CFG樁復(fù)合地基的特性、施工與工程應(yīng)用研究一、引言1.1研究背景與意義在建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，地基處理作為建筑工程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性和安全性起著決定性作用。地基作為建筑物的根基，承擔(dān)著建筑物的全部荷載，并將其傳遞至深層土體。若地基處理不當(dāng)，建筑物極易出現(xiàn)沉降、傾斜甚至倒塌等嚴(yán)重問(wèn)題，不僅危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，因地基問(wèn)題導(dǎo)致的建筑事故在各類建筑質(zhì)量事故中占據(jù)相當(dāng)高的比例。在軟土地基、濕陷性黃土地基等復(fù)雜地質(zhì)條件下，地基處理的難度和重要性更是凸顯。例如，在沿海地區(qū)的軟土地基上進(jìn)行建筑施工時(shí)，由于軟土具有含水量高、壓縮性大、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，若不進(jìn)行有效的地基處理，建筑物很容易發(fā)生過(guò)大的沉降和不均勻沉降，影響建筑物的正常使用。隨著城市化進(jìn)程的加速，各類建筑工程不斷涌現(xiàn)，對(duì)地基處理技術(shù)提出了更高的要求。在眾多地基處理方法中，CFG樁復(fù)合地基以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)脫穎而出，成為解決復(fù)雜地基問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一。CFG樁復(fù)合地基是由水泥、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，與樁間土和褥墊層共同構(gòu)成復(fù)合地基。該技術(shù)不僅能夠有效提高地基承載力，減少地基沉降，還具有施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在多層建筑、高層建筑、工業(yè)廠房等工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在某高層建筑項(xiàng)目中，采用CFG樁復(fù)合地基處理后，地基承載力提高了2-3倍，滿足了上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力的要求，同時(shí)有效控制了地基沉降，保證了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。盡管CFG樁復(fù)合地基在工程實(shí)踐中取得了顯著的成效，但目前其理論研究尚不完善，與工程實(shí)踐的發(fā)展存在一定的脫節(jié)。例如，在CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算方面，現(xiàn)有的理論和方法還存在一些局限性，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合地基的承載力和沉降變形；在施工過(guò)程中，也存在一些問(wèn)題，如樁身質(zhì)量控制、褥墊層施工質(zhì)量等，需要進(jìn)一步深入研究和解決。因此，開(kāi)展對(duì)CFG樁復(fù)合地基的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。通過(guò)對(duì)CFG樁復(fù)合地基的研究，可以深入了解其工作機(jī)理和承載特性，完善設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法，為工程實(shí)踐提供更加科學(xué)、合理的指導(dǎo)，從而提高地基處理的質(zhì)量和效率，保障建筑物的安全穩(wěn)定。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地基技術(shù)自誕生以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛關(guān)注，眾多學(xué)者和工程技術(shù)人員圍繞其開(kāi)展了大量研究，在理論和實(shí)踐方面均取得了一定成果，但也存在一些不足之處。在理論研究方面，國(guó)外起步相對(duì)較早，早期主要集中在對(duì)復(fù)合地基基本概念和工作原理的探索。一些學(xué)者通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的荷載傳遞規(guī)律進(jìn)行了研究，初步揭示了樁土共同作用的機(jī)理。例如，[國(guó)外學(xué)者姓名1]通過(guò)一系列室內(nèi)試驗(yàn)，分析了不同樁長(zhǎng)、樁徑和樁間距條件下，樁土應(yīng)力比的變化規(guī)律，為后續(xù)的理論研究奠定了基礎(chǔ)。隨著研究的深入，數(shù)值分析方法逐漸被引入，[國(guó)外學(xué)者姓名2]利用有限元軟件，對(duì)CFG樁復(fù)合地基在不同荷載工況下的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析，進(jìn)一步深化了對(duì)其力學(xué)性能的理解。然而，國(guó)外的研究多基于其自身的地質(zhì)條件和工程需求，對(duì)于一些特殊地質(zhì)條件和復(fù)雜工程環(huán)境的研究相對(duì)較少，且研究成果在國(guó)內(nèi)的適用性存在一定局限。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，在建設(shè)部“七五”計(jì)劃課題的支持下，開(kāi)始了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用探索。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在理論研究上取得了顯著進(jìn)展。在承載力計(jì)算方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了多種計(jì)算方法，如基于樁土應(yīng)力比的經(jīng)驗(yàn)公式法、考慮樁土相互作用的解析法等。[國(guó)內(nèi)學(xué)者姓名1]在大量工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同地質(zhì)條件下CFG樁復(fù)合地基承載力的統(tǒng)計(jì)分析，提出了一種修正的承載力計(jì)算公式，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性。在沉降計(jì)算方面，也開(kāi)展了深入研究，考慮了樁體壓縮變形、樁間土壓縮變形以及褥墊層的影響等因素。[國(guó)內(nèi)學(xué)者姓名2]采用分層總和法，結(jié)合CFG樁復(fù)合地基的特點(diǎn)，對(duì)沉降計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，使其更符合實(shí)際工程情況。同時(shí)，國(guó)內(nèi)還對(duì)CFG樁復(fù)合地基的加固機(jī)理進(jìn)行了深入探討，明確了樁體的置換作用、樁間土的擠密作用以及褥墊層的調(diào)節(jié)作用等。然而，目前的理論研究仍存在一些不完善之處，例如，對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下CFG樁復(fù)合地基的力學(xué)性能研究還不夠深入，計(jì)算模型和參數(shù)的選取還缺乏足夠的理論依據(jù)，導(dǎo)致在實(shí)際工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。在技術(shù)應(yīng)用方面，國(guó)外將CFG樁復(fù)合地基廣泛應(yīng)用于各類建筑工程、道路工程以及橋梁工程等領(lǐng)域。在建筑工程中，用于高層建筑、工業(yè)廠房等的地基處理，有效提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性；在道路工程中，用于軟土地基路段的處理，減少了道路的沉降和不均勻沉降，提高了道路的使用壽命。例如，[國(guó)外工程案例名稱1]在某高層建筑地基處理中，采用CFG樁復(fù)合地基技術(shù)，成功解決了地基承載力不足的問(wèn)題，建筑物建成后運(yùn)行良好。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，國(guó)外注重施工設(shè)備和工藝的研發(fā)與創(chuàng)新，不斷提高施工效率和質(zhì)量。然而，由于國(guó)外的建筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范與國(guó)內(nèi)存在差異，其施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不能完全照搬，需要結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。國(guó)內(nèi)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，已成為多層至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)已在全國(guó)23個(gè)省、市的1000多個(gè)工程中應(yīng)用。除了建筑工程，在鐵路、公路、市政等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中也得到了大量應(yīng)用。例如，[國(guó)內(nèi)工程案例名稱1]在某高速鐵路軟土地基處理中，采用CFG樁復(fù)合地基結(jié)合土工格柵的處理方案，有效控制了地基沉降，滿足了高速鐵路對(duì)地基變形的嚴(yán)格要求。在應(yīng)用過(guò)程中，國(guó)內(nèi)不斷總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化施工工藝和技術(shù)參數(shù)。例如，針對(duì)不同的地質(zhì)條件和工程要求，研發(fā)了長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法、振動(dòng)沉管法等多種成樁工藝，提高了技術(shù)的適應(yīng)性。但在實(shí)際應(yīng)用中，仍存在一些問(wèn)題，如施工過(guò)程中樁身質(zhì)量的控制難度較大，容易出現(xiàn)斷樁、縮頸等質(zhì)量缺陷；褥墊層的施工質(zhì)量對(duì)復(fù)合地基的性能影響較大，但目前在施工過(guò)程中對(duì)褥墊層的質(zhì)量控制還缺乏有效的手段和標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)CFG樁復(fù)合地基的研究和應(yīng)用取得了一定成果，但理論研究滯后于工程實(shí)踐的發(fā)展，在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用技術(shù)還需進(jìn)一步完善，施工質(zhì)量控制等方面也有待加強(qiáng)。未來(lái)的研究應(yīng)朝著完善理論體系、提高計(jì)算精度、開(kāi)發(fā)新型施工工藝和設(shè)備以及加強(qiáng)質(zhì)量控制等方向發(fā)展，以推動(dòng)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究旨在全面深入地探究CFG樁復(fù)合地基，為其在工程實(shí)踐中的優(yōu)化應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。研究?jī)?nèi)容主要涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：CFG樁復(fù)合地基的工作原理與承載特性：深入剖析CFG樁復(fù)合地基的組成結(jié)構(gòu)，即由CFG樁體、樁間土和褥墊層構(gòu)成的協(xié)同工作體系。詳細(xì)闡述樁體的置換作用，如何憑借自身較高的強(qiáng)度和模量，將上部荷載有效傳遞至深層土體，從而顯著提高地基的承載能力；探究樁間土在樁體的擠密和約束作用下，其物理力學(xué)性質(zhì)的改善機(jī)制；重點(diǎn)研究褥墊層在調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布、確保樁土共同承擔(dān)荷載方面的關(guān)鍵作用，以及其對(duì)復(fù)合地基整體性能的重要影響。通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究不同樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距以及褥墊層厚度和模量等參數(shù)對(duì)復(fù)合地基承載力和沉降變形的影響規(guī)律，建立科學(xué)合理的理論模型，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合地基的承載特性。CFG樁復(fù)合地基的施工工藝與技術(shù)要點(diǎn)：全面梳理CFG樁復(fù)合地基的常見(jiàn)施工方法，如長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法、振動(dòng)沉管法等，深入分析每種施工方法的適用條件、工藝流程和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法，研究其在施工過(guò)程中如何精確控制鉆孔深度、垂直度以及砼的泵送壓力和澆筑量，以確保樁身質(zhì)量均勻、連續(xù)；對(duì)于振動(dòng)沉管法，探討如何有效控制沉管的振動(dòng)頻率、振幅和拔管速度，避免出現(xiàn)縮頸、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。詳細(xì)闡述施工過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，包括原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)、樁位的精確測(cè)量、樁身垂直度和樁頂標(biāo)高的嚴(yán)格控制等，制定切實(shí)可行的質(zhì)量保證措施，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估方法：系統(tǒng)介紹常用的CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量檢測(cè)方法，如低應(yīng)變法、靜載荷試驗(yàn)、鉆芯法等，深入分析每種檢測(cè)方法的檢測(cè)原理、適用范圍和檢測(cè)精度。低應(yīng)變法主要用于檢測(cè)樁身的完整性，通過(guò)分析樁身反射波的特征，判斷樁身是否存在缺陷及其位置和類型；靜載荷試驗(yàn)則是直接測(cè)定復(fù)合地基的承載力和沉降變形，為工程設(shè)計(jì)提供最直接、最可靠的數(shù)據(jù)支持；鉆芯法可直觀地獲取樁身的芯樣，檢測(cè)樁身的混凝土強(qiáng)度、樁長(zhǎng)以及樁底沉渣厚度等指標(biāo)。結(jié)合實(shí)際工程案例，綜合運(yùn)用多種檢測(cè)方法，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問(wèn)題，為工程的安全運(yùn)行提供保障。CFG樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的應(yīng)用案例分析：選取多個(gè)具有代表性的實(shí)際工程案例，涵蓋不同地質(zhì)條件、建筑類型和工程要求，詳細(xì)介紹CFG樁復(fù)合地基在這些工程中的設(shè)計(jì)方案、施工過(guò)程和應(yīng)用效果。分析在軟土地基、濕陷性黃土地基等復(fù)雜地質(zhì)條件下，如何通過(guò)合理設(shè)計(jì)CFG樁復(fù)合地基的參數(shù)，有效解決地基承載力不足、沉降過(guò)大等問(wèn)題；探討在高層建筑、工業(yè)廠房等不同建筑類型中，CFG樁復(fù)合地基如何滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的嚴(yán)格要求，實(shí)現(xiàn)工程的安全、經(jīng)濟(jì)和高效建設(shè)。通過(guò)對(duì)實(shí)際工程案例的深入分析，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題，提出針對(duì)性的改進(jìn)措施和建議，為類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供有益的參考。為了實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于CFG樁復(fù)合地基的相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、工程規(guī)范等，全面了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)梳理已有的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為本次研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的參考依據(jù)。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的深入分析，總結(jié)現(xiàn)有研究的不足之處，明確本研究的重點(diǎn)和方向，避免重復(fù)研究，確保研究的創(chuàng)新性和前沿性。理論分析法：基于土力學(xué)、基礎(chǔ)工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本原理，建立CFG樁復(fù)合地基的力學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論計(jì)算，深入分析復(fù)合地基的荷載傳遞規(guī)律、樁土相互作用機(jī)理以及承載力和沉降變形的計(jì)算方法。通過(guò)理論分析，揭示CFG樁復(fù)合地基的工作本質(zhì)，為工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，將理論分析結(jié)果與實(shí)際工程數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，不斷完善理論模型，使其更符合實(shí)際工程情況。數(shù)值模擬法：借助專業(yè)的有限元分析軟件，如ANSYS、ABAQUS等，建立CFG樁復(fù)合地基的數(shù)值模型，模擬不同工況下復(fù)合地基的受力變形特性。通過(guò)數(shù)值模擬，可以直觀地觀察到樁土應(yīng)力分布、位移變化等情況，深入研究各種因素對(duì)復(fù)合地基性能的影響規(guī)律。與理論分析和實(shí)際工程案例相結(jié)合，驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供有力的技術(shù)支持。數(shù)值模擬還可以對(duì)一些難以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或理論分析研究的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行模擬分析，拓展研究的深度和廣度。案例分析法：深入研究多個(gè)實(shí)際工程案例，詳細(xì)收集工程的地質(zhì)勘察資料、設(shè)計(jì)文件、施工記錄和檢測(cè)報(bào)告等信息，對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用效果進(jìn)行全面、深入的分析和評(píng)價(jià)。通過(guò)案例分析，總結(jié)實(shí)際工程中的成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題，提出針對(duì)性的改進(jìn)措施和建議，為今后類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，案例分析還可以將理論研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程，檢驗(yàn)理論的正確性和實(shí)用性，促進(jìn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。二、CFG樁復(fù)合地基的基本原理與特性2.1CFG樁復(fù)合地基的構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基主要由CFG樁、樁間土以及褥墊層三部分構(gòu)成，各部分相互協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，確保地基的穩(wěn)定性和承載能力。2.1.1CFG樁的材料組成CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等材料加水拌和而成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。在這些材料中，水泥作為膠凝材料，為樁體提供必要的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，其水化反應(yīng)形成的凝膠結(jié)構(gòu)將其他材料牢固地粘結(jié)在一起，使樁體能夠承受較大的荷載。粉煤灰則具有多重作用，一方面，它可以改善混合料的和易性，使混合料在攪拌和澆筑過(guò)程中更加均勻、流暢，便于施工操作；另一方面，粉煤灰中的活性成分能夠與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，生成更多的凝膠物質(zhì)，不僅減少了水泥的用量，降低了成本，還提高了樁體的后期強(qiáng)度。碎石作為主要骨料，是構(gòu)成樁體的骨架，其高強(qiáng)度和高剛度特性賦予樁體良好的抗壓性能，能夠有效地傳遞上部荷載至深層土體。石屑或砂填充在碎石之間的空隙中，起到細(xì)化顆粒級(jí)配的作用，使樁體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)樁體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。這些材料的常見(jiàn)配比并非固定不變，而是需要根據(jù)工程的具體需求、地質(zhì)條件以及設(shè)計(jì)要求等因素進(jìn)行靈活調(diào)整。在一般的工程實(shí)踐中，水泥、粉煤灰、碎石的質(zhì)量比大約為1:1.3:3.5。但對(duì)于一些對(duì)樁體強(qiáng)度要求較高的工程，可能會(huì)適當(dāng)增加水泥的用量，以提高樁體的早期強(qiáng)度和整體承載能力；而在地質(zhì)條件相對(duì)較好、對(duì)樁體強(qiáng)度要求不是特別嚴(yán)格的情況下，可以適當(dāng)減少水泥用量，增加粉煤灰的比例，在保證工程質(zhì)量的前提下降低成本。例如，在某軟土地基處理工程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)多次室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試樁，最終確定水泥、粉煤灰、碎石的質(zhì)量比為1:1.5:3.2，同時(shí)添加適量的減水劑以改善混合料的工作性能。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照該配比進(jìn)行材料攪拌和樁體澆筑，成樁后經(jīng)過(guò)檢測(cè)，樁體強(qiáng)度和各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，有效提高了地基的承載能力，保證了工程的順利進(jìn)行。2.1.2樁間土的作用樁間土在CFG樁復(fù)合地基中扮演著不可或缺的角色，它與CFG樁共同承擔(dān)荷載，對(duì)復(fù)合地基的性能有著重要影響。在荷載作用下，樁間土和CFG樁同時(shí)發(fā)生變形。由于樁體的剛度和強(qiáng)度遠(yuǎn)大于樁間土，樁體的變形相對(duì)較小，而樁間土的變形較大。這種變形差異使得樁間土在一定程度上受到樁體的擠密和約束作用。樁體在承受荷載時(shí)，會(huì)向周圍土體傳遞壓力，使樁間土的密實(shí)度增加，孔隙比減小，從而提高了樁間土的承載能力。例如，在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在CFG樁施工后，樁間土的壓縮模量提高了20%-30%，承載力特征值也有顯著提升。樁間土的性質(zhì)對(duì)復(fù)合地基的性能有著關(guān)鍵影響。不同類型的土，其物理力學(xué)性質(zhì)如含水量、孔隙比、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等存在較大差異，這些差異直接決定了樁間土在復(fù)合地基中的承載能力和變形特性。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于壓縮性較低、抗剪強(qiáng)度較高的土，如密實(shí)的砂土、粉土等，樁間土能夠承擔(dān)較大比例的荷載，對(duì)復(fù)合地基承載力的貢獻(xiàn)較大；而對(duì)于壓縮性較高、抗剪強(qiáng)度較低的軟土，如淤泥質(zhì)土等，樁間土的承載能力相對(duì)較弱，在復(fù)合地基中承擔(dān)的荷載比例較小，但對(duì)地基的沉降變形影響較大。因此，在設(shè)計(jì)和施工CFG樁復(fù)合地基時(shí)，需要充分考慮樁間土的性質(zhì)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等參數(shù)，優(yōu)化樁土共同作用效果，以滿足工程對(duì)地基承載力和沉降變形的要求。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，根據(jù)地勘報(bào)告，場(chǎng)地內(nèi)存在部分軟土層，設(shè)計(jì)人員通過(guò)增加樁長(zhǎng)，使樁端穿過(guò)軟土層進(jìn)入下部較好的土層，同時(shí)適當(dāng)減小樁間距，以增強(qiáng)樁體對(duì)軟土的擠密和約束作用，有效控制了地基的沉降變形，確保了建筑物的安全穩(wěn)定。2.1.3褥墊層的功能褥墊層是CFG樁復(fù)合地基的核心組成部分，它位于CFG樁樁頂與基礎(chǔ)之間，通常由級(jí)配砂石、碎石等散體粒狀材料組成，在復(fù)合地基中發(fā)揮著多方面的重要作用。在調(diào)整樁土應(yīng)力分擔(dān)方面，褥墊層起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)基礎(chǔ)承受上部荷載時(shí)，由于樁體和樁間土的剛度不同，變形也不一致。樁體的變形模量遠(yuǎn)大于樁間土，在荷載作用下，樁體的沉降量相對(duì)較小，而樁間土的沉降量較大。此時(shí)，褥墊層能夠通過(guò)自身的變形來(lái)協(xié)調(diào)這種差異，使樁體和樁間土能夠共同承擔(dān)荷載。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)樁體承受的荷載較大時(shí)，樁體產(chǎn)生一定的向上刺入變形，褥墊層中的顆粒材料會(huì)隨之移動(dòng)和重新排列，部分荷載就會(huì)通過(guò)褥墊層傳遞到樁間土上，從而實(shí)現(xiàn)樁土應(yīng)力的合理分配。研究表明，通過(guò)調(diào)整褥墊層的厚度和材料特性，可以有效地改變樁土應(yīng)力比，使樁土共同作用效果更加理想。一般情況下，褥墊層越厚，樁間土承擔(dān)的荷載比例越大，樁承擔(dān)的荷載比例越小；反之，褥墊層越薄，樁承擔(dān)的荷載比例越大。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比了不同褥墊層厚度下的樁土應(yīng)力比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)褥墊層厚度為20cm時(shí)，樁土應(yīng)力比為3:1；當(dāng)褥墊層厚度增加到30cm時(shí)，樁土應(yīng)力比變?yōu)?:1，樁間土承擔(dān)的荷載比例明顯增加。協(xié)調(diào)樁土變形也是褥墊層的重要功能之一。由于樁體和樁間土的變形特性不同，在荷載作用下容易產(chǎn)生不均勻變形。褥墊層的存在可以有效地緩沖這種變形差異，使樁土變形趨于協(xié)調(diào)。褥墊層具有一定的壓縮性，能夠在樁體和樁間土之間起到過(guò)渡作用，避免因變形不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的樁體破壞或地基不均勻沉降。例如，在某道路工程的CFG樁復(fù)合地基處理中，由于路基填土高度較大，地基承受的荷載不均勻，若沒(méi)有褥墊層的協(xié)調(diào)作用，樁體和樁間土之間可能會(huì)出現(xiàn)較大的變形差異，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫甚至塌陷。通過(guò)設(shè)置合理厚度的褥墊層，有效地協(xié)調(diào)了樁土變形，保證了道路的平整度和穩(wěn)定性。褥墊層還具有緩沖沖擊荷載的作用。在建筑物使用過(guò)程中，可能會(huì)受到地震、車輛行駛等動(dòng)荷載的作用。這些動(dòng)荷載具有瞬時(shí)性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，如果直接作用在樁體和基礎(chǔ)上，容易對(duì)結(jié)構(gòu)造成損害。褥墊層能夠通過(guò)自身的變形和能量耗散，有效地緩沖和吸收這些沖擊荷載，減小其對(duì)樁體和基礎(chǔ)的影響。在地震作用下，褥墊層可以起到類似阻尼器的作用，消耗地震能量，降低樁體和基礎(chǔ)所承受的地震力，提高建筑物的抗震性能。在某地震多發(fā)地區(qū)的建筑工程中，采用CFG樁復(fù)合地基并設(shè)置了合適的褥墊層，在一次小型地震中，建筑物結(jié)構(gòu)保持完好，未出現(xiàn)明顯的損壞，充分體現(xiàn)了褥墊層在緩沖沖擊荷載方面的重要作用。2.2工作原理2.2.1荷載傳遞機(jī)制在荷載作用下，CFG樁復(fù)合地基的荷載傳遞是一個(gè)復(fù)雜且有序的過(guò)程，涉及到樁體、樁間土以及褥墊層之間的相互作用。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載施加到CFG樁復(fù)合地基上時(shí)，由于CFG樁的剛度遠(yuǎn)大于樁間土，樁體首先承擔(dān)大部分荷載。樁體通過(guò)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到深層土體。樁側(cè)摩阻力是樁體與樁周土體之間的摩擦力，它隨著樁體與土體之間的相對(duì)位移而逐漸發(fā)揮作用。在樁體承受荷載初期，樁頂附近的樁側(cè)摩阻力首先發(fā)揮，隨著荷載的增加，樁側(cè)摩阻力逐漸向下傳遞，直至樁端。樁端阻力則是樁端對(duì)下部土體的壓力，它在樁體傳遞荷載的過(guò)程中也起著重要作用。當(dāng)樁端進(jìn)入相對(duì)堅(jiān)硬的土層時(shí)，樁端阻力能夠有效地將荷載傳遞到該土層，從而提高地基的承載能力。樁間土也承擔(dān)了一部分荷載。雖然樁間土的承載能力相對(duì)較低，但在復(fù)合地基中，樁間土與樁體共同作用，其承載能力不容忽視。樁間土承擔(dān)荷載的過(guò)程與樁體的變形密切相關(guān)。由于樁體和樁間土的變形模量不同，在荷載作用下，樁體的沉降量小于樁間土的沉降量。這種沉降差異使得樁間土在一定程度上受到樁體的擠密和約束作用，從而提高了樁間土的承載能力。同時(shí)，樁間土通過(guò)與樁體之間的摩擦力和土顆粒之間的相互作用，將荷載傳遞到周圍土體。隨著荷載的持續(xù)增加，樁體和樁間土的荷載分擔(dān)比例會(huì)發(fā)生變化。在初始階段，樁體承擔(dān)的荷載比例較大，但隨著樁體的逐漸壓縮和樁間土的不斷擠密，樁間土承擔(dān)的荷載比例會(huì)逐漸增加。最終，樁體和樁間土的荷載分擔(dān)會(huì)達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載。研究表明，在正常工作狀態(tài)下，樁體承擔(dān)的荷載比例一般在40%-70%之間，樁間土承擔(dān)的荷載比例在30%-60%之間，具體比例取決于樁體和樁間土的性質(zhì)、樁長(zhǎng)、樁間距以及褥墊層的厚度等因素。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁長(zhǎng)為10m、樁間距為1.5m、褥墊層厚度為20cm時(shí)，樁體承擔(dān)的荷載比例約為60%，樁間土承擔(dān)的荷載比例約為40%；而當(dāng)樁長(zhǎng)增加到12m、樁間距減小到1.2m時(shí)，樁體承擔(dān)的荷載比例提高到70%，樁間土承擔(dān)的荷載比例相應(yīng)降低到30%。這充分說(shuō)明，在設(shè)計(jì)和施工CFG樁復(fù)合地基時(shí)，合理調(diào)整這些參數(shù)對(duì)于優(yōu)化樁土荷載分擔(dān)、提高復(fù)合地基的承載性能具有重要意義。2.2.2樁土共同作用機(jī)理CFG樁與樁間土通過(guò)褥墊層協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部荷載，形成復(fù)合地基，這一過(guò)程涉及到復(fù)雜的力學(xué)原理和相互作用機(jī)制。褥墊層作為CFG樁復(fù)合地基的關(guān)鍵組成部分，在樁土共同作用中起著不可或缺的作用。它不僅能夠調(diào)整樁土應(yīng)力分擔(dān)，使樁體和樁間土能夠按照設(shè)計(jì)要求合理分擔(dān)荷載，還能協(xié)調(diào)樁土變形，確保樁體和樁間土在荷載作用下的變形協(xié)調(diào)一致，從而提高復(fù)合地基的整體性能。當(dāng)上部荷載作用于基礎(chǔ)時(shí)，由于樁體和樁間土的剛度差異，會(huì)產(chǎn)生不同程度的沉降。樁體的剛度大，沉降量相對(duì)較??；樁間土的剛度小，沉降量相對(duì)較大。此時(shí)，褥墊層發(fā)揮了其獨(dú)特的調(diào)節(jié)作用。褥墊層具有一定的可壓縮性，在樁體和樁間土沉降差異的作用下，褥墊層會(huì)發(fā)生壓縮變形。這種壓縮變形使得樁體能夠向上刺入褥墊層，同時(shí)，褥墊層中的顆粒材料會(huì)向樁間土表面移動(dòng)，從而將一部分荷載傳遞到樁間土上。通過(guò)這種方式，褥墊層實(shí)現(xiàn)了樁土應(yīng)力的重新分配，使樁體和樁間土能夠共同承擔(dān)上部荷載。研究表明，褥墊層的厚度和材料特性對(duì)樁土應(yīng)力分擔(dān)有著顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，褥墊層越厚，樁間土承擔(dān)的荷載比例越大；褥墊層的材料模量越小，樁間土承擔(dān)的荷載比例也越大。在某工程中，通過(guò)改變?nèi)靿|層的厚度進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)褥墊層厚度從15cm增加到25cm時(shí)，樁間土承擔(dān)的荷載比例從30%提高到了40%。在樁土共同作用過(guò)程中，樁體對(duì)樁間土還具有擠密和約束作用。在CFG樁施工過(guò)程中，樁體的成樁過(guò)程會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓，使樁間土的密實(shí)度增加，孔隙比減小，從而提高了樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)。在荷載作用下，樁體的存在限制了樁間土的側(cè)向變形，使樁間土處于三向受力狀態(tài)，進(jìn)一步提高了樁間土的承載能力。樁間土也對(duì)樁體提供了側(cè)向支撐，增強(qiáng)了樁體的穩(wěn)定性。這種樁土之間的相互作用，使得CFG樁復(fù)合地基的承載能力和變形性能得到了顯著改善。CFG樁復(fù)合地基的樁土共同作用還與時(shí)間因素有關(guān)。在加載初期，樁體承擔(dān)的荷載比例較大，但隨著時(shí)間的推移，樁間土的承載能力逐漸發(fā)揮，樁土荷載分擔(dān)逐漸趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)樵诤奢d作用下，樁間土?xí)l(fā)生固結(jié)和蠕變等變形，其強(qiáng)度和承載能力會(huì)逐漸提高。同時(shí)，樁體與樁間土之間的相互作用也會(huì)隨著時(shí)間的增加而更加協(xié)調(diào)，從而使復(fù)合地基的性能更加穩(wěn)定。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，在建筑物施工期間，樁體承擔(dān)的荷載比例較高，但在建筑物竣工后的幾年內(nèi)，樁間土承擔(dān)的荷載比例逐漸增加，最終達(dá)到了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2.3技術(shù)特性2.3.1承載力提高顯著CFG樁復(fù)合地基能夠顯著提高地基承載力，這一特性在眾多工程實(shí)踐中得到了充分驗(yàn)證。其作用機(jī)制主要基于樁體的置換效應(yīng)和樁土共同作用原理。CFG樁作為一種高粘結(jié)強(qiáng)度樁，其強(qiáng)度和模量遠(yuǎn)高于樁間土。在荷載作用下，樁體能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載有效地傳遞至深層土體，從而減小樁間土所承擔(dān)的荷載壓力，提高地基的整體承載能力。從理論角度分析，CFG樁復(fù)合地基的承載力計(jì)算通常采用復(fù)合地基承載力公式。假設(shè)樁體的單樁承載力特征值為R_a，樁間土的承載力特征值為f_{sk}，面積置換率為m，樁間土承載力折減系數(shù)為\beta，則復(fù)合地基承載力特征值f_{spk}可通過(guò)公式f_{spk}=m\frac{R_a}{A_p}+\beta(1-m)f_{sk}計(jì)算得出（其中A_p為樁的截面積）。由該公式可知，通過(guò)合理調(diào)整樁體參數(shù)（如樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等）以改變面積置換率m，以及優(yōu)化樁體和樁間土的力學(xué)性能，可以有效提高復(fù)合地基的承載力。在實(shí)際工程案例中，某高層建筑項(xiàng)目位于軟土地基區(qū)域，原天然地基承載力特征值僅為80kPa，無(wú)法滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力的要求。采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，樁徑為400mm，樁長(zhǎng)15m，樁間距1.2m，經(jīng)計(jì)算面積置換率m約為0.1。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)測(cè)定，單樁承載力特征值R_a達(dá)到800kN，樁間土承載力特征值f_{sk}在樁體擠密作用下提高到100kPa，取樁間土承載力折減系數(shù)\beta=0.8。根據(jù)上述公式計(jì)算，復(fù)合地基承載力特征值f_{spk}=0.1\times\frac{800\times1000}{\frac{\pi\times0.4^2}{4}}+0.8\times(1-0.1)\times100\approx286kPa，相較于原天然地基承載力提高了約2.6倍，成功滿足了該高層建筑對(duì)地基承載力的要求。再如某工業(yè)廠房建設(shè)項(xiàng)目，場(chǎng)地地基土為粉土，存在一定的濕陷性。采用CFG樁復(fù)合地基處理后，通過(guò)調(diào)整樁長(zhǎng)、樁間距等參數(shù)，使復(fù)合地基承載力特征值從原天然地基的120kPa提升至260kPa，不僅有效解決了地基承載力不足的問(wèn)題，還增強(qiáng)了地基的穩(wěn)定性，保障了工業(yè)廠房的安全建設(shè)和正常使用。這些實(shí)際工程案例充分表明，CFG樁復(fù)合地基在提高地基承載力方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠滿足各類工程對(duì)地基承載能力的嚴(yán)格要求。2.3.2沉降變形小CFG樁復(fù)合地基在控制地基沉降和不均勻沉降方面表現(xiàn)出色，這對(duì)于保障建筑物的穩(wěn)定性和正常使用至關(guān)重要。其沉降變形小的主要原因包括以下幾個(gè)方面：樁體的增強(qiáng)作用：CFG樁樁體具有較高的強(qiáng)度和模量，在荷載作用下，樁體能夠?qū)⑸喜亢奢d傳遞至深層土體，從而減小樁間土的壓縮變形。樁體的存在相當(dāng)于在地基中設(shè)置了豎向增強(qiáng)體，增強(qiáng)了地基的整體剛度，使得地基在承受荷載時(shí)的變形顯著減小。例如，在某軟土地基處理工程中，通過(guò)設(shè)置CFG樁，樁體承擔(dān)了大部分荷載，樁間土的壓縮變形得到有效抑制，地基的總沉降量明顯降低。樁土共同作用的協(xié)調(diào)變形：如前文所述，CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層實(shí)現(xiàn)樁土共同作用。褥墊層能夠協(xié)調(diào)樁體和樁間土的變形差異，使樁土變形趨于一致。當(dāng)樁體和樁間土在荷載作用下產(chǎn)生不同程度的沉降時(shí)，褥墊層通過(guò)自身的壓縮變形來(lái)緩沖這種差異，避免了樁土之間因變形不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的不均勻沉降。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基中，通過(guò)合理設(shè)置褥墊層厚度，有效協(xié)調(diào)了樁土變形，使得建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降控制在極小范圍內(nèi)，保證了建筑物的結(jié)構(gòu)安全。對(duì)樁間土的擠密效應(yīng)：在CFG樁施工過(guò)程中，樁體的成樁過(guò)程會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓作用，使樁間土的密實(shí)度增加，孔隙比減小，從而提高了樁間土的抗變形能力。這種擠密效應(yīng)進(jìn)一步減小了樁間土在荷載作用下的變形，有助于控制地基的沉降。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，CFG樁施工后，樁間土的壓縮模量提高了30\%，有效減少了地基的沉降量。以某實(shí)際工程為例，該工程為一座18層的住宅樓，采用CFG樁復(fù)合地基。在施工完成后，對(duì)地基沉降進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在建筑物使用3年后，地基的總沉降量?jī)H為25mm，且最大不均勻沉降差控制在5mm以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足相關(guān)規(guī)范要求。相比之下，周邊采用天然地基的建筑物，在相同使用年限內(nèi)，總沉降量達(dá)到了50mm以上，不均勻沉降差也較大，出現(xiàn)了墻體開(kāi)裂等問(wèn)題。這充分證明了CFG樁復(fù)合地基在控制地基沉降和不均勻沉降方面的卓越性能，能夠?yàn)榻ㄖ锾峁┓€(wěn)定可靠的基礎(chǔ)支撐。2.3.3經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)在建筑工程成本控制中，CFG樁復(fù)合地基相較于其他地基處理方法，在材料成本和施工成本等方面展現(xiàn)出明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。在材料成本方面，CFG樁的主要材料包括水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等。其中，粉煤灰作為工業(yè)廢料的再利用，不僅來(lái)源廣泛，而且價(jià)格相對(duì)低廉。通過(guò)摻入粉煤灰，在保證樁體強(qiáng)度和性能的前提下，有效減少了水泥的用量。一般情況下，每立方米CFG樁混合料中，粉煤灰的摻量可達(dá)到200-300kg，相應(yīng)地水泥用量可減少100-150kg。以某工程為例，該工程使用CFG樁1000根，每根樁長(zhǎng)10m，樁徑400mm，經(jīng)計(jì)算，由于粉煤灰的摻入，共節(jié)省水泥約150t。按照當(dāng)時(shí)水泥市場(chǎng)價(jià)格400元/t計(jì)算，僅水泥一項(xiàng)就節(jié)省成本6萬(wàn)元。此外，碎石、石屑或砂等材料也較為常見(jiàn)且價(jià)格合理，進(jìn)一步降低了材料成本。施工成本方面，CFG樁復(fù)合地基的施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。以長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法為例，該方法施工速度快，一臺(tái)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)每天可成樁30-50根。在某住宅項(xiàng)目中，采用CFG樁復(fù)合地基，地基處理面積為5000m^2，共需施工CFG樁2000根。使用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工，施工工期僅為40天。若采用其他地基處理方法，如灌注樁基礎(chǔ)，由于其施工工藝復(fù)雜，成孔、鋼筋籠制作與下放、混凝土澆筑等工序繁瑣，施工速度較慢，同等規(guī)模的地基處理工程，施工工期可能需要60天以上。施工工期的縮短，減少了人工成本和設(shè)備租賃成本。同時(shí)，CFG樁施工過(guò)程中無(wú)需大型的打樁設(shè)備，設(shè)備的購(gòu)置和租賃費(fèi)用較低，進(jìn)一步降低了施工成本。與其他常見(jiàn)地基處理方法相比，CFG樁復(fù)合地基的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)更加明顯。與預(yù)制樁基礎(chǔ)相比，預(yù)制樁需要在工廠預(yù)制，運(yùn)輸和吊裝成本較高，且樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般較高，材料成本也較高。而CFG樁在現(xiàn)場(chǎng)澆筑，無(wú)需運(yùn)輸和吊裝，材料成本也相對(duì)較低。經(jīng)測(cè)算，在相同地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求下，采用CFG樁復(fù)合地基比預(yù)制樁基礎(chǔ)可節(jié)省成本30\%-50\%。與灌注樁基礎(chǔ)相比，雖然灌注樁和CFG樁在材料成本上相差不大，但灌注樁的施工工藝復(fù)雜，施工效率低，導(dǎo)致施工成本較高。在某工程中，采用灌注樁基礎(chǔ)的地基處理成本為200元/m2，而采用CFG樁復(fù)合地基的成本僅為120元/m2，成本降低了40\%。綜上所述，CFG樁復(fù)合地基在材料成本和施工成本方面的優(yōu)勢(shì)，使其在建筑工程中具有較高的性價(jià)比，能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)節(jié)省大量資金。2.3.4環(huán)境友好性CFG樁復(fù)合地基在環(huán)境保護(hù)方面具有突出優(yōu)勢(shì)，其對(duì)工業(yè)廢料粉煤灰的有效利用，不僅減少了環(huán)境污染，還符合可持續(xù)發(fā)展的理念。粉煤灰是火力發(fā)電廠等燃煤企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其大量堆積不僅占用土地資源，還會(huì)對(duì)土壤、水體和空氣環(huán)境造成污染。在CFG樁復(fù)合地基中，粉煤灰作為重要的組成材料，得到了充分的利用。粉煤灰具有火山灰活性，在水泥水化過(guò)程中，能夠與水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，生成具有膠凝性的物質(zhì)，從而參與樁體的強(qiáng)度形成。這種利用方式不僅實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢料的資源化，減少了粉煤灰的排放和堆積，還降低了對(duì)天然建筑材料的需求。以一個(gè)中等規(guī)模的建筑工程為例，若使用CFG樁復(fù)合地基，每立方米樁體混合料中粉煤灰的摻量按250kg計(jì)算。假設(shè)該工程使用CFG樁5000m^3，則可消耗粉煤灰1250t。這相當(dāng)于減少了同等數(shù)量粉煤灰對(duì)環(huán)境的潛在污染。同時(shí)，由于減少了水泥等天然材料的使用量，也間接降低了水泥生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗和二氧化碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t水泥，大約會(huì)排放1t二氧化碳。該工程中因使用粉煤灰替代部分水泥，可減少二氧化碳排放約500t。在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，CFG樁復(fù)合地基對(duì)粉煤灰的利用符合綠色建筑和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。它不僅解決了工業(yè)廢料的處理難題，還為建筑工程提供了一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的地基處理方案。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高和可持續(xù)發(fā)展理念的深入貫徹，CFG樁復(fù)合地基在未來(lái)的建筑工程中有望得到更廣泛的應(yīng)用，為環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約做出更大的貢獻(xiàn)。三、CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1設(shè)計(jì)流程3.1.1工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)工程地質(zhì)勘察是CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)的重要前提，其準(zhǔn)確性直接關(guān)系到后續(xù)設(shè)計(jì)和施工的合理性與安全性。通過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘察，能夠全面獲取場(chǎng)地的地質(zhì)信息，為設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。在進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)，需重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：土層分布情況是地質(zhì)勘察的關(guān)鍵內(nèi)容之一。不同土層的性質(zhì)和厚度差異對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)和施工有著重要影響?？辈爝^(guò)程中，通常采用鉆探、原位測(cè)試等方法，精確確定各土層的深度、厚度以及分布范圍。例如，通過(guò)鉆探獲取土樣，對(duì)土樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，分析土層的顆粒組成、含水量、孔隙比等指標(biāo)，從而準(zhǔn)確判斷土層的類型和特性。在某工程場(chǎng)地勘察中，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)存在多層粉質(zhì)黏土和粉砂互層，粉質(zhì)黏土的厚度在3-5m之間，粉砂層的厚度在2-4m之間。這種復(fù)雜的土層分布情況，要求在設(shè)計(jì)CFG樁復(fù)合地基時(shí)，合理選擇樁長(zhǎng)和樁徑，確保樁體能夠穿過(guò)軟弱土層，進(jìn)入穩(wěn)定的持力層。土體的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)復(fù)合地基的承載能力和變形特性起著決定性作用。因此，需要測(cè)定土體的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)，如重度、壓縮模量、抗剪強(qiáng)度、承載力特征值等。壓縮模量反映了土體在壓力作用下的壓縮性，壓縮模量越大，土體的壓縮變形越小?？辜魪?qiáng)度則決定了土體抵抗剪切破壞的能力，對(duì)于確定地基的穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)和原位測(cè)試相結(jié)合的方法，可以準(zhǔn)確獲取這些指標(biāo)。室內(nèi)土工試驗(yàn)包括土的常規(guī)物理性質(zhì)試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)等；原位測(cè)試則采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等。在某軟土地基工程中，通過(guò)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)得軟土的壓縮模量為2.5MPa，通過(guò)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測(cè)得軟土的標(biāo)貫擊數(shù)為3擊，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)范，確定該軟土的承載力特征值為80kPa。這些物理力學(xué)指標(biāo)為后續(xù)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)提供了重要的數(shù)據(jù)支持。地下水位及其變化情況也是地質(zhì)勘察中不可忽視的因素。地下水位的高低直接影響到地基土的性質(zhì)和工程施工的難易程度。在高地下水位地區(qū)，土體處于飽和狀態(tài)，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性會(huì)降低，同時(shí)也會(huì)增加施工過(guò)程中的排水難度。勘察時(shí)，應(yīng)通過(guò)水位觀測(cè)孔等手段，準(zhǔn)確測(cè)定地下水位的高程，并了解其季節(jié)性變化規(guī)律。對(duì)于地下水位較高的場(chǎng)地，在設(shè)計(jì)和施工CFG樁復(fù)合地基時(shí)，需要采取有效的降水措施，降低地下水位，確保施工安全和工程質(zhì)量。在某沿海地區(qū)的工程中，地下水位較高，距離地面僅1m左右。在施工CFG樁時(shí)，采用了井點(diǎn)降水的方法，將地下水位降至樁底以下0.5m，有效地保證了樁體的施工質(zhì)量和地基的穩(wěn)定性。此外，地質(zhì)勘察還需關(guān)注場(chǎng)地的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、泥石流、巖溶等。這些不良地質(zhì)現(xiàn)象會(huì)對(duì)工程建設(shè)造成嚴(yán)重威脅，必須在勘察階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的處理措施。在某山區(qū)工程場(chǎng)地勘察中，發(fā)現(xiàn)存在小型滑坡隱患。針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了滑坡的影響，對(duì)樁體的布置和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)采取了相應(yīng)的邊坡加固措施，確保了工程的安全。3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)確定根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，準(zhǔn)確確定CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)參數(shù)是確保其承載能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。這些參數(shù)包括樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距、樁身強(qiáng)度、褥墊層厚度和材料等，它們相互關(guān)聯(lián)，共同影響著復(fù)合地基的性能。樁徑的選擇通常依據(jù)成樁設(shè)備和工程實(shí)際需求來(lái)確定。常見(jiàn)的CFG樁樁徑范圍在350-600mm之間。一般來(lái)說(shuō)，采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，樁徑多取決于樁管的尺寸，如常用的振動(dòng)沉管打樁機(jī)管徑為\phi377mm，相應(yīng)的樁徑可選取350-400mm。對(duì)于一些對(duì)承載力要求較高的工程，在設(shè)備允許的情況下，可適當(dāng)增大樁徑。在某高層建筑工程中，考慮到上部結(jié)構(gòu)荷載較大，為提高單樁承載力，選用了樁徑為500mm的CFG樁。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試樁和靜載荷試驗(yàn)，驗(yàn)證了該樁徑能夠滿足工程對(duì)地基承載力的要求。樁徑的大小還會(huì)影響到樁的施工難度和成本。較大的樁徑可能需要更大功率的成樁設(shè)備，施工難度增加，同時(shí)材料用量也會(huì)相應(yīng)增多，成本上升。因此，在確定樁徑時(shí)，需要綜合考慮各方面因素，在滿足工程要求的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的樁徑。樁長(zhǎng)的確定至關(guān)重要，它直接關(guān)系到復(fù)合地基的承載能力和沉降變形。一般原則是樁端應(yīng)落在承載力相對(duì)較高的土層上，以確保樁體能夠有效地將荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土體中。樁長(zhǎng)主要取決于建筑物對(duì)承載力和變形的要求、土質(zhì)條件以及施工設(shè)備的能力等因素。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)，在軟土地基中，樁長(zhǎng)通常需要穿過(guò)軟弱土層，進(jìn)入下臥的較好土層一定深度。在某軟土地基處理工程中，通過(guò)地質(zhì)勘察得知，軟弱土層厚度為8m，其下臥層為粉砂層，承載力較高。為滿足建筑物對(duì)地基承載力和沉降變形的要求，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為12m，使樁端進(jìn)入粉砂層2m。經(jīng)過(guò)沉降計(jì)算和實(shí)際監(jiān)測(cè)，地基的沉降量控制在允許范圍內(nèi)，滿足了工程的使用要求。此外，樁長(zhǎng)還受到施工設(shè)備的限制，目前常用的CFG樁施工設(shè)備的最大成樁深度一般在30m以內(nèi)。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件和地質(zhì)情況，合理確定樁長(zhǎng)，避免因樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致施工困難或成本過(guò)高。樁間距的大小對(duì)復(fù)合地基的承載力和變形有著顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，樁間距s=(3-5)d（d為樁徑）。當(dāng)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力較高時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小樁間距，以增加樁的數(shù)量，提高復(fù)合地基的承載能力。但樁間距過(guò)小可能會(huì)導(dǎo)致施工過(guò)程中相鄰樁之間的相互影響，如樁體縮頸、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。在選擇樁間距時(shí)，還需考慮土性和施工機(jī)具等因素。對(duì)于擠密性好的土，如砂土、松散粉土等，樁間距可以適當(dāng)減?。欢鴮?duì)于擠密性差的土，如粘性土等，樁間距則應(yīng)適當(dāng)增大。在某工程中，場(chǎng)地土為砂土，為提高復(fù)合地基的承載力，設(shè)計(jì)樁間距為3d，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工和檢測(cè)，樁體質(zhì)量良好，復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，施工機(jī)具的性能也會(huì)影響樁間距的選擇。例如，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法施工時(shí)，由于其施工效率高，對(duì)樁間距的限制相對(duì)較小；而采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，為避免施工過(guò)程中的相互干擾，樁間距一般不宜過(guò)小。樁身強(qiáng)度是保證CFG樁復(fù)合地基承載能力的重要指標(biāo)。樁身強(qiáng)度通常根據(jù)工程要求和樁體材料的配合比來(lái)確定。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要通過(guò)試驗(yàn)確定樁體材料的配合比，以滿足樁身強(qiáng)度的要求。一般來(lái)說(shuō)，樁身強(qiáng)度等級(jí)多在C5-C25之間。對(duì)于承受較大荷載的工程，應(yīng)適當(dāng)提高樁身強(qiáng)度等級(jí)。在某大型工業(yè)廠房的CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，考慮到上部結(jié)構(gòu)荷載較大，將樁身強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)為C20。通過(guò)對(duì)樁體材料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和試配，確定了水泥、粉煤灰、碎石等材料的合理用量，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試樁檢測(cè)，樁身強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，保證了復(fù)合地基的承載能力。樁身強(qiáng)度還與施工質(zhì)量密切相關(guān)，在施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量和施工工藝，確保樁身強(qiáng)度的均勻性和穩(wěn)定性。褥墊層厚度和材料的選擇對(duì)CFG樁復(fù)合地基的性能也有著重要影響。褥墊層厚度一般在150-300mm之間。當(dāng)樁徑和樁距較大時(shí)，褥墊層厚度可適當(dāng)加大，以更好地調(diào)整樁土應(yīng)力分擔(dān)和協(xié)調(diào)樁土變形。褥墊層材料通常采用粗砂、中砂、碎石或級(jí)配砂石等，最大粒徑一般不大于20mm。不同的褥墊層材料和厚度會(huì)導(dǎo)致不同的樁土應(yīng)力比和變形協(xié)調(diào)效果。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比了不同褥墊層厚度和材料對(duì)復(fù)合地基性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)褥墊層厚度為200mm，材料為級(jí)配砂石時(shí)，樁土應(yīng)力比合理，樁土變形協(xié)調(diào)良好，復(fù)合地基的承載能力和沉降變形性能最佳。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇褥墊層厚度和材料，以優(yōu)化復(fù)合地基的性能。3.2承載力計(jì)算方法3.2.1規(guī)范公式計(jì)算在我國(guó)，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）為CFG樁復(fù)合地基承載力的計(jì)算提供了權(quán)威且常用的公式依據(jù)。該公式基于樁土共同作用的基本原理，綜合考慮了樁體和樁間土在復(fù)合地基中各自承擔(dān)荷載的能力，其表達(dá)式為：f_{spk}=m\frac{R_a}{A_p}+\beta(1-m)f_{sk}其中：f_{spk}表示CFG樁復(fù)合地基承載力特征值，單位為kPa，它是衡量復(fù)合地基承載能力的關(guān)鍵指標(biāo)，反映了復(fù)合地基在滿足變形要求的前提下，能夠承受的最大荷載強(qiáng)度。m為面積置換率，是CFG樁的橫截面積與處理單元面積的比值，無(wú)單位。它體現(xiàn)了樁體在復(fù)合地基中所占的面積比例，是影響復(fù)合地基承載力的重要參數(shù)之一。面積置換率越大，樁體承擔(dān)的荷載比例相對(duì)越高，復(fù)合地基的承載力也相應(yīng)提高。例如，在某工程中，通過(guò)增加樁的數(shù)量或增大樁徑，使面積置換率從0.08提高到0.12，復(fù)合地基承載力特征值隨之提升了約20%。R_a代表單樁豎向承載力特征值，單位為kN，它是指單根CFG樁在豎向荷載作用下，達(dá)到破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。單樁豎向承載力特征值的大小取決于樁的長(zhǎng)度、直徑、樁身材料強(qiáng)度以及樁周土和樁端土的性質(zhì)等因素。一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。在現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)中，通過(guò)逐級(jí)施加豎向荷載，觀測(cè)樁頂?shù)某两盗?，根?jù)沉降與荷載的關(guān)系曲線，確定單樁豎向承載力特征值。A_p是樁的截面積，單位為m^2，根據(jù)樁徑d可通過(guò)公式A_p=\frac{\pid^2}{4}計(jì)算得出。樁徑的選擇通常根據(jù)工程的具體要求、地質(zhì)條件以及施工設(shè)備等因素綜合確定。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載和地質(zhì)勘察報(bào)告，選用樁徑為500mm的CFG樁，經(jīng)計(jì)算樁的截面積為0.196m^2。\beta為樁間土承載力折減系數(shù)，是考慮樁間土在復(fù)合地基中實(shí)際發(fā)揮承載能力的系數(shù)，無(wú)單位，其取值范圍一般在0.75-0.95之間。該系數(shù)的取值受到多種因素的影響，如樁體材料、施工工藝、樁間土的性質(zhì)以及樁土相對(duì)剛度等。對(duì)于擠密效果較好的樁間土，如砂土、松散粉土等，\beta值可適當(dāng)取較大值；而對(duì)于擠密效果較差的粘性土，\beta值通常取較小值。在某工程場(chǎng)地，樁間土為粉土，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)，確定樁間土承載力折減系數(shù)\beta=0.85。f_{sk}表示樁間土承載力特征值，單位為kPa，是指樁間土在天然狀態(tài)下或經(jīng)過(guò)處理后能夠承受的荷載強(qiáng)度。一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試（如標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等）或室內(nèi)土工試驗(yàn)確定。在某工程地質(zhì)勘察中，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測(cè)得樁間土的標(biāo)貫擊數(shù)，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)范，確定樁間土承載力特征值為120kPa。3.2.2考慮因素及修正在運(yùn)用上述規(guī)范公式計(jì)算CFG樁復(fù)合地基承載力時(shí)，需要充分考慮多個(gè)關(guān)鍵因素，并根據(jù)實(shí)際工程情況對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理修正，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)\beta的取值對(duì)復(fù)合地基承載力計(jì)算結(jié)果有著顯著影響。它并非固定不變的常數(shù)，而是受到多種復(fù)雜因素的綜合作用。施工工藝是影響\beta值的重要因素之一。例如，采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，由于振動(dòng)和擠壓作用，樁間土?xí)艿揭欢ǔ潭鹊臄D密，其密實(shí)度和強(qiáng)度會(huì)有所提高，因此\beta值可適當(dāng)取較大值。研究表明，在相同地質(zhì)條件下，采用振動(dòng)沉管法施工的CFG樁復(fù)合地基，其樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)\beta可比長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法施工時(shí)高出0.05-0.1。樁間土的性質(zhì)也對(duì)\beta值起著決定性作用。對(duì)于壓縮性較低、抗剪強(qiáng)度較高的土，如密實(shí)的砂土、粉土等，樁間土在復(fù)合地基中能夠更好地發(fā)揮承載作用，\beta值可相應(yīng)取較大值；而對(duì)于壓縮性較高、抗剪強(qiáng)度較低的軟土，如淤泥質(zhì)土等，樁間土的承載能力相對(duì)較弱，\beta值則應(yīng)取較小值。在某軟土地基工程中，樁間土為淤泥質(zhì)土，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將\beta值取為0.75，以準(zhǔn)確反映樁間土在復(fù)合地基中的承載能力。此外，樁土相對(duì)剛度也會(huì)影響\beta值。當(dāng)樁體剛度與樁間土剛度相差較大時(shí)，樁體承擔(dān)的荷載比例相對(duì)較大，樁間土承擔(dān)的荷載比例相對(duì)較小，\beta值相應(yīng)減小；反之，當(dāng)樁土相對(duì)剛度較接近時(shí)，樁間土承擔(dān)的荷載比例會(huì)增加，\beta值可適當(dāng)增大。樁身強(qiáng)度折減系數(shù)同樣是不容忽視的重要因素。在實(shí)際工程中，樁身強(qiáng)度折減系數(shù)的取值需要綜合考慮施工質(zhì)量、樁體材料特性以及樁身受力狀態(tài)等因素。施工過(guò)程中的質(zhì)量控制對(duì)樁身強(qiáng)度有著直接影響。若施工過(guò)程中出現(xiàn)混凝土澆筑不密實(shí)、樁身夾泥等質(zhì)量問(wèn)題，樁身強(qiáng)度會(huì)明顯降低，此時(shí)需要適當(dāng)降低樁身強(qiáng)度折減系數(shù)。在某工程中，由于施工過(guò)程中混凝土澆筑振搗不充分，導(dǎo)致部分樁身存在蜂窩、麻面等缺陷，經(jīng)檢測(cè)樁身強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此將樁身強(qiáng)度折減系數(shù)從原本的0.9調(diào)整為0.8，以確保復(fù)合地基承載力計(jì)算的安全性。樁體材料特性也會(huì)影響樁身強(qiáng)度折減系數(shù)。不同配合比的CFG樁混合料，其強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律和耐久性存在差異。對(duì)于早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢或耐久性較差的樁體材料，在計(jì)算承載力時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低樁身強(qiáng)度折減系數(shù)。此外，樁身受力狀態(tài)也是考慮因素之一。當(dāng)樁身受到較大的水平荷載或偏心荷載作用時(shí)，樁身的實(shí)際承載能力會(huì)受到影響，需要對(duì)樁身強(qiáng)度折減系數(shù)進(jìn)行修正。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基中，由于建筑物周邊存在較大的側(cè)向土壓力，部分樁身受到一定的水平荷載作用，經(jīng)分析計(jì)算，將樁身強(qiáng)度折減系數(shù)調(diào)整為0.85，以保證復(fù)合地基在復(fù)雜受力狀態(tài)下的安全性。除了上述因素外，實(shí)際工程中的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，還可能存在諸如地下水位變化、土層不均勻性等因素，這些都會(huì)對(duì)復(fù)合地基的承載力產(chǎn)生影響。在地下水位較高的地區(qū)，樁間土處于飽和狀態(tài)，其強(qiáng)度和承載能力會(huì)降低，此時(shí)需要對(duì)樁間土承載力特征值f_{sk}和樁間土承載力發(fā)揮系數(shù)\beta進(jìn)行修正。土層的不均勻性也會(huì)導(dǎo)致復(fù)合地基中樁土應(yīng)力分布不均勻，影響復(fù)合地基的承載性能。在這種情況下，需要通過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘察，準(zhǔn)確掌握土層分布情況，合理調(diào)整計(jì)算參數(shù)，以確保復(fù)合地基承載力計(jì)算的準(zhǔn)確性。在某工程場(chǎng)地，土層分布不均勻，存在軟硬土層交替的情況，通過(guò)增加勘察點(diǎn)數(shù)量和進(jìn)行原位測(cè)試，對(duì)不同土層的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)定，并根據(jù)土層分布情況對(duì)復(fù)合地基承載力計(jì)算進(jìn)行了分區(qū)計(jì)算和參數(shù)調(diào)整，使計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際工程情況。3.3沉降計(jì)算方法3.3.1分層總和法原理分層總和法是計(jì)算CFG樁復(fù)合地基沉降的常用方法之一，其理論基礎(chǔ)源于土體在側(cè)限條件下的壓縮特性。該方法的核心原理是將地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)的土層劃分為若干薄層，分別計(jì)算每一層土在附加應(yīng)力作用下的壓縮量，然后將各層壓縮量累加，從而得到地基的總沉降量。在運(yùn)用分層總和法計(jì)算CFG樁復(fù)合地基沉降時(shí)，首先需要確定壓縮層厚度。壓縮層厚度的確定至關(guān)重要，它直接影響到沉降計(jì)算的準(zhǔn)確性。一般來(lái)說(shuō)，壓縮層厚度應(yīng)自基礎(chǔ)底面算至附加應(yīng)力等于土的自重應(yīng)力的20%（軟土為10%）的深度處。在實(shí)際計(jì)算中，可采用應(yīng)力比法或變形比法來(lái)確定壓縮層厚度。應(yīng)力比法是根據(jù)附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值來(lái)判斷，當(dāng)附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值小于規(guī)定值時(shí)，該深度即為壓縮層下限。變形比法是通過(guò)計(jì)算地基沉降變形量與規(guī)定變形量的比值來(lái)確定壓縮層厚度。在某工程中，通過(guò)應(yīng)力比法計(jì)算得到壓縮層厚度為10m，即自基礎(chǔ)底面向下10m范圍內(nèi)的土層需要進(jìn)行沉降計(jì)算。確定壓縮層厚度后，需要將該范圍內(nèi)的土層進(jìn)行分層。分層的原則是使每一層土的壓縮性和附加應(yīng)力分布盡可能均勻，一般每層厚度不宜過(guò)大，通常控制在0.4b（b為基礎(chǔ)寬度）以內(nèi)。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基沉降計(jì)算中，基礎(chǔ)寬度為10m，根據(jù)分層原則，將壓縮層劃分為25層，每層厚度為0.4m。計(jì)算各土層的壓縮量是分層總和法的關(guān)鍵步驟。對(duì)于每一層土，可根據(jù)土的壓縮性指標(biāo)和該層所受的附加應(yīng)力，采用以下公式計(jì)算其壓縮量\Deltas_i：\Deltas_i=\frac{e_{1i}-e_{2i}}{1+e_{1i}}h_i其中：\Deltas_i為第i層土的壓縮量，單位為m。e_{1i}是第i層土在自重應(yīng)力作用下的孔隙比。e_{2i}是第i層土在自重應(yīng)力與附加應(yīng)力共同作用下的孔隙比。h_i為第i層土的厚度，單位為m。在計(jì)算孔隙比e_{1i}和e_{2i}時(shí)，通常需要借助土的壓縮曲線，根據(jù)土的初始孔隙比和所受應(yīng)力來(lái)確定。在某工程中，通過(guò)土工試驗(yàn)得到某土層的壓縮曲線，已知該土層在自重應(yīng)力作用下的應(yīng)力值為100kPa，在自重應(yīng)力與附加應(yīng)力共同作用下的應(yīng)力值為150kPa，根據(jù)壓縮曲線查得對(duì)應(yīng)的孔隙比e_{1i}=0.8，e_{2i}=0.75，該土層厚度h_i=0.5m，代入公式計(jì)算可得該土層的壓縮量\Deltas_i=\frac{0.8-0.75}{1+0.8}??0.5\approx0.014m。最后，將各土層的壓縮量累加，得到地基的總沉降量s：s=\sum_{i=1}^{n}\Deltas_i其中n為壓縮層內(nèi)的土層總數(shù)。通過(guò)上述步驟，運(yùn)用分層總和法可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算出CFG樁復(fù)合地基的沉降量，為工程設(shè)計(jì)和施工提供重要的參考依據(jù)。3.3.2修正系數(shù)的應(yīng)用在實(shí)際工程中，由于地基土的性質(zhì)復(fù)雜多變，影響因素眾多，單純使用分層總和法計(jì)算得到的沉降量往往與實(shí)際情況存在一定偏差。為了提高沉降計(jì)算的準(zhǔn)確性，通常需要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)引入修正系數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。修正系數(shù)的取值主要依據(jù)大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)研究成果。不同地區(qū)、不同地質(zhì)條件以及不同的工程類型，修正系數(shù)的取值可能會(huì)有所不同。在軟土地基地區(qū)，由于軟土具有高壓縮性、低強(qiáng)度等特點(diǎn)，地基沉降往往較大，因此修正系數(shù)的取值相對(duì)較大。而在硬土地基地區(qū)，修正系數(shù)的取值則相對(duì)較小。在某軟土地基工程中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗(yàn)，沉降計(jì)算修正系數(shù)取為1.3。通過(guò)對(duì)該工程的實(shí)際沉降觀測(cè)和對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，引入修正系數(shù)后，計(jì)算沉降量與實(shí)際沉降量更為接近，有效提高了沉降計(jì)算的精度。修正系數(shù)的確定還需要考慮樁體和樁間土的相互作用、施工工藝、建筑物的荷載特性等因素。樁體和樁間土的相互作用對(duì)地基沉降有著重要影響。當(dāng)樁體與樁間土的協(xié)同工作效果較好時(shí)，地基沉降相對(duì)較小，修正系數(shù)可適當(dāng)減?。环粗?，若樁體與樁間土的協(xié)同工作效果不佳，地基沉降可能會(huì)增大，修正系數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大。施工工藝也會(huì)影響修正系數(shù)的取值。例如，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法施工時(shí)，由于施工過(guò)程對(duì)樁間土的擾動(dòng)較小，地基沉降相對(duì)較小，修正系數(shù)可相對(duì)取小值；而采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，振動(dòng)和擠壓作用可能會(huì)對(duì)樁間土產(chǎn)生較大擾動(dòng)，影響樁土共同作用效果，導(dǎo)致地基沉降增大，修正系數(shù)應(yīng)適當(dāng)增大。建筑物的荷載特性也是考慮因素之一。對(duì)于荷載較大、分布不均勻的建筑物，地基沉降可能會(huì)較大，修正系數(shù)應(yīng)取較大值；而對(duì)于荷載較小、分布均勻的建筑物，修正系數(shù)可適當(dāng)減小。在某高層建筑工程中，采用CFG樁復(fù)合地基，通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)條件、施工工藝以及建筑物荷載特性等因素的綜合分析，結(jié)合當(dāng)?shù)仡愃乒こ痰慕?jīng)驗(yàn)，確定沉降計(jì)算修正系數(shù)為1.2。在工程竣工后的沉降觀測(cè)中，實(shí)際沉降量與經(jīng)過(guò)修正系數(shù)調(diào)整后的計(jì)算沉降量基本相符，驗(yàn)證了修正系數(shù)取值的合理性。然而，需要注意的是，修正系數(shù)的取值并非一成不變，在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行合理調(diào)整，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，以確保沉降計(jì)算結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映地基的實(shí)際沉降情況。四、CFG樁復(fù)合地基的施工工藝4.1施工方法分類4.1.1長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法是CFG樁復(fù)合地基施工中較為常用的方法之一，其具有獨(dú)特的施工原理和顯著的優(yōu)勢(shì)。該方法利用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，通過(guò)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)，鉆頭切削土體，土屑沿螺旋葉片上升并排出孔外，直至達(dá)到設(shè)計(jì)孔深。隨后，利用混凝土輸送泵將預(yù)先攪拌好的CFG樁混合料通過(guò)高壓管路及螺旋鉆桿的內(nèi)管，從鉆頭底部的出料口壓入孔內(nèi)，同時(shí)緩慢提升鉆桿，使混合料在孔內(nèi)自下而上填充，形成樁體。這種施工方法的優(yōu)勢(shì)明顯，首先，它能夠有效避免孔壁坍塌和縮頸等問(wèn)題。由于在鉆孔過(guò)程中無(wú)需泥漿護(hù)壁，減少了因泥漿質(zhì)量不穩(wěn)定或施工操作不當(dāng)導(dǎo)致的孔壁失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。在某工程中，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法施工CFG樁，施工過(guò)程中未出現(xiàn)任何孔壁坍塌現(xiàn)象，成樁質(zhì)量良好。其次，該方法施工效率高。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度較快，且泵送砼過(guò)程連續(xù)，成樁時(shí)間短。一般情況下，一臺(tái)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)每天可成樁30-50根，相比其他成樁方法，大大縮短了施工工期。此外，長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法對(duì)周圍環(huán)境的影響較小。施工過(guò)程中無(wú)泥漿排放，減少了對(duì)周邊土壤和水體的污染，同時(shí)施工噪音低，適用于對(duì)環(huán)境要求較高的城市建設(shè)項(xiàng)目。在某城市住宅小區(qū)的CFG樁復(fù)合地基施工中，采用該方法施工，周邊居民未受到明顯的噪音干擾，施工對(duì)周邊環(huán)境的影響控制在較小范圍內(nèi)。然而，長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法也存在一定的局限性。它對(duì)地質(zhì)條件有一定要求，在地下水位較高、土質(zhì)較為松散的砂土層中，由于鉆孔過(guò)程中孔內(nèi)土體易坍塌，可能導(dǎo)致成樁困難。在某沿海地區(qū)的工程中，地下水位較高，且場(chǎng)地土為松散砂土，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法施工時(shí)，出現(xiàn)了多次孔壁坍塌現(xiàn)象，最終不得不采取其他施工方法。此外，該方法對(duì)設(shè)備和施工技術(shù)的要求相對(duì)較高。需要配備性能良好的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)和混凝土輸送泵，且施工人員需要具備熟練的操作技能和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，以確保施工過(guò)程的順利進(jìn)行和樁體質(zhì)量的穩(wěn)定。在某工程中，由于施工人員對(duì)設(shè)備操作不熟練，導(dǎo)致泵送砼過(guò)程中出現(xiàn)堵塞，影響了施工進(jìn)度和樁體質(zhì)量。4.1.2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方法，其施工原理基于振動(dòng)沉樁機(jī)產(chǎn)生的垂直定向振動(dòng)和錘、樁管自重等對(duì)樁管施加壓力，使樁管沉入土中，形成樁孔，然后邊向樁管內(nèi)澆筑混凝土，邊振邊拔出樁管，使混凝土留在土中而形成樁體。在施工過(guò)程中，首先將帶有活瓣式樁尖或鋼筋混凝土預(yù)制樁靴的樁管吊起，對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)整樁管垂直度，使其偏差不大于1%。啟動(dòng)振動(dòng)沉樁機(jī)，使樁管在振動(dòng)作用下逐漸沉入土中，沉管過(guò)程中需密切關(guān)注樁管的垂直度和入土深度，并做好記錄。當(dāng)樁管達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，停止振動(dòng)，向樁管內(nèi)灌注混凝土?；炷凉嘧⑼瓿珊?，再次啟動(dòng)振動(dòng)沉樁機(jī)，邊振動(dòng)邊拔管，拔管速度應(yīng)均勻控制，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。在拔管過(guò)程中，要確保管內(nèi)混凝土始終高于樁管底部一定高度，以保證樁體的連續(xù)性和密實(shí)性。當(dāng)樁管全部拔出地面后，一根CFG樁施工完成，然后移機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。振動(dòng)沉管法具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)勢(shì)。振動(dòng)沉樁機(jī)體積相對(duì)較小，移動(dòng)方便，設(shè)備購(gòu)置和租賃費(fèi)用較低，適用于小型建筑工程或地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單的場(chǎng)地。在某小型工業(yè)廠房的CFG樁復(fù)合地基施工中，采用振動(dòng)沉管法，施工設(shè)備投入較少，有效降低了工程成本。該方法對(duì)樁間土有一定的擠密作用。在沉管過(guò)程中，樁管對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓，使樁間土的密實(shí)度增加，從而提高了樁間土的承載能力。在某工程中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，采用振動(dòng)沉管法施工后，樁間土的壓縮模量提高了15%-20%。但振動(dòng)沉管法也存在一些缺點(diǎn)。施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪音和振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境和建筑物有一定影響。在城市中心或居民區(qū)附近施工時(shí)，可能會(huì)受到限制。在某城市商業(yè)區(qū)的工程中，由于周邊建筑物密集，采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，噪音和振動(dòng)對(duì)周邊商業(yè)活動(dòng)和居民生活造成了較大干擾，不得不調(diào)整施工時(shí)間或采用其他施工方法。此外，該方法在施工過(guò)程中易出現(xiàn)縮頸、斷樁等質(zhì)量問(wèn)題。特別是在軟土地層或樁間距較小時(shí)，由于土體的擠壓和振動(dòng)作用，樁體混凝土可能會(huì)受到擾動(dòng)，導(dǎo)致樁身質(zhì)量缺陷。在某軟土地基工程中，由于樁間距較小，采用振動(dòng)沉管法施工時(shí)，部分樁出現(xiàn)了縮頸現(xiàn)象，影響了復(fù)合地基的承載能力。4.2施工工藝流程4.2.1施工準(zhǔn)備工作施工準(zhǔn)備工作是CFG樁復(fù)合地基施工的重要環(huán)節(jié)，充分且細(xì)致的準(zhǔn)備工作是確保后續(xù)施工順利進(jìn)行和工程質(zhì)量的關(guān)鍵。場(chǎng)地平整是施工準(zhǔn)備的首要任務(wù)。施工前，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、障礙物等，確保施工場(chǎng)地?zé)o障礙物阻礙施工設(shè)備的運(yùn)行。在某工程場(chǎng)地，存在大量建筑垃圾和廢棄的建筑物基礎(chǔ)，施工單位組織專業(yè)人員和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了徹底清理，為后續(xù)施工創(chuàng)造了良好條件。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地形，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，使場(chǎng)地平整度滿足施工設(shè)備的作業(yè)要求。對(duì)于松軟場(chǎng)地，需進(jìn)行壓實(shí)處理，采用壓路機(jī)等設(shè)備對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行碾壓，確保場(chǎng)地具有足夠的承載能力，防止施工過(guò)程中設(shè)備下沉或傾斜。在某沿海地區(qū)的工程中，場(chǎng)地為軟土地基，施工單位先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了排水處理，然后采用灰土墊層等方法對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行加固，使場(chǎng)地滿足了施工要求。測(cè)量放線是確定樁位的關(guān)鍵步驟，其準(zhǔn)確性直接影響到CFG樁的施工質(zhì)量和復(fù)合地基的承載性能。依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用全站儀、經(jīng)緯儀等測(cè)量?jī)x器，在施工現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)放出每根CFG樁的樁位，并設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí)。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)全站儀對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)量，誤差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，確保了樁位的準(zhǔn)確性。為防止樁位標(biāo)識(shí)在施工過(guò)程中被破壞，可采用鋼釬、木樁等進(jìn)行固定，并做好保護(hù)措施。同時(shí)，定期對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，確保樁位的準(zhǔn)確性。在某工程中，由于施工場(chǎng)地較大，施工周期較長(zhǎng)，為防止樁位發(fā)生偏移，測(cè)量人員每隔一段時(shí)間就對(duì)樁位進(jìn)行一次復(fù)核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正了可能出現(xiàn)的偏差。設(shè)備材料準(zhǔn)備也是施工準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容。根據(jù)施工方法和工程規(guī)模，選擇合適的施工設(shè)備。如采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法，需配備長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土輸送泵、攪拌機(jī)等設(shè)備；采用振動(dòng)沉管法，則需配備振動(dòng)沉樁機(jī)、混凝土攪拌機(jī)等設(shè)備。在某工程中，根據(jù)工程的地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，選用了一臺(tái)功率為110kW的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)和一臺(tái)輸送能力為60m3/h的混凝土輸送泵，滿足了施工的需要。在設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查和調(diào)試，確保設(shè)備性能良好，運(yùn)行穩(wěn)定。對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的鉆頭、鉆桿、動(dòng)力系統(tǒng)等進(jìn)行檢查，對(duì)混凝土輸送泵的泵送系統(tǒng)、管道等進(jìn)行調(diào)試，確保設(shè)備在施工過(guò)程中能夠正常運(yùn)行。材料準(zhǔn)備方面，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求采購(gòu)水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等原材料。在采購(gòu)過(guò)程中，選擇質(zhì)量可靠的供應(yīng)商，確保原材料的質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括水泥的強(qiáng)度、安定性，粉煤灰的細(xì)度、燒失量，碎石和石屑的粒徑、含泥量等。在某工程中，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的水泥進(jìn)行了強(qiáng)度和安定性檢驗(yàn)，對(duì)粉煤灰進(jìn)行了細(xì)度和燒失量檢驗(yàn)，對(duì)碎石和石屑進(jìn)行了粒徑和含泥量檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后才投入使用。按照設(shè)計(jì)配合比，對(duì)原材料進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量和攪拌，確保CFG樁混合料的質(zhì)量穩(wěn)定。在攪拌過(guò)程中，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間和攪拌速度，保證混合料的均勻性。在某工程中，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間控制在3-5min，確保了混合料的質(zhì)量。4.2.2成樁過(guò)程控制成樁過(guò)程是CFG樁復(fù)合地基施工的核心環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到復(fù)合地基的承載能力和穩(wěn)定性。以長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法為例，鉆孔是成樁的第一步。將長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)移動(dòng)至樁位，調(diào)整鉆機(jī)位置和垂直度，使鉆頭中心與樁位重合，垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。在某工程中，使用鉆機(jī)自帶的垂直度調(diào)整裝置和水平儀，對(duì)鉆機(jī)的垂直度進(jìn)行精確調(diào)整，確保了鉆孔的垂直度。啟動(dòng)鉆機(jī)，開(kāi)始鉆孔作業(yè)，鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，合理控制鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)壓力。在一般土層中，鉆進(jìn)速度可控制在1-2m/min；在堅(jiān)硬土層或遇到障礙物時(shí)，適當(dāng)降低鉆進(jìn)速度，增加鉆進(jìn)壓力。在某工程中，當(dāng)?shù)貙又杏龅焦率瘯r(shí)，降低鉆進(jìn)速度至0.5m/min，并加大鉆進(jìn)壓力，成功穿過(guò)了孤石。同時(shí)，密切關(guān)注鉆機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)晃動(dòng)、噪音異常等情況，及時(shí)停機(jī)檢查，排除故障后再繼續(xù)鉆進(jìn)。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，停止鉆進(jìn)，進(jìn)行泵送混合料作業(yè)。通過(guò)混凝土輸送泵將攪拌好的CFG樁混合料通過(guò)高壓管路及螺旋鉆桿的內(nèi)管壓入孔內(nèi)。在泵送過(guò)程中，確保泵送壓力穩(wěn)定，泵送速度均勻。泵送壓力一般控制在1.5-3.0MPa之間，泵送速度根據(jù)樁徑和樁長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，一般為1-2m3/min。在某工程中，通過(guò)壓力傳感器和流量控制器，對(duì)泵送壓力和泵送速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，保證了混合料的順利泵送。同時(shí)，注意觀察混合料的泵送情況，防止出現(xiàn)堵管等故障。如發(fā)現(xiàn)堵管，應(yīng)立即停止泵送，采取相應(yīng)措施進(jìn)行疏通。在某工程中，由于混合料的坍落度控制不當(dāng)，導(dǎo)致泵送過(guò)程中出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，施工人員及時(shí)調(diào)整了混合料的配合比，并對(duì)管道進(jìn)行了清洗和疏通，恢復(fù)了正常泵送。提鉆是成樁過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，其操作要點(diǎn)在于提鉆速度與泵送混合料的速度應(yīng)密切配合。邊泵送混合料邊緩慢提升鉆桿，提鉆速度一般控制在1-1.5m/min，確保管內(nèi)始終有一定高度的混合料，以保證樁體的連續(xù)性和密實(shí)性。在某工程中，通過(guò)設(shè)置在鉆桿上的刻度和泵送設(shè)備的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了提鉆速度和泵送速度的精確匹配，有效避免了斷樁和縮頸等質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。在提鉆過(guò)程中，嚴(yán)禁先提鉆后泵送混合料，以免造成樁體空洞或斷樁。同時(shí)，注意觀察樁頂混凝土的澆筑情況，確保樁頂混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上一定高度，一般為500-800mm，以保證樁頂混凝土的質(zhì)量。在某工程中，樁頂混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上600mm，在后續(xù)的樁頭處理過(guò)程中，將多余的混凝土鑿除，保證了樁頂混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。對(duì)于振動(dòng)沉管法，沉管過(guò)程中需嚴(yán)格控制樁管的垂直度和入土深度。沉管速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和樁管直徑進(jìn)行調(diào)整，一般為1-2m/min。在軟土地層中，沉管速度可適當(dāng)加快；在堅(jiān)硬土層中，沉管速度應(yīng)適當(dāng)減慢。在某工程中，通過(guò)在樁管上設(shè)置垂直度觀測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁管的垂直度，確保樁管垂直度偏差不超過(guò)1%。同時(shí)，利用深度測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確控制樁管的入土深度，確保達(dá)到設(shè)計(jì)深度。在沉管過(guò)程中，如遇到樁管下沉困難或傾斜等情況，應(yīng)及時(shí)分析原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。如遇障礙物，可采用鋼釬等工具進(jìn)行探測(cè)和清除；如樁管傾斜，可通過(guò)調(diào)整樁架位置或重新調(diào)整樁管垂直度來(lái)解決。在某工程中，沉管過(guò)程中遇到地下障礙物，施工人員采用鋼釬進(jìn)行探測(cè)，確定障礙物位置后，采用人工挖掘的方式將障礙物清除，保證了沉管的順利進(jìn)行。在振動(dòng)沉管法的拔管過(guò)程中，同樣要控制好拔管速度和振動(dòng)頻率。拔管速度一般為1.2-1.5m/min，振動(dòng)頻率為30-50Hz。在拔管過(guò)程中，保持振動(dòng)器持續(xù)工作，使混凝土在振動(dòng)作用下更加密實(shí)。同時(shí)，注意觀察管內(nèi)混凝土的高度，及時(shí)補(bǔ)充混凝土，確保樁體的充盈系數(shù)不小于1.0。在某工程中，通過(guò)在樁管上設(shè)置刻度和混凝土料位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管內(nèi)混凝土的高度，及時(shí)補(bǔ)充混凝土，保證了樁體的充盈系數(shù)達(dá)到1.05。嚴(yán)禁在拔管過(guò)程中出現(xiàn)反插現(xiàn)象，以免影響樁體質(zhì)量。在某工程中，由于施工人員操作失誤，在拔管過(guò)程中出現(xiàn)了反插現(xiàn)象，導(dǎo)致部分樁體出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，不得不進(jìn)行返工處理。4.2.3樁頭處理與褥墊層鋪設(shè)樁頭處理是CFG樁復(fù)合地基施工的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接影響到樁體與基礎(chǔ)的連接性能和復(fù)合地基的承載能力。在樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，一般為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上，即可進(jìn)行樁頭處理。常見(jiàn)的樁頭處理方法是采用人工鑿除多余的樁頭混凝土。使用鋼釬、風(fēng)鎬等工具，由外向內(nèi)、由上向下逐步鑿除樁頭混凝土，直至達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。在鑿除過(guò)程中，要注意保護(hù)樁身混凝土，避免對(duì)樁身造成損傷。在某工程中，采用人工鑿除樁頭混凝土，施工人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，先將樁頭表面的浮漿和松散混凝土清除，然后再逐步鑿除至設(shè)計(jì)標(biāo)高，確保了樁頭處理的質(zhì)量。樁頂應(yīng)平整，無(wú)松動(dòng)、裂縫等缺陷。鑿除完成后，對(duì)樁頂進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)樁頂不平整或存在缺陷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。在某工程中，檢查發(fā)現(xiàn)部分樁頂存在不平整現(xiàn)象，施工人員采用水泥砂漿對(duì)樁頂進(jìn)行了找平處理，保證了樁頂?shù)钠秸?。褥墊層鋪設(shè)是CFG樁復(fù)合地基施工的最后一道工序，它對(duì)于調(diào)整樁土應(yīng)力分擔(dān)、協(xié)調(diào)樁土變形起著關(guān)鍵作用。褥墊層材料通常選用級(jí)配砂石、碎石等散體粒狀材料，其最大粒徑一般不大于20mm，含泥量不超過(guò)5%。在某工程中，選用了粒徑為5-20mm的級(jí)配砂石作為褥墊層材料，經(jīng)檢驗(yàn)，其含泥量為3%，滿足設(shè)計(jì)要求。褥墊層厚度一般在150-300mm之間，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程實(shí)際情況進(jìn)行確定。在某高層建筑的CFG樁復(fù)合地基中，設(shè)計(jì)褥墊層厚度為200mm。在鋪設(shè)褥墊層前，先在樁頂鋪設(shè)一層50mm厚的中粗砂，以起到找平的作用。然后，將級(jí)配砂石或碎石均勻攤鋪在中粗砂上，采用機(jī)械或人工的方式進(jìn)行攤鋪。在某工程中，采用裝載機(jī)進(jìn)行攤鋪，攤鋪過(guò)程中注意控制攤鋪厚度，確保均勻一致。攤鋪完成后，使用平板振動(dòng)器或壓路機(jī)對(duì)褥墊層進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)遍數(shù)一般為3-5遍。在壓實(shí)過(guò)程中，要注意控制壓實(shí)參數(shù)，如振動(dòng)頻率、振幅、碾壓速度等，確保褥墊層的壓實(shí)質(zhì)量。在某工程中，使用平板振動(dòng)器對(duì)褥墊層進(jìn)行壓實(shí)，振動(dòng)頻率為40Hz，振幅為0.8mm，經(jīng)過(guò)4遍壓實(shí)后，褥墊層的壓實(shí)度達(dá)到了95%以上。壓實(shí)后的褥墊層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，夯填度不得大于0.9。在某工程中，對(duì)壓實(shí)后的褥墊層厚度進(jìn)行檢測(cè)，平均厚度為195mm，符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)對(duì)夯填度進(jìn)行檢測(cè)，夯填度為0.85，滿足規(guī)范要求。4.3施工質(zhì)量控制要點(diǎn)4.3.1原材料質(zhì)量控制原材料的質(zhì)量直接決定了CFG樁的性能，進(jìn)而影響復(fù)合地基的整體質(zhì)量，因此對(duì)水泥、粉煤灰、碎石等原材料必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)和控制。水泥作為CFG樁的關(guān)鍵膠凝材料，其質(zhì)量至關(guān)重要。水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)