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CFG桩复合地基

基础是指建筑物向地基传递荷载的下部结构，它具有承上启下的作用。它处于上部结构的荷载及地基反力的相互作用下，承受由此而产生的内力，另外，基础底面的反力反过来又作为地基上的荷载，使地基土产生应力和变形。地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地。当地基的承载能力不足以承担上部结构传递下来的荷载时，此时需要地基处理或者桩基等方案满足承载力要求。地基处理的优劣，关系到整个工程的质量、造价与工期。地基处理常用方式有换填垫层法、预压地基法、压实地基与夯实地基法、复合地基、注浆加固等，今天重点谈一下复合地基中常用到的CFG桩复合地基。

CFG桩复合地基由于施工简便，造价不高，以及其可调性和适应性强，被广泛应用于地基处理方案中。在设计前期，为满足地基承载力要求，可进行桩长、桩径及桩间距等不同参数的调整。虽然增加桩长、加大桩径及减小桩间距等措施均可增大地基承载力，但在具体工程中不同参数的调整对经济效果影响可能较大。

一桩长

确定桩长首要考虑因素为承载力

一般来说，桩长确定需结合设计要求承载力及持力层天然地基承载力，按400mm桩径且3~5倍桩间距，并结合地勘柱状图，确定一个相对较好持力层，桩端持力层确定，则桩长基本确定。

确定桩长还需考虑沉降控制问题

尤其是对于上硬下软或中间存在较厚软夹层的地层，由于持力层土质较好，桩间土的贡献较大，较短的桩长就可能满足承载力要求，但由于下卧图层土质较差，此时不能仅以承载力确定桩长，而应穿越软土层进入较好土层，或桩长能满足控制要求为止。

确定桩长需考虑施工机械的最大成孔深度及施工作业条件

目前国产长螺旋钻机的最大成孔深度已达40m，但市场比较多的还是成孔深度30m以内的钻机。在使用成孔深度超高30m的长螺旋钻机时，必须进行市场调查。而且一般来说设备越大，施工的单方造价也会越高。

二桩径

桩径选择要考虑施工工艺、桩距、长径比及材料利用率等问题。一般以400mm、500mm桩径最为经济。当采用400mm桩径仍长径比过大或桩距过密时，再考虑增大桩径的方案。

三桩间距

桩间距需综合考虑桩长、桩径、承载力要求及布桩方式而定。桩间距在规范建议的桩间距范围内（3~5倍桩径）宜大不宜小。增加桩长比减小桩间距对沉降控制更为有利。

从施工角度，增加桩长可减少桩数，相应减少移机次数，整体工效更高；因桩间距较大，挤土效应、窜孔概率也会降低。当增加桩长可将桩端置于更好土层时，由于更好土层的承载力与压缩模量都较高，且能更好地发挥CFG桩的端阻作用，故综合技术经济效益要比减小桩间距大得多，此时应在设备成孔深度允许范围内尽量加大桩长，同时相应加大桩间距。

四案例分析

某商业建筑地上6层、地下1层，框架结构，框架柱下拟采用柱下独立基础，并在基础下采用CFG桩复合地基进行局部处理，总竖向力标准值为6000KN，基础持力层为中密细砂层，天然地基承载力为160kPa，桩端持力层为13m厚的粗砂层，承载力与压缩模量均较高，是比较理想的桩端持力层。

CFG桩直径采用400mm，因桩端持力层土质好且较厚，桩长的可调性大，故采用固定桩间距并反推桩长的设计手法。桩间距分别采用4d桩间距与3d桩间距两种方案，并结合独立基础进行了全面的技术经济比较。根据基础下布桩相同置换率的原则，桩边距均取桩间距的一半，故4d桩间距的基础尺寸4.8m×4.8m，3d桩间距的基础尺寸3.6m×3.6m，见下图。

方案一（左图）：4d桩距，13.5m桩长

方案二（右图）：3d桩距，16.0m桩长

根据竖向力合力及基础平面尺寸算出的承载力特征值分别应不低于265kPa及460kPa，再根据所需要的承载力特征值及桩间距反推单桩承载力特征值应分别不低于685kN及835kN，混凝土强度等级均需C30，由单桩承载力特征值反推的桩长分别为13.5m及16.0m，两种桩长均落在粗砂层上，进入粗砂层的长度分别为1.65m及4.15m。

两种布桩方案均满足承载力要求，但综合技术经济效果存在较大差异。

从技术层面，16m桩长进入粗砂层的长度较长，承载力更有保障，从控制地基变形角度，长桩比短桩的效果更好；从经济方面，虽然16m桩长的整体混凝土用量有所增加，但独立基础的混凝土用量大大减少，桩与基础合计的混凝土用量可减少11.3m3，降幅达23.7%；此外，因基础尺寸变小、力臂变短，尽管基底压力增大，但基础配筋仍然减少很多，在基础高度相同的情况下，用钢量可从32根22（825kg）降为21根22（406.1kg），降幅达50%以上。

因此在柱底荷载不变的前提下，加大桩长、减小基础平面尺寸的方案比减小桩长但增大基础平面尺寸的方案具有明显的经济优势，有关技术经济指标对比见下表。

不同桩长、桩距CFG桩复合地基经济指标对比

五总结

CFG桩复合地基可仅布置在基础范围内，桩长