CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用孔祥亮

CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用孔祥亮

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摘要:近年来,随着我国建筑行业的发展和进步,高层建筑的数量开始不断增加,建筑技术也在不断发展。CFG复合桩技术是近年来新兴起的一种地基处理技术,是我国现代化建筑施工技术不断发展进步的结果,因此本文针对CFG复合桩技术在高层建筑地基施工处理中的作用展开了研究,结合实际施工阐述了CFG桩技术的优势,以供参考。

关键词:CFG复合桩技术高层建筑地基施工

随着现代化的建筑技术发展,高层建筑开始逐渐成为了城市建筑物中的重要组成部分,受到建筑物高度的影响,虽然在地基处理上可以采用传统的灌注桩,但是采用这种方式仅仅能够满足建筑物承载力和变形方面的要求,在施工周期和成本投入方面却存在较大的问题,因此开发新的地基处理技术势在必行。符合地基技术是今年来我国建筑行业发展的一项成果,能够成功发挥桩和桩的间土作用,同时造价十分低廉,因此在当前我国建筑施工行业中获得了广泛的应用,并取得了良好的经济效益和社会效益。这项技术的出现,也为高层建筑的地基工艺开拓了新的选择方案。

CFG复合桩技术是有碎石、石屑、粉煤灰以及水泥等混合物通过加水搅拌的方式而形成的一种具有高粘结强度的桩的建成。通过将石屑掺入碎石中的方式,能够大幅度提升桩体密实度,进而提升桩体的抗剪强度,这种方式形成的桩体能够比不掺入石屑的桩体强度更高。而粉煤灰则在桩体中发挥了细骨料和低标号水泥的作用,对于桩体后期强度提升发挥了重要的作用,水泥在桩体中主要起到胶结作用。CFG桩既具备刚性桩体的某部分形状,能够充分发挥桩侧阻力,在较好的土层中也能够发挥作用。具体来说,CFG桩发挥作用主要是通过置换作用和挤密作用,其中置换作用是CFG桩发挥作用的主要方式。相比于传统桩基,CFG桩复合地基的承载力更高,同时还具有施工速度快、变形情况小、工期更短以及更加容易控制质量等特点,同时造价更低,节约量达到50%以上。在加固地基方面,CFG桩主要是通过处理粘性土、粉土、砂土以及素填土来实现加固地基的目的。CFG桩复合地基主要是由桩体、桩间土、褥垫层等部分构成,在其中CFG桩起到了复合地基增强体的作用,褥垫层会在上方建筑物荷载作用的影响下产生变形,然后将一定比例的荷载分摊给下方的CFG桩和桩间土,通过这种方式,能够确保CFG桩体和桩间土的共同受力,将二者形成一个复合的受力整体,共同承载桩体上方的负荷。

在CFG桩复合地基的设计方面,要参考诸多方面的因素,主要包括岩土工程的勘察报告、施工场地周边的环境情况、建筑物的平面布置图以及设计施工对于地基承载力、变形等方面的要求,此外,还要根据施工情况的需要选择合适的施工设备型号以及桩端持力层,通常来说,桩径要保持在400-600mm之间,在桩距的选择方面,要充分参考承载力提高的幅度以及施工相关的要求等因素,在桩距选择上,通常会将桩距控制在桩径的3-6倍之间。当施工场地的土层剂密性较好,比如说在砂土、粉土等土层当中施工时,就可以将桩径设置较小距离,反之则需要适当扩大桩距,当地下水位较高的情况之下,桩距也需要适当扩大,满足建筑施工的需求。

一、CFG复合桩地基设计

从性能角度来看,CFG桩具有半刚性桩和刚性桩的一部分特点,因此根据长期施工总结,在进行CFG桩设计工作的过程中,主要要按照以下原则进行:首先要满足建筑物荷载对于复合地基承载能力的需求;第二要注意满足建筑物地基变形情况对于桩体变形的要求;第三要协调好桩和桩间土之间的关系;最后还要满足周边环境对于地基处理方面的要求。

二、对于CFG桩复合地基承载力的计算

在当前我国高层建筑的施工过程中,CFG复合地基的承载力特征值主要通过现场对于复合地基的荷载试验来确定,可以通过下列公式来对承载力进行初步的估算。

fspk=m(Ra/Ap)+β(1-m)fsk

在上述公式当中,fspk主要表示复合地基承载力的特征值,其单位为kPa,fsk主要表示桩间土的承载能力特征值,其单位也是kPa,而Ra则主要表示单桩竖向承载力的特征值,其单位是kN,则m表示面积的置换率,Ap主要表示搅拌桩的截面积,其单位是m2,β则是桩间土承载了的折减系数,通常来说,这个系数取值在0.75-0.95的范围内。其中,单桩竖向承载力的特征值Ra(kN)需要通过规范的计算或者现场的测量来获得。

三、CFG桩复合地基的变形计算

经过处理后的CFG桩复合地基主要有三部分变形因素,第一部分是加固深度范围内的土层压缩变形,即s1,第二部分则主要是下卧变形层,即s2,第三部分则是褥垫层的变形,即s3,因此CFG复合桩变形情况的计算就遵循s=s1+s2+s3的公式,由于在这一计算过程中,已压密变形,即s3,情况较小,因此可以忽略不计。假设在计算的过程中,加固区的复合土体与天然地基分层相同的若干层均质地基,而只有压缩模量出现变化,相应扩大,那么就需要按照《建筑地基技术处理规范》(JGJ79-2002)文件中对于加固区规定的下卧层变形的s1量进行计算。而下卧层变形情况值s2则只需要根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中的相关规定执行计算即可。

四、CFG桩复合地基的经济效益与社会效益

CFG桩复合地基技术在当前我国高层建筑施工当中获得了广泛的应用,通过大量的施工证明,CFG桩复合地基技术不仅能够提高地基的承载力,同时由于这项技术的压缩模量增大而导致荷载作用下地基的变形情况显著降低,这就能够帮助建筑物在一段时间内保持稳定状态,缓解建筑物的沉降情况。同时采用CFG复合地基技术能够大幅度降低施工费用,经调查,这项技术的处理费用仅为钻孔灌注桩施工的70%,能够帮助企业获得更高的经济效益。

五、结束语

CFG桩复合地基技术是当前我国高层建筑施工中应用比较广泛的地基施工技术,经过大量的施工证明,这项技术能够节约施工成本,提高施工质量,因此值得推广应用。

参考文献:

[1]郭尚武.CFG复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].中国建材科技,2017,26(05):126-127.

[2]侯晓兵,王夏楠.CFG桩复合地基在高层建筑中的应用[J].安阳工学院学报,2017,16(04):108-109.

[3]吴贵贤.CFG桩复合地基处理技术在高层建筑中的应用分析[J].福建建材,2016(05):59-61.

[4]秦飞.多元桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].四川水泥,2015(08):248.

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