhì)資料以及設(shè)備、工藝是否適宜，核定選用的技術(shù)參數(shù)。按施工平面圖放好樁位，若采用鋼筋混凝土預(yù)制樁尖，需埋入地表以下30cm左右。確定施打順序，合理的施打順序?qū)τ诒ＷC樁體質(zhì)量和施工效率至關(guān)重要。在某工程中，根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件和樁位布置情況，確定了從中間向兩邊對(duì)稱施打的順序，有效地減少了樁體之間的相互干擾，保證了施工質(zhì)量。復(fù)核測(cè)量基線、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位、CFG樁的軸線定位點(diǎn)，檢查施工場(chǎng)地所設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)是否會(huì)受施工影響。振動(dòng)沉管機(jī)沉管表面應(yīng)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記，并以米為單位，以便準(zhǔn)確控制沉管深度。樁機(jī)就位時(shí)，需根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、沉管人土深度確定機(jī)架高度和沉管長(zhǎng)度，并進(jìn)行設(shè)備組裝。調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。在某工程中，技術(shù)人員通過(guò)水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的配合，精確調(diào)整了樁機(jī)的垂直度，保證了沉管的垂直度符合要求，為后續(xù)施工創(chuàng)造了良好條件。啟動(dòng)馬達(dá)后，沉管開(kāi)始下沉。在沉管過(guò)程中，要做好記錄，每沉1m記錄電流表上的電流一次，并對(duì)土層改變處予以說(shuō)明。通過(guò)電流變化可以判斷土層的性質(zhì)和沉管的阻力情況，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。當(dāng)沉管到預(yù)定標(biāo)高后，停機(jī)。停機(jī)后，應(yīng)立即向管內(nèi)投料，直到混合料與進(jìn)料口齊平。混合料按設(shè)計(jì)配比經(jīng)攪拌機(jī)加水拌和，拌和時(shí)間不得少于1min，如粉煤灰用量較多，攪拌時(shí)間還要適當(dāng)延長(zhǎng)。加水量按坍落度3-5cm控制，成樁后浮漿厚度以不超過(guò)20cm為宜。在某工程中，通過(guò)嚴(yán)格控制混合料的拌和時(shí)間和加水量，保證了混合料的質(zhì)量，使成樁后的浮漿厚度符合要求，提高了樁體的強(qiáng)度。再次啟動(dòng)馬達(dá)，留振5-10s，開(kāi)始拔管。拔管速率一般為1.2-1.5m/min（拔管速度為線速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速率還應(yīng)放慢。拔管過(guò)程中不允許反插，以免影響樁體質(zhì)量。如上料不足，須在拔管過(guò)程中空中投料，以保證成樁后樁頂標(biāo)高到達(dá)設(shè)計(jì)要求。在某工程中，當(dāng)遇到淤泥質(zhì)土層時(shí)，施工人員及時(shí)降低了拔管速度，避免了樁體出現(xiàn)縮頸、斷樁等問(wèn)題，保證了樁體的質(zhì)量。沉管拔出地面后，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，用粒狀材料或濕粘性土封頂。然后移機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。在施工過(guò)程中，要抽樣做混合料試塊，一般一個(gè)臺(tái)班做一組（3塊），試塊尺寸為15cm×15cm×15cm，并測(cè)定28天抗壓強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)試塊的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，可以及時(shí)了解樁體的強(qiáng)度情況，確保樁體質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。5.2施工過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)在CFG樁復(fù)合地基的施工過(guò)程中，嚴(yán)格把控質(zhì)量控制要點(diǎn)是確保地基工程質(zhì)量的關(guān)鍵，這直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)樁位偏差、樁身垂直度、樁體強(qiáng)度等方面的精準(zhǔn)控制至關(guān)重要。樁位偏差的控制是施工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在施工前，需依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器，如全站儀等，進(jìn)行精確的測(cè)量放線工作，確定樁位的準(zhǔn)確位置，并在樁位處撒上白灰或設(shè)置明顯的標(biāo)記。在測(cè)量放線過(guò)程中，要對(duì)測(cè)量基線、水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位進(jìn)行多次復(fù)核，確保樁位的準(zhǔn)確性。在某工程中，測(cè)量人員在放線后，對(duì)樁位進(jìn)行了三次復(fù)核，有效地避免了因測(cè)量誤差導(dǎo)致的樁位偏差。在施工過(guò)程中，樁機(jī)就位時(shí)要保證鉆頭中心與樁位準(zhǔn)確對(duì)齊，偏差不得大于規(guī)定值。一般要求樁位偏差在基礎(chǔ)最外一排樁不超過(guò)70mm，基礎(chǔ)內(nèi)其余的樁不超過(guò)200mm。若樁位偏差過(guò)大，會(huì)影響樁土之間的協(xié)同工作效果，降低復(fù)合地基的承載能力。在某工程中，由于樁機(jī)就位時(shí)未準(zhǔn)確對(duì)中，導(dǎo)致部分樁位偏差超過(guò)規(guī)范要求，經(jīng)檢測(cè)，這些樁位偏差較大的樁所在區(qū)域的復(fù)合地基承載力明顯低于設(shè)計(jì)要求。樁身垂直度是影響CFG樁承載性能的重要因素。樁機(jī)就位后，應(yīng)通過(guò)懸掛雙向垂球、水準(zhǔn)儀或經(jīng)緯儀等方式，仔細(xì)調(diào)整樁機(jī)鉆桿的垂直度，確保垂直度偏差不大于1%。在鉆進(jìn)過(guò)程中，要隨時(shí)觀測(cè)樁機(jī)的垂直度，發(fā)現(xiàn)樁機(jī)斜歪應(yīng)立即糾偏。在某工程中，技術(shù)人員在鉆進(jìn)過(guò)程中，每隔10分鐘就對(duì)樁機(jī)垂直度進(jìn)行一次檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正了一次樁機(jī)垂直度偏差，保證了樁身的垂直度。若樁身垂直度偏差過(guò)大，樁體在承受荷載時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心受力，降低樁體的承載能力，甚至可能導(dǎo)致樁身斷裂。在某工程中，由于樁身垂直度偏差較大，在建筑物使用過(guò)程中，出現(xiàn)了樁身裂縫的情況，嚴(yán)重影響了建筑物的安全。樁體強(qiáng)度的控制是保證CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量的核心。首先，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行混合料的攪拌，確保水泥、粉煤灰、碎石等材料的用量準(zhǔn)確。在攪拌過(guò)程中，要保證攪拌時(shí)間不少于規(guī)定值，一般每盤(pán)攪拌時(shí)間不少于90s，以確?；旌狭系木鶆蛐?。質(zhì)檢員應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行抽檢，檢查混合料的和易性、析水性和坍落度是否滿足施工質(zhì)量要求。在某工程中，質(zhì)檢員每天對(duì)混合料進(jìn)行多次抽檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正了一次混合料坍落度不符合要求的情況，保證了樁體的質(zhì)量。同時(shí)，要按要求制作混合料試塊，并進(jìn)行編號(hào)、記錄、養(yǎng)護(hù)和送檢，測(cè)定28天抗壓強(qiáng)度。若樁體強(qiáng)度不足，將無(wú)法承受設(shè)計(jì)荷載，導(dǎo)致地基沉降過(guò)大甚至破壞。在某工程中，由于混合料攪拌不均勻，導(dǎo)致部分樁體強(qiáng)度不足，經(jīng)檢測(cè)，這些樁體的抗壓強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求的30%，不得不進(jìn)行返工處理。在施工過(guò)程中，還需對(duì)其他方面進(jìn)行質(zhì)量控制。對(duì)于長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法，要注意防止鉆進(jìn)速度太快造成蹩鉆，可采用間歇式鉆進(jìn)方法，即鉆進(jìn)-空鉆-鉆進(jìn)，以利于被切割的巖土及時(shí)排出地面。鉆進(jìn)過(guò)程中不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如遇卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)出異常聲響時(shí)，應(yīng)立即停鉆，查明原因，并采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。在壓灌混合料時(shí)，要保證泵送的連續(xù)性，泵管布置應(yīng)盡量減少?gòu)澋溃M可能保持水平，長(zhǎng)距離泵送時(shí)泵管下面應(yīng)墊實(shí)，泵與鉆機(jī)距離不宜超過(guò)60m。對(duì)于振動(dòng)沉管法，要合理確定施打順序，避免樁體之間的相互干擾。在沉管過(guò)程中，要做好記錄，每沉1m記錄電流表上的電流一次，并對(duì)土層改變處予以說(shuō)明。在拔管過(guò)程中，要嚴(yán)格控制拔管速率，一般為1.2-1.5m/min，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速率還應(yīng)放慢，且不允許反插。5.3常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及處理措施在CFG樁復(fù)合地基施工過(guò)程中，由于各種因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題，如斷樁、縮頸、樁頭空鼓等，這些問(wèn)題會(huì)直接影響地基的承載性能和建筑物的穩(wěn)定性，因此需要及時(shí)采取有效的處理措施。斷樁是CFG樁復(fù)合地基施工中較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題之一，其主要原因包括拔管速度過(guò)快、混凝土供應(yīng)不連續(xù)以及開(kāi)挖樁間土?xí)r的不當(dāng)操作。當(dāng)拔管速度過(guò)快時(shí)，混凝土無(wú)法及時(shí)填充樁孔，導(dǎo)致樁身出現(xiàn)不連續(xù)的情況；混凝土供應(yīng)不連續(xù)會(huì)使樁體在澆筑過(guò)程中出現(xiàn)冷縫，從而形成斷樁；在開(kāi)挖樁間土?xí)r，如果采用大型挖掘機(jī)且操作不當(dāng)，直接作用在樁上施加側(cè)向推力，很容易將樁碰斷。為預(yù)防斷樁問(wèn)題，在工程樁施工前應(yīng)進(jìn)行試樁，確定合適的施工工藝和參數(shù)，嚴(yán)格控制拔管速度，確保其與混凝土泵送量相匹配。在某工程中，通過(guò)試樁確定了合適的拔管速度為1.2m/min，有效避免了斷樁問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，要確保混凝土的連續(xù)供應(yīng)，保證澆筑過(guò)程的連續(xù)性。在土方開(kāi)挖至實(shí)際樁頂后，應(yīng)采用小型挖掘機(jī)，并由專人負(fù)責(zé)指揮，避免人為因素造成樁體損壞。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的斷樁，若為淺部斷樁，可剔除上部斷樁，用與樁身相同的混合料按樁徑設(shè)計(jì)標(biāo)高補(bǔ)樁。若斷樁是由土建單位機(jī)械施工造成的大范圍淺部斷樁，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位共同制定方案，一般在原定檢測(cè)方案的基礎(chǔ)上，選擇幾根斷樁進(jìn)行單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，對(duì)比完整性樁和斷樁試驗(yàn)結(jié)果，確定斷樁是否能夠使用。若復(fù)合地基承載力和變形能滿足設(shè)計(jì)要求，可不進(jìn)行處理；如不符合要求，則需進(jìn)行設(shè)計(jì)方案論證?？s頸也是常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，主要表現(xiàn)為樁體局部樁徑小于設(shè)計(jì)樁徑。其產(chǎn)生原因主要有在飽和軟土中成樁時(shí)施工順序不當(dāng)，如連續(xù)施打時(shí)，新打樁對(duì)已打樁的擠壓作用會(huì)使已打樁被擠成橢圓形或不規(guī)則形，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸甚至斷樁；提鉆速度太快也會(huì)導(dǎo)致樁體縮頸。為預(yù)防縮頸問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)土層狀況選擇合適的施工工藝和設(shè)備。在軟土中，若樁距較大，可采用隔樁跳打；在飽和的松散粉土中施打，如樁距較小，不宜采用隔樁跳打的方案；滿堂布樁時(shí)，不論樁距大小，均不宜從周?chē)騼?nèi)推進(jìn)施工。施打新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不應(yīng)小于7天。同時(shí)，要根據(jù)泵送量及地層情況合理控制提鉆速度，一般控制在1.2-1.5m/min為宜。在某工程中，通過(guò)合理安排施工順序和控制提鉆速度，有效避免了縮頸問(wèn)題的發(fā)生。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)縮頸的樁，可采用復(fù)打或壓力灌漿處理。復(fù)打時(shí)，應(yīng)在原樁位上重新沉管，灌注混凝土，以增大樁徑；壓力灌漿則是通過(guò)向縮頸部位注入水泥漿，填充空隙，提高樁體的密實(shí)度。樁頭空鼓主要表現(xiàn)為樁體頂部密實(shí)度差，樁體內(nèi)有集中的縫隙。其原因主要是施工過(guò)程中排氣閥不能正常工作。鉆機(jī)鉆孔時(shí)，管內(nèi)充滿空氣，泵送混合料時(shí)，排氣閥應(yīng)將空氣排出，若排氣閥堵塞不能正常將管內(nèi)空氣排出，就會(huì)導(dǎo)致樁體存氣，形成空芯。為預(yù)防樁頭空鼓，在施工中應(yīng)經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)清洗。在某工程中，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)排氣閥的檢查和維護(hù)，有效避免了樁頭空鼓問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)樁頭空鼓的樁，若樁頂保護(hù)長(zhǎng)度不足，需截樁至密實(shí)段。在截樁過(guò)程中，應(yīng)注意采用合適的方法，避免對(duì)樁體造成進(jìn)一步的損壞。六、CFG樁復(fù)合地基工程應(yīng)用案例分析6.1案例一：高層住宅項(xiàng)目某高層住宅項(xiàng)目位于城市繁華地段，總建筑面積達(dá)10萬(wàn)平方米，共由5棟30層的住宅樓組成。該項(xiàng)目對(duì)地基的承載能力和穩(wěn)定性要求極高，因?yàn)楦邔咏ㄖ镒陨碇亓看?，且需承受風(fēng)荷載、地震荷載等多種外力作用，若地基處理不當(dāng)，極易引發(fā)建筑物傾斜、開(kāi)裂等嚴(yán)重安全問(wèn)題。場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜。自上而下分布的土層依次為：第一層為雜填土，厚度約1.5-2.0m，土質(zhì)疏松，成分復(fù)雜，主要由建筑垃圾、生活垃圾和粘性土組成，其天然地基承載力特征值僅為80kPa；第二層為粉質(zhì)粘土，厚度約3.0-4.0m，可塑狀態(tài)，壓縮性中等，承載力特征值為120kPa；第三層為淤泥質(zhì)土，厚度較大，約6.0-8.0m，流塑狀態(tài)，含水量高，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低，承載力特征值僅為60kPa；第四層為粉砂層，厚度約4.0-5.0m，稍密狀態(tài)，承載力特征值為150kPa；第五層為中砂層，厚度較大，且土質(zhì)較為密實(shí)，承載力特征值為250kPa，是較為理想的樁端持力層。場(chǎng)地地下水類型為潛水，水位埋深較淺，一般在地面以下1.0-1.5m，水位變化受季節(jié)和周邊環(huán)境影響較大?？紤]到該項(xiàng)目的重要性以及場(chǎng)地復(fù)雜的地質(zhì)條件，經(jīng)過(guò)多方案對(duì)比論證，最終選擇CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。CFG樁設(shè)計(jì)樁徑為400mm，樁間距1.5m，按正方形布置，樁長(zhǎng)18m，以確保樁端能夠進(jìn)入中砂層，充分利用其較高的承載能力。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，以滿足樁體的強(qiáng)度要求。褥墊層厚度設(shè)計(jì)為200mm，采用級(jí)配砂石材料，最大粒徑不大于30mm，夯實(shí)度取0.85-0.9，通過(guò)褥墊層來(lái)調(diào)節(jié)樁土荷載分擔(dān)，提高復(fù)合地基的整體性能。在施工過(guò)程中，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法進(jìn)行施工。施工前，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了平整，清除了雜物和障礙物，并進(jìn)行了測(cè)量放線，確保樁位準(zhǔn)確無(wú)誤。樁機(jī)就位后，通過(guò)懸掛雙向垂球調(diào)整鉆桿垂直度，使其偏差控制在1%以內(nèi)。鉆進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)地層變化和動(dòng)力頭工作電流顯示結(jié)果，合理調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)速度，避免出現(xiàn)憋鉆、卡鉆等問(wèn)題。當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度后，空鉆30-60s，待電流穩(wěn)定后停鉆，并向后臺(tái)發(fā)出泵送混合料信號(hào)。混合料嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行攪拌，每盤(pán)攪拌時(shí)間不少于90s，坍落度控制在160-200mm。泵送混合料時(shí)，保持連續(xù)泵送，泵管布置盡量減少?gòu)澋?，泵與鉆機(jī)距離控制在60m以內(nèi)。提升鉆桿時(shí)，嚴(yán)格控制提升速度，使其與泵送量相匹配，一般控制在1.2-1.5m/min，避免出現(xiàn)縮頸、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。成樁后，對(duì)樁頭進(jìn)行了處理，采用切割片環(huán)割的方法將樁頭多余部分切除，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。樁間土開(kāi)挖采用小型挖掘機(jī)，并由專人負(fù)責(zé)指揮，避免對(duì)樁體造成損壞。最后鋪設(shè)褥墊層，確保其平整度和壓實(shí)度符合要求。施工完成后，對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行了嚴(yán)格的檢測(cè)。采用靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)復(fù)合地基承載力，隨機(jī)抽取了3組試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到了350kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性，共檢測(cè)了100根樁，檢測(cè)結(jié)果顯示，I類樁占85%，II類樁占15%，無(wú)III類和IV類樁，樁身完整性良好。通過(guò)對(duì)該高層住宅項(xiàng)目CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用分析，其承載特性表現(xiàn)良好。在豎向荷載作用下，樁體能夠有效地將荷載傳遞到深層地基中，樁頂應(yīng)力集中明顯，樁土應(yīng)力比合理，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力得到了充分發(fā)揮。從應(yīng)用效果來(lái)看，CFG樁復(fù)合地基成功地提高了地基的承載能力，滿足了高層住宅對(duì)地基承載力的要求，有效地控制了地基的沉降變形，建筑物在使用過(guò)程中未出現(xiàn)明顯的沉降和傾斜現(xiàn)象，保證了建筑物的安全穩(wěn)定。同