1、1复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用摘要：由于经济建设的快速发展，越来越多的建筑物拔地而起，地基处理尤其是复合地基的处理在工程建设中的地位举足轻重。复合地基可以大幅度节省投资，而且强度高，工期短、工艺简单，沉降小，地基承载力具有可补性，上部结构的设计、施工条件可得到大大改善，所以适用于多种土层。它的推广和使用产生了良好的社会效益和经济效益，本文就复合地基的发展情况以及在高层建筑中的应用进行了剖析。 关键字：效益、方法、技术、发展、应用、处理 中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号： 在工程建设过程中，会遇到多种不良地质情况，为了满足地基的强度、抗震、变形等要求，工程建设人员需要对天
2、然土层进行人工加固处理。随着地基处理技术的不断发展和土木工程建设中应用的推广，复合地基技术也在不断的发展。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。复合地基的概念已经成为很多地基处理方法的理论分析及公式建立的基础和根据。根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。目前在工程实践中2常用的复合地基处理方
3、法有水泥土桩复合地基、碎石桩复合地基、砂桩复合地基、石灰桩复合地基、低强度桩复合地基。 一、复合地基发展概况 复合地基处理技术在上世纪五十年代传入我国，它在工程建设过程中获得了广发应用。我国于 1978 年开始研究水泥搅拌桩地基处理方法，在第二年的上海宝山钢铁总厂利用水泥搅拌桩处理软地基取得巨大的成功，并通过了技术鉴定。国内通过水泥搅拌桩地基处理方法可以对地基承载力不大于 120KPa 的淤泥质土、淤泥等地基进行加固。 在 1835 年法国提出了碎石桩复合地基处理方法，1936 年德国人 S.史蒂尔曼在法国人提出方法基础上开发出了用振动水冲法挤密砂土地基的新技术。我国于上世纪七十年代中后期引进
4、振冲法复合地基加固技术。振冲碎石桩对于加固那些不排水抗剪强度大于 20KPa 的天然地基有很好的加固作用。 我国在 1972 年开始在日本人研发基础之上对水泥土桩复合地基方法进行了多次理论验证和试验。至今我国已经在很多工程建设过程中使用了此方法。水泥土桩复合地基具有造价低廉、施工简单、质量容易控制等优点，可以广泛应用于软弱土地基。这种地基土承载力较低，含水量较高、压缩性较大、土层性质复杂多变，不能满足工程建设的要求，导致建筑物在建成后很久仍在沉降，有的地方甚至还产生不均匀沉降，以致影响建筑物的正常使用。水泥土桩施工质量与水泥用量息息相关。水泥用量的多少直接关系到搅拌桩桩身强度大小和成桩质量的好
5、坏，而水泥用量可由喷浆量和水灰比计算得出。因此如何控制水泥搅拌桩施工质3量就变成如何控制搅拌桩施工时的水灰比和喷浆。水泥土桩复合地基常用方法包括高压喷射注浆法以及深层搅拌法。高压喷射注浆法由静压注浆法发展而来，它应用了高压水射切割技术。在此基础上，中国建筑科学研究院地基所在上世纪八十年代研究开发了水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG 桩） ，CFG 桩是由水泥、煤粉灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，由桩、桩间土和褥垫层一起构成的复合地基，目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。桩身强度等级多在 C15-C25 之间。CFG桩桩体可以从几米到 20 多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的
6、荷载占总荷载的百分比可在 40%-75%之间变化，使得复合地基承载了提高幅度大并具有很大的可调性。当地基承载力较高是，荷载又不大，可将桩长设计得短一点，荷载大时，桩长可设计得长一点。特别是天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求，CFG 桩复合地基则比较容易实现。由于其具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，该技术已在全国各地区高层建筑地基处理中得到广泛应用，绝大多数为 20-30 层建筑，也用于 31-35 超高层建筑。目前已成为应用非常普遍的地基处理技术之一。下面对CFG 桩在高层建筑中的应用简单介绍一下。 二、CFG 桩在高层建筑中
7、的应用 在高层建筑中常用的 CFG 桩包括振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩、螺旋钻孔与管内混合料成桩，但是在以上地基处理方法中，振动管法适用性较好，可以用于粘性土、淤泥质土、粉土、人工填土及无密实厚砂层等地质条件；泥浆护壁钻孔灌注成桩主要适用4于粉土、砂土、粘性土、碎石及砾石类土分布的高层地基；长螺旋钻孔灌成桩与管内泵压混合料成桩法主要适用于粉土、粘性土、砂土的地质条件以及对泥浆要求较高的地基处理；螺旋钻孔与管内混合料成桩适用于高层建筑地下水位以上的粉土、填土以及粘性土地基。 在高层建筑施工前要检验 CFG 桩施工工艺、机械性能以及质量控制、核对地质资料。在做好的两根验证桩
8、的竖向全长钻芯取样，检查 CFG 桩身混凝土密实度、桩身垂直度、桩身强度，上面要检验的数据以及结果要符合设计以及施工规范要求，当不符合要求时，施工技术人员应该及时调整施工工艺。施工操作人员要检查桩身垂直度，当垂直度不符合要求时，要及时调整钻机位置，保障使用钻具的垂直度，待钻头中心与灌桩中心对齐时才可以钻孔。根据设计要求，控制钻孔深度。桩身所用的混凝土配合比应该按照设计要求进行配合验算和适配。待钻头钻至设计深度时，停止施钻，同时通过混凝土泵向钻具内输送混凝土，待混凝土输送到钻具底部不小于 1 米时，提高钻头 0.1 至 0.3 米，确认钻头两侧阀门打开，输送混凝土顺畅后，压灌成桩时要同时提钻，提
9、钻与输送混凝土要相适应。当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。 高层建筑 CFG 桩在施工时要选用合理的施工机械设备；在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械，这是确保 CFG桩复合地基质量的有效途径。 另外，施工前要 深入了解地质情况，采用合理的施工工艺。在施工过程中，成桩的施工工艺对 CFG 桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导 致5质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据 具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。 建筑地基经处理后承载力得到了大幅度提升，地基变形得到了降低和控制，在施工之前一定要根据不同的地质情况以及建筑物情况选用合适的地基处理方法，并在施工过程中发现问题及时调整。 【1】 朱武卫，朱沈阳 复合地基的检测【J】陕西建筑，1999,NO.03 【2】 张厚先，胡长明，郭文涛 夯实水泥土桩复合地基的优化设计研究【J】武汉理工大学学报，2009,NO.08 【3】 于昌文 复合地基荷载试验【J】企业导报，2012,NO.08
