浅谈桩基础在地基处理中的应用
2.3复合地基处理设计和参数确定
复合地基设计除满足复合地基承载力和变形条件外，好要考虑以下诸多因素进行综合分析，确定设计参数。 施工设备和施工工艺：
复合地基设计时需要考虑采用何种设备和工艺进行施工，采用的设备穿透土层的能力和最大施工桩长能否满足要求，施工时对桩间土和已打桩是否造成不利影响。
1) 场地土质变化
场地土质变化对复合地基施工工艺的选择和设计参数的确定有着密切的关系，因此在设计时需认真阅读勘察报告，仔细分析场地土质的特点。不仅要阅读综合设计统计指标，而且要阅读每个孔点的试验指标。通过对场地土的了解，对荷载的情况，地基处理要求等综合分析，考虑采用何种方式布桩。工程中，CFG桩采用的布桩形式有等桩长布桩，不等桩长布桩，长短桩间作布桩以及与其它形式桩联合使用布桩等。需要特别指出的是，有时由于勘察选点距离较大或其他因素，造成勘察报告不能完全反映实际情况，如基底底部局部存在于勘察报告不符合的软弱地层，基底持力土层承载力提供与实际不符等情况，因此，在CFG桩施工前，设计人员对基底土有一个全面的了解，必要时可及时调整设计。
2) 场地周围环境
场地周围环境是设计时确定施工工艺的一个重要因素。当场地里居民区较近，或场地周围有精密仪器的车间试验室以及对震动比较敏感的管线，施工不宜选择震动成桩工艺，而应该选择无震动低噪音的施工工艺；若场地位于空旷地区，且地基土主要为松散的粉细砂或填土，选择震动沉管打桩机施工。
3) 建筑物结构布置及荷载传递
目前，CFG桩应用于高层建筑的工程越来越多，地基处理设计时要考虑建筑
23
浅谈桩基础在地基处理中的应用
物结构布置及荷载传递特性。如建筑物是单体还是群体，体型是复杂还是简单，结构布置是均匀还是存在偏心荷载，主体建筑物周围是否存在地下爱车库之类的大开间结构，建筑物是否存在转换层或地下大空间，建筑物通过墙，柱和核心筒传到基础的荷载扩散到基底的范围及均匀性等。总之，在设计时必须认真分析结构传递荷载的特点以及建筑物对变形的适应能力，做到合理布桩，方可保证地基处理达到预期的目的。
2.4 CFG桩设计
CFG桩意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作（如图2-4所示），故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。
图2-4 CFG桩复合地基示意图
CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏板基础都适用。CFG桩复合地基设计流程如图2-5所示。
CFG桩复合地基的设计参数共6个，分布为桩径、桩距、桩长、桩体强度、褥垫层设计及桩的布置。
调整桩长 根据勘察报告，确定桩间土承载力
调整桩长
24
浅谈桩基础在地基处理中的应用
调整桩间距
N 根据复合地基承载力要求，确定桩间距 桩间距是否合适 计算复合地基变形 变形是否满足要求 Y 设计桩身强度等级 设计褥垫层 根据基础平面图和上述参数进行布桩 根据施工工艺，确定桩径 计算不同桩间距时，复合地基承载力 根据勘察报告，确定桩端持力土层，初步确定桩长，并计算单桩承载力 调整桩间距 · 图2-5 CFG桩复合地基设计流程图
25
浅谈桩基础在地基处理中的应用
2.4.1桩径的确定
CFG桩桩径d宜取350mm-600mm，桩径过小，施工质量不容易控制；桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证状图共同承担上部结构传来的荷载。
桩径取决于设计时所选用的施工设备，本工程拟定桩径为400mm。
2.4.2桩长的确定
由地勘报告中的土土层分布以及物理参数，本工程拟采用CFG桩处理。
2.4.3桩距的确定
桩距s的大小取决于设计要求的复合地基承载力和变形量、土性及施工机具，所以选用桩距需考虑承载力的提高幅度应能满足设计要求、施工方便、桩作用的发挥、场地地质条件以及造价等因素。试验表明，其他条件相同，桩距越小复合地基承载力越大，当桩距小于3倍桩径后，随着桩距的减小，复合地基承载力的增长率明显下降，从桩、土作用的发挥考虑，桩距宜采取3-5倍桩径为宜。
施工过程中，无论是振动沉管还是振动拔管，都将对周围土体产生扰动或挤密，振动的影响与土的性质密切相关，振密效果好的土，施工时振动可使土体密度增加，场地发生下沉；不可挤密的土则要发生表面隆起，桩距越小隆起量越大，以至于导致已打的桩产生缩颈或断裂。桩距越大，施工质量越容易控制，但应针对不同的土性分别加以考虑。
下面介绍桩距选用的原则，以供参考：
设计的转矩首先要满足承载力和变形的要求，从施工角度考虑，尽量选用较大的桩距以防止新打桩对已打桩的不良影响。
基础型式也是值得注意的一个因素。对单、双排布桩的条形基础和面积不大的独立基础，桩距可以小些；反之，满堂布桩的筏基、箱基以及多排分布的条
26
浅谈桩基础在地基处理中的应用
形基础、设备基础，桩距可以适当放大些。地下水位高、地下水丰富的建筑场地，桩距也可适当放大。
就土的挤密（或振密）性而言，可将土分为三类：
1）挤（振）密效果好的土，如松散粉细砂、粉土、人工填土等； 2）可挤（振）密土，如不太密实的粉质粘土等；
3）不可挤（振）密土，如饱和软黏土或密实度较高的粘性土和砂土等。 就施工工艺可以分为两大类：
1）对桩间土产生扰动或挤密的施工工艺，如振动沉管打桩机成孔制桩，属挤土成桩工艺。
2）对桩间土不产生扰动或挤密的施工工艺，如长螺旋钻孔灌注桩，属非挤土成桩工艺。
对挤土成桩工艺和不可挤密土，宜采用较大的桩距。
在满足承载力和变形要求的前提下，可以通过调整桩长来调整桩距，桩越长，桩间距可以越大。
综上所述，桩距的设计应综合多种因素，可以一般桩距s=（3~5）d或者参考表2-1。表2-1给出的是振动沉管机施工桩距的选用表，供设计时参考，并结合复合地基承载力计算中要求的面积置换率m确定桩距。
表2-1 桩距选用表
桩距 土质 布桩型式 单双排布桩的条基 含9根以下的独立基础 满堂布桩 挤密性好的土 （3~5）d （3~6）d （4~6）d 可挤密性土 （3.5~5）d （3.5~6）d （4~6）d 不可挤密性土 （4~5）d （4~5）d （4.5~7）d 本工程拟定桩距为1500mm。
2.4.4褥垫层作用及其设计
在设计褥垫层之前，我们不妨思考下它的作用。 1) 基础和桩之间不设置褥垫层
如图2-6所示，土层Ⅰ为较软弱土层，土层Ⅱ为坚硬土层，土层Ⅱ的压缩模
27