對設(shè)計(jì)工作者來講，有兩點(diǎn)必須牢記：1）碎石樁復(fù)合地基的承載能力由沉降量確定；2)當(dāng)碎石樁樁長大于5倍直徑后，其樁長的增減對承載力影響甚小。

 

    2、復(fù)合地基的承載力計(jì)算公式

    復(fù)合地基的承載力可用下列公式計(jì)算：

           fspk=mfpk+(1-m)fsk              (1)

          或fspk=[1+m(n-1)]afak           (2)

    式中  fspk——復(fù)合地基承載力特征值(Kpa)；

              fsk——加固后樁間土承載力特征值(Kpa)；

              fpk——樁體承載力特征值(Kpa)；

    fak——天然地基承載力特征值(Kpa)；

    m——樁土面積置換率，m=AP/A；

    n——樁土應(yīng)力比，無實(shí)測資料時(shí)，可取2～4，原始土強(qiáng)度低時(shí)取大值，原始土強(qiáng)度高時(shí)取小值；

    a——樁間土承載力提高系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)取值。對粘性土可取a=1；

 

    續(xù)要：上述兩條就是碎石樁加固后的地基承載力不會比原天然地基大許多的主要原因。

    如果需要較大改進(jìn)碎石樁的承載力，則必須改變其受力機(jī)理。

 

    從碎石樁復(fù)合地基承載力計(jì)算式中可知，要增加復(fù)合地基的承載能力，則必須增大m和n值。通常m=7%～25%,當(dāng)m.>30%時(shí)，就不太經(jīng)濟(jì)。因此，要增加復(fù)合地基的承載能力，就應(yīng)該改變樁土應(yīng)力比n，為此目的，應(yīng)該用新的材料來代替原來樁身填料。即用CFG樁復(fù)合地基去代替碎石樁復(fù)合地基。

 

    CFG樁(粉煤灰碎石樁)的樁體，它由粗、細(xì)石料、粉煤灰、水泥和水按一定比例混合而成，其建造方法與碎石樁復(fù)合地基相類似，但其工作性能比碎石樁有很大不同，主要在下述幾方面進(jìn)行了改進(jìn)：

 

    1、CFG樁的承載力隨其長度的變化而變化。

    具有不同樁長的碎石樁和CFG樁復(fù)合地基得荷載—沉降曲線（Q～S）如圖2所示。樁長9.0m和5.5m的碎石復(fù)合地基的Q～S曲線相類似，而樁長9.0m和5.5m的CFG復(fù)合地基的Q～S曲線卻大不一樣（兩種樁的樁徑均為425mm）。該圖可說明碎石樁的樁長變化對承載力影響甚小（當(dāng)樁長大于5倍樁徑后），而CFG樁的承載力卻隨樁長的增加而得到加強(qiáng)。

 

    CFG樁的承載力隨長度增加而增加的主要原因?yàn)椋哼@種樁是一種半柔性、半剛性樁，樁體本身具有足夠的粘結(jié)力可利用樁周摩阻力去抵抗由上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的垂直荷載。

 

    2、經(jīng)CFG樁加固后的地基承載力可比原天然地基高出許多倍。

    由式（1）可知，樁土應(yīng)力比n是提高復(fù)合地基承載力的重要因素。對CFG樁復(fù)合地基來說，單樁承載力可比天然地基大很多，通常n=15～25,，甚至更多。加固后的CFG樁復(fù)合地基可比原樁土提高3倍以上。從圖（2）可看出，5.5m長的CFG樁復(fù)合地基的承載力比碎石樁提高近一倍，而9.0m長的CFG樁復(fù)合地基提高了近兩倍。

 

    3、CFG樁的沉降率小且穩(wěn)定快

    CFG樁復(fù)合地基工作特性的另一特點(diǎn)是：沉降量比碎石樁小且穩(wěn)定快。通過河南省的永成、中牟、許昌等工程中的現(xiàn)場荷載試驗(yàn)，可以看出，CFG樁復(fù)合地基的前10級加荷的時(shí)間小于24小時(shí)，而碎石樁復(fù)合地基的前10級加荷時(shí)間已超過60小時(shí)。并且在加荷過程中，每級荷載下的沉降量，CFG樁均小于碎石樁。

 

    1、CFG樁復(fù)合地基的允許承載力

    CFG樁復(fù)合地基的允許承載力fBP可以用式（1）直接求出。式中n值可根據(jù)CFG樁的設(shè)計(jì)承載力與原樁土的承載力f（FB≈1.0～1.2f）的比值預(yù)以確定。

 

    2、CFG樁復(fù)合地基的沉降量

    CFG樁復(fù)合地基的沉降量s可用下列方法計(jì)算：

    A、分層法

    CFG樁復(fù)合地基的總沉降量S可分成兩部分考慮：

    S= S1+ S2                           (2)

    式中S1…CFG樁加固后地基土的沉降量；

    S2…復(fù)合地基下部未加固土層的沉降量；

    S1=∑δihi/EδPi                                                 (3)

    S2=∑δJhJ/EΔj                         (4)

    式中δi…加固后復(fù)合地基的第i層土豎向附加應(yīng)力；

    δj…未加固復(fù)合地基的第j層土豎向附加應(yīng)力；

    hi…加固后復(fù)合地基的第i層土厚度

    hj…未加固地基的第j層厚度

    EδPi…加固后復(fù)合地基的第i層土的壓縮模量；

    EδJ…未加固地基的第j層土的壓縮模量；

    EδPi=[1+m(n-1)] Eδi                  (5)

    式中Eδi…加固后樁間土的第i層土的壓縮模量

 

    B、現(xiàn)場載荷試驗(yàn)法

    通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定復(fù)合地基允許沉降量S

 

    3、CFG樁的樁長、樁徑和樁距

    CFG樁的允許承載力主要是由樁長確定，因此樁長應(yīng)根據(jù)CFG樁復(fù)合地基的承載力進(jìn)行計(jì)算。考慮施工進(jìn)度，樁長最好不超過12m，并設(shè)計(jì)成短樁最為經(jīng)濟(jì)。

    樁徑主要由打樁設(shè)備決定，而樁距一般以3～5倍樁徑為宜。

 

    CFG樁采用電動振動樁機(jī)進(jìn)行施工，其施工方法與碎石樁基本類似，但應(yīng)注意下列各點(diǎn)。

    1、碎石、粉煤灰、水泥和水的配合比

    配合比中的主要問題是粉煤灰的質(zhì)量不易確定。

    一般來講，對C7.5級CFG樁,其配合比為：0.6m3：0.4m3：250kg：100kg：150kg（粗石料：碎石屑：粉煤灰：水泥：水）。如果需要提高CFG樁的強(qiáng)度，則可增加水泥用量；反之，可減少水泥用量。

 

    2、控制填料量

    填料量的多少關(guān)系到施工質(zhì)量的好壞，一般以1.2做充盈系數(shù)。

 

    3、注意密實(shí)電流

    一般來講，密實(shí)電流應(yīng)控制在50～55安培為宜。

 

    因?yàn)镃FG樁的施工質(zhì)量變異性較大，其質(zhì)量問題比混凝土樁基多，故加強(qiáng)CFG樁的質(zhì)量檢測，承載力測試就更為重要。一般來講，下列方法是必要的： 

    1、CFG樁的單樁質(zhì)量

    A、單樁承載力：應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)預(yù)以確定，試驗(yàn)樁數(shù)一般為1﹪并不少于三根

    B、單樁質(zhì)量：可通過樁基動測法預(yù)以檢測，檢測數(shù)至少應(yīng)有20﹪

 

    2、CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量

    A、復(fù)合地基的承載力：可通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)預(yù)以確定，其允許承載力主要有允許沉降量控制，一般以S/B=0.01(S—沉降量，B—載荷板寬度)對應(yīng)的載荷為允許荷載。檢測數(shù)不少于1﹪。

    B、復(fù)合地基的質(zhì)量：可通過樁間土動力觸談或靜力觸探來檢測樁間土的施工質(zhì)量（擠密效果）。

 

1、張季超等，從P—S曲線的線性談碎石樁的受力機(jī)理，復(fù)合地基，承德。

2、閻明禮等，CFG樁復(fù)合地基的工程應(yīng)用，復(fù)合地基，承德。

3、盛崇文，碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)與施工的經(jīng)驗(yàn)，深基礎(chǔ)國際會議，北京。