CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法的多維度解析與實踐應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義隨著現(xiàn)代工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大和高度的不斷增加，對地基的承載能力和穩(wěn)定性提出了更高的要求。CFG樁復(fù)合地基作為一種高效、經(jīng)濟的地基處理方式，在各類工程中得到了廣泛應(yīng)用。CFG樁，即水泥粉煤灰碎石樁，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成，具有較高的粘結(jié)強度。它與樁間土、褥墊層共同作用形成復(fù)合地基，能有效提高地基承載力，減少地基沉降。在高層建筑、橋梁、道路等工程領(lǐng)域，CFG樁復(fù)合地基憑借其獨特的優(yōu)勢展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。在高層建筑中，CFG樁復(fù)合地基能夠為上部結(jié)構(gòu)提供堅實的基礎(chǔ)支撐，滿足建筑物對地基承載力和穩(wěn)定性的嚴格要求；在橋梁工程中，它可有效處理軟弱地基，保障橋梁的安全穩(wěn)定；在道路工程中，特別是在軟土地基路段，CFG樁復(fù)合地基能顯著減少道路的沉降變形，提高道路的使用壽命和行車舒適性。沉降是地基變形的重要表現(xiàn)形式，對于工程結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定有著至關(guān)重要的影響。過大的沉降可能導(dǎo)致建筑物墻體開裂、地面塌陷、設(shè)備無法正常運行等嚴重后果，危及工程的安全使用，甚至引發(fā)安全事故，造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。準確計算CFG樁復(fù)合地基的沉降量，對于保障工程的安全與穩(wěn)定具有不可替代的作用，是工程設(shè)計和施工中必須高度重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。準確計算沉降量在工程實踐中具有多方面的重要意義。在優(yōu)化設(shè)計方面，精確的沉降計算結(jié)果能夠為工程師提供科學(xué)依據(jù)，使其在設(shè)計階段合理確定CFG樁的長度、直徑、間距以及褥墊層的厚度等參數(shù)，從而實現(xiàn)地基處理方案的優(yōu)化，確保地基在滿足承載力要求的同時，將沉降控制在允許范圍內(nèi)。在降低成本方面，通過準確計算沉降量，可以避免因過度設(shè)計造成的資源浪費，減少不必要的工程投入，提高工程的經(jīng)濟效益；同時，也能防止因設(shè)計不足導(dǎo)致的后期加固或修復(fù)費用增加。在確保工程質(zhì)量方面，準確的沉降計算有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在的沉降問題，提前采取有效的預(yù)防和控制措施，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，為工程的長期安全使用奠定堅實基礎(chǔ)。綜上所述，深入研究CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法，對于推動工程建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)進步，保障工程的安全、經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和理論價值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀CFG樁復(fù)合地基自出現(xiàn)以來，受到了國內(nèi)外學(xué)者和工程界的廣泛關(guān)注，在沉降計算方法方面取得了一系列研究成果。在國外，早期研究主要集中在復(fù)合地基的基本理論和工作機理上。隨著計算機技術(shù)和數(shù)值分析方法的發(fā)展，數(shù)值模擬逐漸成為研究CFG樁復(fù)合地基沉降的重要手段。有限元方法被廣泛應(yīng)用于模擬CFG樁復(fù)合地基的受力和變形特性，通過建立合理的數(shù)值模型，能夠較為準確地分析樁土相互作用、褥墊層的影響以及不同工況下的沉降分布規(guī)律。一些學(xué)者利用有限元軟件對CFG樁復(fù)合地基進行了三維數(shù)值模擬，考慮了土體的非線性、樁土界面的接觸特性等因素，為沉降計算提供了更接近實際情況的分析方法。國內(nèi)對CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法的研究也取得了豐碩成果。早期主要借鑒國外的經(jīng)驗和理論，結(jié)合國內(nèi)工程實踐進行探索。隨著研究的深入，國內(nèi)學(xué)者提出了多種適合我國國情的沉降計算方法。復(fù)合模量法是一種常用的計算方法，它將復(fù)合地基加固區(qū)視為一種復(fù)合土體，采用復(fù)合壓縮模量來評價其壓縮性，再運用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量。應(yīng)力修正法認為樁體和樁間土壓縮量相等，通過計算樁間土分擔的荷載，按照樁間土的壓縮模量，忽略增強體的存在，采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量。樁身壓縮量法認為樁身的壓縮量和樁身下刺入量之和即為地基加固區(qū)整體的壓縮量。在影響因素研究方面，國內(nèi)外學(xué)者一致認為樁徑、樁長、樁間距、荷載大小、地基土性質(zhì)以及褥墊層特性等因素對CFG樁復(fù)合地基沉降有顯著影響。增大樁長和樁徑、減小樁間距通常可以有效減小沉降；褥墊層的厚度和模量對樁土荷載分擔比和沉降也有重要影響，合適的褥墊層參數(shù)可以優(yōu)化復(fù)合地基的性能。關(guān)云飛等通過現(xiàn)場試驗實測沉降值驗證了采用有限差分模擬結(jié)果的可靠性，然后對影響CFG樁復(fù)合地基沉降的因素分別進行變化計算，得出增加樁長、減小樁間距、增大墊層模量和厚度都可以有效減小路堤沉降，但過度利用這些因素減小沉降并不現(xiàn)實和經(jīng)濟，樁長、樁間距、褥墊層模量和厚度都存在合理的取值。盡管已有研究取得了很大進展，但目前CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法仍存在一些問題和不足。一些計算方法過于簡化，未能充分考慮樁土-墊層之間復(fù)雜的相互作用，導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況存在較大偏差。不同計算方法中參數(shù)的取值缺乏統(tǒng)一的標準和依據(jù)，往往依賴于工程經(jīng)驗，這給工程設(shè)計和應(yīng)用帶來了一定的不確定性。在復(fù)雜地質(zhì)條件和特殊工況下，現(xiàn)有的沉降計算方法適用性較差，難以準確預(yù)測地基的沉降量。對于大變形、非線性等復(fù)雜力學(xué)行為的考慮還不夠完善，需要進一步深入研究。綜上所述，當前CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法的研究雖然取得了一定成果，但仍有許多需要改進和完善的地方。在實際工程應(yīng)用中，需要綜合考慮各種因素，選擇合適的計算方法，并結(jié)合工程經(jīng)驗和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，對計算結(jié)果進行合理的修正和驗證，以確保地基沉降計算的準確性和可靠性。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本文對CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法展開深入研究，具體內(nèi)容如下：沉降計算方法分類與原理：全面梳理現(xiàn)有的CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法，將其歸納為復(fù)合模量法、應(yīng)力修正法、樁身壓縮量法等類別。詳細闡述每種方法的基本原理、計算公式以及所基于的理論假設(shè)。復(fù)合模量法是把復(fù)合地基加固區(qū)當作一種復(fù)合土體，用復(fù)合壓縮模量來衡量其壓縮性，再運用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量；應(yīng)力修正法假定樁體和樁間土壓縮量相等，通過計算樁間土分擔的荷載，按照樁間土的壓縮模量，忽略增強體的存在，采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量；樁身壓縮量法認為樁身的壓縮量和樁身下刺入量之和即為地基加固區(qū)整體的壓縮量。深入剖析這些方法在計算過程中對樁-土-墊層相互作用的考慮方式，以及各自的優(yōu)勢與局限性。影響因素分析：系統(tǒng)分析影響CFG樁復(fù)合地基沉降的諸多因素，涵蓋樁徑、樁長、樁間距等樁體參數(shù)，荷載大小與分布、加載速率等荷載因素，以及地基土的類型、物理力學(xué)性質(zhì)等地基土條件，還有褥墊層的厚度、模量等特性。通過理論分析、數(shù)值模擬以及工程實例數(shù)據(jù)統(tǒng)計等手段，探究各因素對沉降的影響規(guī)律。一般來說，增大樁長和樁徑、減小樁間距能夠減小沉降；荷載越大，沉降越大；地基土的壓縮性越高，沉降越大；褥墊層厚度和模量的變化會影響樁土荷載分擔比，進而對沉降產(chǎn)生影響。分析各因素之間的相互作用關(guān)系，明確在不同工程條件下，哪些因素對沉降起主導(dǎo)作用，為沉降計算中合理考慮這些因素提供依據(jù)。工程案例驗證：選取多個具有代表性的實際工程案例，這些案例涵蓋不同的地質(zhì)條件、建筑類型和工程規(guī)模。運用前面研究的沉降計算方法，對各案例中的CFG樁復(fù)合地基沉降量進行計算。將計算結(jié)果與現(xiàn)場實測沉降數(shù)據(jù)進行詳細對比分析，評估不同計算方法在實際工程中的準確性和適用性。通過案例驗證，總結(jié)出在不同工程背景下，哪種計算方法能夠更接近實際沉降情況，找出計算結(jié)果與實測值存在偏差的原因，為進一步改進沉降計算方法提供實踐依據(jù)。同時，結(jié)合工程案例，分析在實際應(yīng)用中，如何根據(jù)具體工程條件選擇合適的沉降計算方法，并提出相應(yīng)的建議和注意事項。1.3.2研究方法為實現(xiàn)研究目標，本文綜合運用多種研究方法：文獻研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于CFG樁復(fù)合地基沉降計算的相關(guān)文獻資料，包括學(xué)術(shù)論文、研究報告、規(guī)范標準等。對這些文獻進行系統(tǒng)梳理和分析，全面了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題，為本文的研究提供堅實的理論基礎(chǔ)和研究思路。通過文獻研究，總結(jié)已有的研究成果和經(jīng)驗，明確本文研究的重點和方向，避免重復(fù)研究，同時借鑒前人的研究方法和技術(shù)手段，為后續(xù)的研究工作提供參考。理論分析法：基于土力學(xué)、基礎(chǔ)工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本理論，深入分析CFG樁復(fù)合地基的工作機理、沉降變形特性以及樁-土-墊層相互作用機制。從理論層面推導(dǎo)沉降計算方法的公式，明確公式中各項參數(shù)的物理意義和取值方法。運用力學(xué)原理和數(shù)學(xué)方法，對影響沉降的因素進行定量分析，建立相應(yīng)的理論模型，為沉降計算提供理論依據(jù)。通過理論分析，揭示CFG樁復(fù)合地基沉降的內(nèi)在規(guī)律，為數(shù)值模擬和工程實踐提供理論指導(dǎo)。案例分析法：收集實際工程中CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計資料、施工記錄和沉降觀測數(shù)據(jù)，選取具有典型性和代表性的工程案例進行深入分析。對案例中的地質(zhì)條件、樁體參數(shù)、荷載情況等進行詳細研究，運用不同的沉降計算方法進行計算，并與實測沉降數(shù)據(jù)進行對比。通過案例分析，驗證理論研究成果的正確性和可行性，同時發(fā)現(xiàn)實際工程中存在的問題和不足，為改進沉降計算方法提供實踐支持。案例分析還可以為工程設(shè)計和施工提供參考，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用CFG樁復(fù)合地基技術(shù)。對比研究法：對不同的CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法進行對比分析，從計算原理、計算過程、計算結(jié)果等方面進行全面比較。分析各種方法在不同工程條件下的優(yōu)勢和劣勢，找出它們之間的差異和聯(lián)系。通過對比研究，明確各種計算方法的適用范圍和局限性，為工程實踐中選擇合適的沉降計算方法提供依據(jù)。對比研究還可以促進不同計算方法之間的相互借鑒和融合，推動沉降計算方法的不斷完善和發(fā)展。二、CFG樁復(fù)合地基概述2.1CFG樁復(fù)合地基的構(gòu)成與特點CFG樁復(fù)合地基主要由CFG樁、樁間土和褥墊層三部分構(gòu)成。CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，通過合理調(diào)整水泥用量及配合比，其樁體強度等級可達C7-C15，展現(xiàn)出明顯的剛性樁特性。在實際工程中，CFG樁的樁徑通常在350-600mm之間，樁長則依據(jù)具體的工程需求和地質(zhì)條件，可在數(shù)米至20米的范圍內(nèi)靈活確定。樁間土作為天然地基土體，在復(fù)合地基中與CFG樁共同承擔上部荷載，其性質(zhì)對復(fù)合地基的性能有著重要影響。不同類型的樁間土，如黏性土、粉土、砂土等，具有各異的物理力學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)會直接作用于復(fù)合地基的承載能力和沉降特性。褥墊層一般鋪設(shè)在樁頂與基礎(chǔ)之間，厚度多控制在150-300mm，材料常選用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等。它是CFG樁復(fù)合地基的關(guān)鍵組成部分，對樁土共同作用的發(fā)揮起著不可或缺的作用。CFG樁復(fù)合地基具有諸多顯著特點，使其在各類工程中得到廣泛應(yīng)用。其承載力高，由于CFG樁樁體強度和模量較大，在荷載作用下，樁可將承受的荷載向較深土層傳遞，相應(yīng)減少樁間土承擔的荷載，從而大幅提高復(fù)合地基的承載力。相較于天然地基或其他一些地基處理方式，CFG樁復(fù)合地基能夠滿足更高的承載要求，適用于高層建筑、大型橋梁等對地基承載力要求嚴格的工程。關(guān)云飛等通過現(xiàn)場試驗實測沉降值驗證了采用有限差分模擬結(jié)果的可靠性，然后對影響CFG樁復(fù)合地基沉降的因素分別進行變化計算，得出增加樁長、減小樁間距、增大墊層模量和厚度都可以有效減小路堤沉降，但過度利用這些因素減小沉降并不現(xiàn)實和經(jīng)濟，樁長、樁間距、褥墊層模量和厚度都存在合理的取值。沉降小也是CFG樁復(fù)合地基的突出優(yōu)勢之一。通過樁體與樁間土的協(xié)同工作，能夠有效控制地基的沉降變形。樁體的存在分擔了大部分荷載，減少了樁間土的壓縮變形，同時褥墊層的設(shè)置進一步協(xié)調(diào)了樁土之間的變形差異，使得地基沉降更加均勻，滿足工程對沉降控制的嚴格要求。在對沉降控制要求極高的工程中，如精密儀器廠房、高鐵路基等，CFG樁復(fù)合地基能夠有效保障工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和正常使用功能?？烧{(diào)整性強是CFG樁復(fù)合地基的又一特點。通過改變樁長、樁徑、樁間距以及褥墊層的厚度、模量等參數(shù)，可以靈活調(diào)整復(fù)合地基的承載能力和沉降特性，以適應(yīng)不同的工程地質(zhì)條件和設(shè)計要求。當?shù)鼗休d力較低時，可以通過增加樁長、減小樁間距來提高復(fù)合地基的承載力；當對沉降要求較高時，可以適當增大褥墊層厚度，優(yōu)化樁土荷載分擔比，從而減小沉降。適用范圍廣也是CFG樁復(fù)合地基的一大優(yōu)勢。它適用于多種地基土類型，包括黏性土、粉土、砂土、人工填土、礫（碎）石土及風(fēng)化巖層分布的地基等。無論是在軟土地基還是在相對較好的地基條件下，CFG樁復(fù)合地基都能發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢，為工程建設(shè)提供可靠的地基處理方案。在不同的工程場景中，如住宅建設(shè)、工業(yè)廠房建設(shè)、道路橋梁建設(shè)等，CFG樁復(fù)合地基都展現(xiàn)出良好的適用性和工程效果。2.2CFG樁復(fù)合地基的工作原理CFG樁復(fù)合地基通過樁體、樁間土和褥墊層的協(xié)同作用來承擔上部結(jié)構(gòu)荷載，其工作原理較為復(fù)雜，涉及到多個方面的力學(xué)機制。樁體在復(fù)合地基中發(fā)揮著關(guān)鍵的承載作用。由于CFG樁樁體具有較高的強度和模量，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力明顯大于樁間土表面應(yīng)力。這是因為樁體的剛性使其能夠更有效地將上部荷載傳遞到深層地基中。當上部結(jié)構(gòu)傳來荷載時，樁體首先承受較大比例的荷載，并通過樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載逐步傳遞到周圍土體和下部持力層。樁側(cè)摩阻力是樁體與樁周土體之間相互作用產(chǎn)生的摩擦力，它隨著深度的增加而逐漸發(fā)揮作用，將荷載分散到樁周土體中；樁端阻力則是樁體底部對下部持力層的壓力，它直接將荷載傳遞到持力層，使地基能夠承受更大的荷載。樁體的這種荷載傳遞作用，有效地減少了樁間土承擔的荷載，提高了復(fù)合地基的整體承載能力。擠密作用也是CFG樁復(fù)合地基工作原理的重要組成部分。在成樁過程中，尤其是對于振動沉管法等施工工藝，樁體的打入會對周圍土體產(chǎn)生擠密作用。這種擠密作用使樁間土的密實度增加，孔隙比減小，從而提高了樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)，如抗剪強度和承載能力。對于可擠密性較好的土體，如砂土、粉土等，擠密作用更為顯著。通過擠密作用，樁間土能夠更好地與樁體協(xié)同工作，共同承擔上部荷載，進一步提高復(fù)合地基的性能。褥墊層是CFG樁復(fù)合地基中不可或缺的部分，它在調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布、協(xié)調(diào)樁土變形等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在豎向荷載作用下，由于樁體和樁間土的壓縮模量不同，樁體的變形小于樁間土的變形。此時，褥墊層能夠起到協(xié)調(diào)變形的作用，樁體向上刺入褥墊層，褥墊層中的顆粒狀散體材料不斷補充到樁間土表面，使得基礎(chǔ)始終與樁間土保持接觸，保證樁和樁間土始終共同參與工作。褥墊層的存在還可以調(diào)整樁土應(yīng)力比，通過改變?nèi)靿|層的厚度和模量，可以改變樁土之間的荷載分擔比例。當褥墊層厚度較小時，樁土應(yīng)力比較大，樁承擔的荷載較多；隨著褥墊層厚度的增加，樁土應(yīng)力比逐漸減小，土承擔的荷載比例增加。合適的褥墊層厚度和模量可以使樁土共同承擔荷載的比例達到最優(yōu)，從而充分發(fā)揮樁體和樁間土的承載能力，提高復(fù)合地基的整體性能。CFG樁復(fù)合地基在水平荷載作用下也有獨特的工作特性。一般情況下，CFG樁主要承擔垂直荷載，但在某些情況下，如地震、風(fēng)荷載等水平力作用下，復(fù)合地基也需要具備一定的抗水平荷載能力。褥墊層在調(diào)節(jié)樁土水平荷載分擔方面起著重要作用，褥墊層越厚，土分擔的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔的水平荷載占總荷載的百分比越小。這是因為較厚的褥墊層能夠增加樁間土與基礎(chǔ)之間的接觸面積和摩擦力，使樁間土能夠更好地參與抵抗水平荷載。樁體的存在也為復(fù)合地基提供了一定的抗水平荷載能力，樁體與樁間土之間的相互作用能夠有效地傳遞和分散水平荷載，提高復(fù)合地基的穩(wěn)定性。CFG樁復(fù)合地基通過樁體的承載和荷載傳遞作用、擠密作用以及褥墊層的調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)了樁與樁間土的協(xié)同工作，共同承擔上部結(jié)構(gòu)荷載，有效提高了地基的承載能力和穩(wěn)定性，減少了地基沉降。其工作原理的深入理解對于合理設(shè)計和應(yīng)用CFG樁復(fù)合地基具有重要意義。三、CFG樁復(fù)合地基沉降計算方法分類及原理3.1復(fù)合模量法3.1.1基本原理復(fù)合模量法的核心思想是將CFG樁復(fù)合地基的加固區(qū)視作一種復(fù)合土體，通過引入復(fù)合壓縮模量來綜合評價其壓縮性，進而運用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量。該方法基于以下假設(shè)：在豎向荷載作用下，樁體和樁間土協(xié)調(diào)變形，不考慮樁土之間的相對滑移；復(fù)合土體可視為均質(zhì)各向同性材料，其壓縮性由復(fù)合壓縮模量來體現(xiàn)。在實際的CFG樁復(fù)合地基中，樁體和樁間土共同承擔上部荷載，但由于兩者的材料性質(zhì)和力學(xué)特性存在差異，它們的壓縮變形也各不相同。復(fù)合模量法通過將樁體和樁間土看作一個整體，用復(fù)合壓縮模量來反映復(fù)合土體的綜合壓縮性能，從而簡化了計算過程。這種方法的優(yōu)點是計算相對簡便，概念清晰，在工程實踐中得到了廣泛應(yīng)用。然而，它也存在一定的局限性，由于忽略了樁土之間復(fù)雜的相互作用，如樁側(cè)摩阻力的分布、樁土之間的應(yīng)力傳遞等，在某些情況下可能導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況存在偏差。在實際應(yīng)用中，需要結(jié)合具體工程條件，合理選擇計算方法，并對計算結(jié)果進行驗證和修正。3.1.2計算公式推導(dǎo)復(fù)合壓縮模量計算公式：復(fù)合壓縮模量E_{sp}通常采用面積加權(quán)平均法計算，其計算公式為：E_{sp}=mE_{p}+(1-m)E_{s}（1）式中：E_{sp}為復(fù)合壓縮模量（MPa）；m為面積置換率，m=A_{p}/A，其中A_{p}為樁的截面積，A為一根樁所承擔的處理面積；E_{p}為樁體壓縮模量（MPa），一般通過試驗確定，也可根據(jù)樁體材料的彈性模量和樁身強度進行估算；E_{s}為樁間土壓縮模量（MPa），可通過室內(nèi)土工試驗或現(xiàn)場原位測試獲得。面積置換率m反映了樁體在復(fù)合地基中所占的面積比例，它對復(fù)合壓縮模量有著重要影響。當m增大時，樁體承擔的荷載比例增加，復(fù)合壓縮模量E_{sp}也會相應(yīng)增大，表明復(fù)合地基的壓縮性降低；反之，當m減小時，樁間土承擔的荷載比例增加，復(fù)合壓縮模量E_{sp}減小，復(fù)合地基的壓縮性增大。樁體壓縮模量E_{p}和樁間土壓縮模量E_{s}的取值直接影響復(fù)合壓縮模量的大小。E_{p}主要取決于樁體材料的性質(zhì)，如水泥、粉煤灰、碎石等的配合比以及樁身強度等。一般來說，樁體強度越高，E_{p}越大。E_{s}則與樁間土的類型、物理力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，如黏性土、粉土、砂土等不同類型的土，其壓縮模量差異較大。在實際工程中，準確測定E_{p}和E_{s}的值對于提高復(fù)合模量法計算結(jié)果的準確性至關(guān)重要。加固區(qū)壓縮量計算公式：采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量s_{1}，其計算公式為：s_{1}=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{i}}{E_{spi}}h_{i}（2）式中：s_{1}為加固區(qū)的壓縮量（mm）；n為加固區(qū)分層數(shù)；\Deltap_{i}為第i層復(fù)合土上附加應(yīng)力增量（kPa），可根據(jù)彈性力學(xué)方法計算，如布辛奈斯克解等；E_{spi}為第i層復(fù)合土的復(fù)合壓縮模量（MPa）；h_{i}為第i層復(fù)合土層的厚度（m）。在計算附加應(yīng)力增量\Deltap_{i}時，需要考慮上部結(jié)構(gòu)荷載的大小、分布以及基礎(chǔ)的形狀、尺寸等因素。對于均布荷載作用下的矩形基礎(chǔ)，可采用角點法將基礎(chǔ)底面劃分為若干個小矩形，利用布辛奈斯克解計算每個小矩形角點下的附加應(yīng)力，然后疊加得到基礎(chǔ)底面下任意點的附加應(yīng)力。隨著深度的增加，附加應(yīng)力逐漸減小，這是由于荷載在地基中逐漸擴散的緣故。復(fù)合壓縮模量E_{spi}在不同土層中的取值可能不同，它不僅與樁體和樁間土的性質(zhì)有關(guān)，還受到土層深度、應(yīng)力狀態(tài)等因素的影響。在實際計算中，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件和工程要求，合理確定各土層的復(fù)合壓縮模量。土層的厚度h_{i}也是影響加固區(qū)壓縮量的重要因素，較厚的土層在相同附加應(yīng)力作用下會產(chǎn)生較大的壓縮變形。在實際應(yīng)用中，還需要考慮變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}，對計算結(jié)果進行修正，修正后的加固區(qū)壓縮量計算公式為：s_{1}=\psi_{s}\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{i}}{E_{spi}}h_{i}（3）變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}根據(jù)當?shù)爻两涤^測資料及經(jīng)驗確定，它反映了實際工程中各種復(fù)雜因素對沉降計算結(jié)果的影響，如地質(zhì)條件的不均勻性、計算方法的簡化等。在缺乏當?shù)亟?jīng)驗時，可參考相關(guān)規(guī)范或工程實例取值。綜上所述，復(fù)合模量法通過復(fù)合壓縮模量的計算和分層總和法的應(yīng)用，建立了一套相對完整的CFG樁復(fù)合地基加固區(qū)沉降計算體系。在實際工程應(yīng)用中，需要準確確定公式中的各項參數(shù)，充分考慮各種因素對計算結(jié)果的影響，以提高沉降計算的準確性。3.1.3應(yīng)用條件與局限性應(yīng)用條件：復(fù)合模量法適用于剛性基礎(chǔ)下的CFG樁復(fù)合地基，當基礎(chǔ)剛度較大時，基礎(chǔ)底面的變形相對均勻，能夠較好地滿足復(fù)合模量法中樁體和樁間土協(xié)調(diào)變形的假設(shè)。在高層建筑、大型設(shè)備基礎(chǔ)等工程中，基礎(chǔ)通常具有較大的剛度，復(fù)合模量法具有較好的適用性。它適用于樁土相對位移較小的情況，在這種情況下，樁體和樁間土能夠共同承擔荷載，協(xié)調(diào)變形，符合復(fù)合模量法的基本假設(shè)。當樁土之間的相對位移過大時，樁土之間的相互作用會發(fā)生變化，復(fù)合模量法的計算結(jié)果可能會產(chǎn)生較大偏差。復(fù)合模量法在處理土層分布相對均勻、地質(zhì)條件不太復(fù)雜的地基時，能夠取得較為滿意的計算結(jié)果。對于土層變化較大、存在軟弱夾層或復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的地基，由于復(fù)合壓縮模量的取值難度較大，且難以準確考慮各種復(fù)雜因素的影響，該方法的適用性會受到一定限制。局限性：復(fù)合模量法在考慮樁土相互作用方面存在明顯不足，它將復(fù)合地基加固區(qū)視為均質(zhì)各向同性材料，忽略了樁體和樁間土之間復(fù)雜的相互作用機制，如樁側(cè)摩阻力的分布、樁土之間的應(yīng)力傳遞和變形協(xié)調(diào)等。在實際工程中，樁土之間的相互作用對地基的沉降和承載能力有著重要影響，這種簡化處理可能導(dǎo)致計算結(jié)果與實際情況存在較大偏差。在處理實際工程中的復(fù)雜情況時，復(fù)合模量法也存在一定的局限性。它難以準確考慮褥墊層的作用，褥墊層在調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布、協(xié)調(diào)樁土變形方面起著關(guān)鍵作用，但復(fù)合模量法中對褥墊層的影響考慮較少，通常只是簡單地將其視為一種傳遞荷載的介質(zhì)，沒有充分體現(xiàn)其對復(fù)合地基性能的影響。復(fù)合模量法對于一些特殊工況，如水平荷載作用、地震作用等，缺乏有效的考慮。在這些特殊工況下，地基的受力和變形特性會發(fā)生顯著變化，復(fù)合模量法的計算結(jié)果可能無法準確反映實際情況。復(fù)合模量法中參數(shù)的取值對計算結(jié)果影響較大，如復(fù)合壓縮模量、變形計算經(jīng)驗系數(shù)等，這些參數(shù)往往依賴于工程經(jīng)驗或有限的試驗數(shù)據(jù)，缺乏統(tǒng)一的標準和依據(jù)，不同的取值可能導(dǎo)致計算結(jié)果相差較大，給工程設(shè)計和應(yīng)用帶來一定的不確定性。3.2應(yīng)力修正法3.2.1基本原理應(yīng)力修正法基于一個關(guān)鍵假設(shè)，即樁體和樁間土的壓縮量相等。在這一假設(shè)前提下，該方法通過特定方式計算樁間土分擔的荷載，然后按照樁間土自身的壓縮模量，采用分層總和法來計算加固區(qū)的壓縮量。其核心在于將復(fù)合地基中的樁體視為對樁間土應(yīng)力狀態(tài)的一種影響因素，忽略樁體自身的壓縮特性，僅考慮樁間土在分擔荷載作用下的壓縮變形。在實際的CFG樁復(fù)合地基中，樁體和樁間土共同承受上部荷載，但由于樁體和樁間土的剛度不同，它們分擔的荷載比例也不同。應(yīng)力修正法通過引入應(yīng)力修正系數(shù)，來考慮樁體對樁間土應(yīng)力的影響，從而將復(fù)合地基的沉降計算問題轉(zhuǎn)化為樁間土在修正后應(yīng)力作用下的沉降計算。這種方法相對簡化了計算過程，避免了對樁體復(fù)雜力學(xué)行為的詳細分析，在一定程度上降低了計算難度。然而，這種簡化也帶來了一定的局限性，由于完全忽略了樁體的壓縮變形以及樁土之間復(fù)雜的相互作用，其計算結(jié)果可能與實際情況存在一定偏差。3.2.2計算公式推導(dǎo)樁間土分擔荷載計算公式：樁間土分擔的荷載p_{s}可通過以下公式計算：p_{s}=\frac{1}{1+n\cdotm}p（4）式中：p_{s}為樁間土分擔的荷載（kPa）；n為樁土應(yīng)力比，即樁頂應(yīng)力與樁間土表面應(yīng)力之比，可通過現(xiàn)場試驗、經(jīng)驗公式或數(shù)值模擬等方法確定。樁土應(yīng)力比反映了樁體和樁間土在承擔荷載時的相對比例關(guān)系，它受到樁體和樁間土的材料性質(zhì)、樁長、樁間距、褥墊層特性等多種因素的影響。一般來說，樁體強度越高、樁長越長、樁間距越小，樁土應(yīng)力比越大，樁承擔的荷載比例越高；m為面積置換率，m=A_{p}/A，其中A_{p}為樁的截面積，A為一根樁所承擔的處理面積；p為作用在復(fù)合地基上的總荷載（kPa）。從公式（4）可以看出，樁間土分擔的荷載p_{s}與樁土應(yīng)力比n和面積置換率m密切相關(guān)。當樁土應(yīng)力比n增大時，n\cdotm的值增大，分母1+n\cdotm增大，樁間土分擔的荷載p_{s}減小，說明樁承擔的荷載比例增加；反之，當n減小時，樁間土分擔的荷載增加。面積置換率m的變化也會對樁間土分擔荷載產(chǎn)生影響，m增大時，分母1+n\cdotm增大，樁間土分擔的荷載p_{s}減小。加固區(qū)壓縮量計算公式：采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量s_{1}，公式如下：s_{1}=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{si}}{E_{si}}h_{i}（5）式中：s_{1}為加固區(qū)的壓縮量（mm）；n為加固區(qū)分層數(shù)；\Deltap_{si}為第i層樁間土上附加應(yīng)力增量（kPa），由樁間土分擔的荷載p_{s}引起，可根據(jù)彈性力學(xué)方法計算；E_{si}為第i層樁間土的壓縮模量（MPa），可通過室內(nèi)土工試驗或現(xiàn)場原位測試獲得；h_{i}為第i層樁間土層的厚度（m）。在計算附加應(yīng)力增量\Deltap_{si}時，同樣需要考慮上部結(jié)構(gòu)荷載的分布、基礎(chǔ)的形狀和尺寸等因素。對于均布荷載作用下的矩形基礎(chǔ)，可利用角點法將基礎(chǔ)底面劃分為若干個小矩形，通過布辛奈斯克解計算每個小矩形角點下由樁間土分擔荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力，然后疊加得到基礎(chǔ)底面下任意點的附加應(yīng)力。隨著深度的增加，附加應(yīng)力逐漸減小，這是由于荷載在地基中逐漸擴散的結(jié)果。樁間土壓縮模量E_{si}的取值對加固區(qū)壓縮量的計算結(jié)果有著重要影響。不同類型的樁間土，其壓縮模量差異較大，如黏性土的壓縮模量一般相對較小，而砂土的壓縮模量相對較大。在實際工程中，需要準確測定各土層的樁間土壓縮模量，以提高沉降計算的準確性。土層的厚度h_{i}也是影響加固區(qū)壓縮量的重要因素，較厚的土層在相同附加應(yīng)力作用下會產(chǎn)生較大的壓縮變形。在實際應(yīng)用中，與復(fù)合模量法類似，也需要考慮變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}，對計算結(jié)果進行修正，修正后的加固區(qū)壓縮量計算公式為：s_{1}=\psi_{s}\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{si}}{E_{si}}h_{i}（6）變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}同樣根據(jù)當?shù)爻两涤^測資料及經(jīng)驗確定，它反映了實際工程中各種復(fù)雜因素對沉降計算結(jié)果的影響，如地質(zhì)條件的不均勻性、計算方法的簡化等。在缺乏當?shù)亟?jīng)驗時，可參考相關(guān)規(guī)范或工程實例取值。應(yīng)力修正系數(shù)的確定是應(yīng)力修正法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響到樁間土分擔荷載的計算，進而影響沉降計算結(jié)果。應(yīng)力修正系數(shù)的確定方法主要有經(jīng)驗法和理論分析法。經(jīng)驗法是根據(jù)大量的工程實踐經(jīng)驗，總結(jié)出應(yīng)力修正系數(shù)與樁土應(yīng)力比、面積置換率等因素之間的關(guān)系，通過查表或經(jīng)驗公式來確定應(yīng)力修正系數(shù)的值。理論分析法是基于土力學(xué)和彈性力學(xué)的基本原理，通過建立樁土相互作用的理論模型，推導(dǎo)應(yīng)力修正系數(shù)的計算公式。不同的確定方法得到的應(yīng)力修正系數(shù)可能存在一定差異，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)具體工程條件選擇合適的方法，并結(jié)合工程經(jīng)驗進行合理取值。3.2.3應(yīng)用條件與局限性應(yīng)用條件：應(yīng)力修正法適用于樁土應(yīng)力比相對穩(wěn)定的情況。在這種情況下，通過合理確定樁土應(yīng)力比和應(yīng)力修正系數(shù)，能夠較為準確地計算樁間土分擔的荷載，進而運用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量。在一些地質(zhì)條件相對簡單、樁體和樁間土材料性質(zhì)較為穩(wěn)定的工程中，樁土應(yīng)力比變化較小，應(yīng)力修正法具有較好的適用性。它適用于對沉降計算精度要求不是特別高，且工程經(jīng)驗較為豐富的情況。由于應(yīng)力修正法在一定程度上簡化了樁土相互作用的復(fù)雜性，其計算結(jié)果存在一定的誤差，但在某些工程中，這種誤差在可接受范圍內(nèi)，且該方法計算簡便，能夠滿足工程設(shè)計的基本要求。局限性：應(yīng)力修正法的主要局限性在于其完全忽略了樁體對地基變形的影響，僅考慮樁間土的壓縮變形。在實際工程中，樁體不僅承擔了大部分荷載，其自身的壓縮變形以及樁與樁間土之間的相互作用對地基的沉降也有著重要影響。忽略這些因素會導(dǎo)致計算結(jié)果與實際沉降情況存在較大偏差，尤其是在樁體較長、樁土剛度差異較大的情況下，這種偏差更為明顯。實際工程中的樁土應(yīng)力比并非固定不變，它會隨著荷載大小、加載時間、地基土的固結(jié)程度等因素的變化而變化。應(yīng)力修正法假定樁土應(yīng)力比為常數(shù)，無法準確反映這種變化，從而影響了沉降計算的準確性。該方法在處理復(fù)雜地質(zhì)條件和特殊工況時存在較大困難，對于存在軟弱夾層、土層不均勻或受到水平荷載、地震作用等特殊工況的地基，應(yīng)力修正法難以準確考慮各種復(fù)雜因素的影響，其計算結(jié)果的可靠性較低。應(yīng)力修正法中應(yīng)力修正系數(shù)和樁土應(yīng)力比等參數(shù)的取值往往依賴于工程經(jīng)驗，缺乏嚴格的理論依據(jù)和統(tǒng)一的標準，不同的取值可能導(dǎo)致計算結(jié)果相差較大，給工程設(shè)計和應(yīng)用帶來一定的不確定性。3.3樁身壓縮量法3.3.1基本原理樁身壓縮量法基于這樣一種觀點，即地基加固區(qū)整體的壓縮量等于樁身的壓縮量與樁身下刺入量之和。在豎向荷載作用下，CFG樁復(fù)合地基中的樁體和樁間土共同承受荷載。樁身壓縮變形是由于樁體在荷載作用下自身材料的彈性壓縮，樁體材料在承受上部傳來的荷載時，會發(fā)生彈性變形，導(dǎo)致樁身長度縮短，這就是樁身壓縮量產(chǎn)生的主要原因。樁身壓縮量的大小與樁體材料的彈性模量、樁身所承受的荷載大小以及樁長等因素密切相關(guān)。樁間土在荷載作用下會發(fā)生壓縮變形，由于樁體和樁間土的剛度不同，樁體的變形相對較小，樁間土的變形相對較大，這就導(dǎo)致樁體相對于樁間土?xí)a(chǎn)生下刺入變形。樁身下刺入變形使得樁體與樁間土之間的接觸狀態(tài)發(fā)生變化，進一步影響樁土之間的荷載傳遞和分擔。樁身壓縮量法通過分別計算樁身壓縮量和樁身下刺入量，然后將兩者相加，來得到地基加固區(qū)的整體壓縮量，這種方法充分考慮了樁體和樁間土在變形過程中的相互作用以及各自的變形特性。3.3.2計算公式推導(dǎo)樁身壓縮量計算公式：樁身壓縮量s_{p}可根據(jù)材料力學(xué)中受壓桿件的變形計算公式推導(dǎo)得出：s_{p}=\frac{\xi\cdotQ_{p}\cdotL}{A_{p}\cdotE_{p}}（7）式中：s_{p}為樁身壓縮量（mm）；\xi為樁身壓縮系數(shù)，與樁體材料的性質(zhì)、施工工藝以及樁土相互作用等因素有關(guān)，一般通過現(xiàn)場試驗或經(jīng)驗確定。在實際工程中，樁身壓縮系數(shù)會受到樁體材料的彈性模量、泊松比、樁身的成樁質(zhì)量等因素的影響。如果樁體材料的彈性模量較高，在相同荷載作用下，樁身的壓縮量相對較小，樁身壓縮系數(shù)也會相應(yīng)較小；施工工藝對樁身的密實度和均勻性有影響，進而影響樁身壓縮系數(shù)。當樁身密實度較高、均勻性較好時，樁身壓縮系數(shù)相對較??；樁土相互作用也會對樁身壓縮系數(shù)產(chǎn)生影響，樁土之間的摩擦力和相對位移會改變樁身的受力狀態(tài)，從而影響樁身的壓縮變形；Q_{p}為單樁承擔的荷載（kN），可通過復(fù)合地基的荷載分擔比計算得到，荷載分擔比與樁土應(yīng)力比、面積置換率等因素有關(guān)。在計算單樁承擔的荷載時，需要考慮樁體和樁間土在復(fù)合地基中分擔荷載的比例關(guān)系。樁土應(yīng)力比越大，樁承擔的荷載比例越高；面積置換率越大，樁承擔的荷載也會相應(yīng)增加；L為樁長（m）；A_{p}為樁的截面積（m^{2}）；E_{p}為樁體壓縮模量（MPa），可通過試驗測定，也可根據(jù)樁體材料的彈性模量和樁身強度進行估算。樁體壓縮模量反映了樁體材料抵抗壓縮變形的能力，它與樁體材料的組成成分、配合比以及樁身強度密切相關(guān)。一般來說，樁體中水泥含量越高，樁身強度越大，樁體壓縮模量也越高。樁身下刺入量計算公式：樁身下刺入量s_z3jilz61osys的計算較為復(fù)雜，目前常用的方法是基于彈性理論和樁土相互作用原理。一種常見的計算方法是：s_z3jilz61osys=\frac{\alpha\cdotQ_{p}}{G_{s}\cdotd}（8）式中：s_z3jilz61osys為樁身下刺入量（mm）；\alpha為與樁土相互作用有關(guān)的系數(shù)，與樁間土的剪切模量、樁土界面的摩擦特性等因素有關(guān)，一般通過試驗或經(jīng)驗確定。樁間土的剪切模量越大，樁土之間的相互作用越強，樁身下刺入量相對較小，\alpha值也會相應(yīng)較小；樁土界面的摩擦特性對樁身下刺入量也有重要影響，當樁土界面摩擦力較大時，樁體向下刺入樁間土的阻力增大，樁身下刺入量減??；G_{s}為樁間土的剪切模量（MPa），可通過室內(nèi)土工試驗或現(xiàn)場原位測試獲得。樁間土的剪切模量反映了樁間土抵抗剪切變形的能力，它與樁間土的類型、密實度、含水量等因素有關(guān)。一般來說，砂土的剪切模量相對較大，黏性土的剪切模量相對較??；樁間土的密實度越高，剪切模量越大；含水量的變化也會對剪切模量產(chǎn)生影響，含水量增加，剪切模量通常會減??；d為樁徑（m）。從公式（7）和（8）可以看出，樁身壓縮量和樁身下刺入量都與單樁承擔的荷載Q_{p}密切相關(guān)，荷載越大，樁身壓縮量和樁身下刺入量越大。樁身壓縮量還與樁長L、樁體壓縮模量E_{p}等因素有關(guān)，樁越長，在相同荷載作用下，樁身壓縮量越大；樁體壓縮模量越大，樁身壓縮量越小。樁身下刺入量與樁間土的剪切模量G_{s}和樁徑d有關(guān)，樁間土剪切模量越大，樁身下刺入量越??；樁徑越大，樁身下刺入量越小。在實際計算中，還需要考慮一些其他因素的影響，如樁身的非線性變形、樁土之間的相對滑移等。對于樁身的非線性變形，可以通過引入非線性本構(gòu)模型來進行描述；對于樁土之間的相對滑移，可以通過建立樁土界面的接觸模型來考慮。這些因素的考慮會使計算過程更加復(fù)雜，但能夠更準確地反映CFG樁復(fù)合地基的實際變形情況。3.3.3應(yīng)用條件與局限性應(yīng)用條件：樁身壓縮量法適用于樁體壓縮變形不可忽略的情況，在一些工程中，樁體的壓縮變形對地基的總沉降有顯著影響，此時采用樁身壓縮量法能夠更準確地計算地基沉降。當樁體較長、樁體材料的彈性模量相對較低或者荷載較大時，樁身壓縮變形在地基總沉降中所占的比例較大，樁身壓縮量法更能體現(xiàn)實際情況。在一些高層建筑的CFG樁復(fù)合地基中，由于上部荷載較大，樁身壓縮變形對地基沉降的貢獻不可忽視，采用樁身壓縮量法進行沉降計算更為合適。它適用于對樁身壓縮量和下刺入量能夠進行合理估算或通過試驗測定的情況。在實際工程中，如果能夠通過現(xiàn)場試驗或可靠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)準確確定樁身壓縮系數(shù)\xi、與樁土相互作用有關(guān)的系數(shù)\alpha等參數(shù)，樁身壓縮量法可以得到較為準確的計算結(jié)果。局限性：樁身壓縮量法在準確確定樁身壓縮量和下刺入量方面存在一定困難。樁身壓縮系數(shù)\xi和與樁土相互作用有關(guān)的系數(shù)\alpha等參數(shù)的取值往往依賴于工程經(jīng)驗或有限的試驗數(shù)據(jù)，缺乏統(tǒng)一的標準和依據(jù)，不同的取值可能導(dǎo)致計算結(jié)果相差較大。樁身壓縮量和下刺入量的計算還受到樁體和樁間土材料性質(zhì)的不確定性、施工質(zhì)量的影響等因素的干擾，使得計算結(jié)果的準確性難以保證。實際工程中的地質(zhì)條件和荷載情況往往較為復(fù)雜，樁身壓縮量法在處理這些復(fù)雜情況時存在一定的局限性。對于存在多層土、土層性質(zhì)變化較大或受到水平荷載、地震作用等特殊工況的地基，該方法難以準確考慮各種復(fù)雜因素的影響，計算結(jié)果的可靠性較低。樁身壓縮量法的計算過程相對較為復(fù)雜，需要考慮較多的因素和參數(shù)，對工程技術(shù)人員的專業(yè)水平和計算能力要求較高，這在一定程度上限制了其在實際工程中的廣泛應(yīng)用。四、影響CFG樁復(fù)合地基沉降計算的因素分析4.1樁徑和樁長4.1.1對沉降的影響機制樁徑和樁長是影響CFG樁復(fù)合地基沉降的重要因素，它們對沉降的影響機制較為復(fù)雜，涉及到樁體的受力特性、荷載傳遞以及樁土相互作用等多個方面。樁徑的大小直接關(guān)系到樁體的承載能力和與樁間土的相互作用。較大的樁徑意味著樁體具有更大的截面積，能夠承受更大的豎向荷載。根據(jù)材料力學(xué)原理，在相同的荷載作用下，樁徑越大，樁體的應(yīng)力分布越均勻，樁身的壓縮變形越小。樁徑的增加還會影響樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮。樁側(cè)摩阻力是樁體與樁周土體之間的摩擦力，它在荷載傳遞過程中起著重要作用。較大的樁徑會增加樁與樁周土體的接觸面積，從而使樁側(cè)摩阻力增大。樁側(cè)摩阻力的增大能夠更有效地將荷載傳遞到樁周土體中，減小樁端的荷載集中，進而減小樁端以下土層的壓縮變形，最終使地基的沉降量減小。樁長對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響同樣顯著。樁長的增加使樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，擴大了荷載的傳遞范圍。隨著樁長的增加，樁端阻力在總荷載中所占的比例逐漸減小，樁側(cè)摩阻力的作用更加突出。樁側(cè)摩阻力沿著樁身分布，將荷載逐漸傳遞到樁周土體中，使地基中的應(yīng)力分布更加均勻。由于樁長的增加，樁身的壓縮變形也會相應(yīng)增加，但由于樁側(cè)摩阻力的作用，樁端以下土層的壓縮變形會減小。當樁長足夠長時，樁端以下土層的壓縮變形對地基總沉降的貢獻較小，此時樁身壓縮變形成為影響沉降的主要因素。樁長的增加還可以提高地基的整體穩(wěn)定性。在軟土地基中，樁長的增加可以使樁體穿過軟弱土層，將荷載傳遞到更堅實的土層上，從而增強地基的承載能力，減少地基的沉降變形。在一些深厚軟土地基中，通過增加樁長，使樁端到達堅硬的持力層，能夠有效地控制地基的沉降，確保工程的安全穩(wěn)定。樁徑和樁長之間也存在著相互影響的關(guān)系。在一定的荷載條件下，增加樁徑可以在一定程度上減小樁長的需求，反之亦然。在實際工程設(shè)計中，需要綜合考慮樁徑和樁長的因素，根據(jù)地基的具體情況和工程要求，選擇合適的樁徑和樁長組合，以達到最佳的加固效果和經(jīng)濟效益。4.1.2實例分析為了更直觀地驗證樁徑和樁長對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響規(guī)律，下面以某實際工程為例進行分析。某高層建筑工程，場地地基主要為粉質(zhì)黏土，地基承載力特征值為120kPa，壓縮模量為6MPa。設(shè)計采用CFG樁復(fù)合地基進行處理，以滿足建筑物對地基承載力和沉降的要求。工程中分別設(shè)置了不同樁徑和樁長的試驗樁，進行現(xiàn)場測試和監(jiān)測。試驗方案如下：共設(shè)置3組不同樁徑和樁長的CFG樁，樁徑分別為400mm、500mm和600mm，樁長分別為10m、12m和14m。每組樁設(shè)置3根，采用相同的施工工藝和材料，樁間距均為1.5m，褥墊層厚度為200mm，材料為級配砂石。在建筑物施工過程中，對各組試驗樁進行了沉降觀測，觀測數(shù)據(jù)如表1所示：樁徑(mm)樁長(m)施工完成時沉降量(mm)竣工后3個月沉降量(mm)竣工后6個月沉降量(mm)4001025.632.435.84001218.523.626.74001413.217.820.55001021.327.530.85001215.620.123.25001410.814.517.26001018.724.627.96001213.518.221.3600149.613.116.0從表1中的數(shù)據(jù)可以明顯看出，在相同樁徑下，隨著樁長的增加，沉降量逐漸減小。當樁徑為400mm時，樁長從10m增加到12m，竣工后6個月的沉降量從35.8mm減小到26.7mm；樁長從12m增加到14m，沉降量進一步減小到20.5mm。這是因為樁長的增加使樁體能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深的土層，擴大了荷載的傳遞范圍，減小了樁端以下土層的壓縮變形，從而有效地減小了地基的沉降量。在相同樁長下，隨著樁徑的增大，沉降量也逐漸減小。當樁長為10m時，樁徑從400mm增大到500mm，竣工后6個月的沉降量從35.8mm減小到30.8mm；樁徑從500mm增大到600mm，沉降量進一步減小到27.9mm。這是由于樁徑的增大使樁體的承載能力增強，樁側(cè)摩阻力增大，能夠更有效地將荷載傳遞到樁周土體中，減小了樁端的荷載集中，進而減小了地基的沉降量。通過對該工程實例的分析，驗證了樁徑和樁長對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響規(guī)律。在實際工程設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件、建筑物的荷載要求以及工程造價等因素，合理確定樁徑和樁長，以確保CFG樁復(fù)合地基能夠滿足工程對地基承載力和沉降控制的要求。4.2樁間距4.2.1對沉降的影響機制樁間距的選取對CFG樁復(fù)合地基的沉降量和穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。樁間距過小，會導(dǎo)致樁體之間的相互作用增強，樁間土的擠密效果過度，從而使地基土的應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇。這種應(yīng)力集中可能會引發(fā)地基土的剪切破壞，降低地基的強度，進而導(dǎo)致地基沉降量增大。樁間距過小時，樁體在施工過程中對周圍土體的擾動也會增加，影響樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)，進一步削弱地基的穩(wěn)定性。樁間距過大，則無法充分發(fā)揮樁體的承載作用，地基的整體性能會受到影響。樁間距過大時，樁間土承擔的荷載比例會增加，而樁體承擔的荷載比例相對減小，使得復(fù)合地基的承載能力下降，沉降量增大。樁間距過大還會導(dǎo)致樁體之間的協(xié)同工作效應(yīng)減弱，無法形成有效的復(fù)合地基承載體系，影響地基的穩(wěn)定性。合理的樁間距應(yīng)綜合考慮多種因素來確定。需要考慮地基土的性質(zhì)，不同類型的地基土具有不同的承載能力和變形特性，例如，軟土地基的承載能力較低，樁間距應(yīng)相對較小，以增強樁體的承載作用；而對于承載能力較高的地基土，樁間距可以適當增大。工程的荷載要求也是確定樁間距的重要依據(jù)，荷載較大時，應(yīng)減小樁間距，以提高復(fù)合地基的承載能力；荷載較小時，可適當增大樁間距，以降低工程成本。施工工藝和設(shè)備條件也會對樁間距的選擇產(chǎn)生影響，某些施工工藝可能對樁間距有一定的限制，需要在滿足施工要求的前提下，合理確定樁間距。在實際工程中，樁間距通?？刂圃?-5倍樁徑之間，具體數(shù)值需要根據(jù)具體工程情況進行優(yōu)化設(shè)計。4.2.2實例分析為了深入研究樁間距對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響，選取某工業(yè)廠房建設(shè)工程作為實例進行分析。該工程場地地基主要為粉土，地基承載力特征值為130kPa，壓縮模量為7MPa。設(shè)計采用CFG樁復(fù)合地基進行處理，以滿足廠房對地基承載力和沉降的要求。在工程中設(shè)置了不同樁間距的試驗樁，進行現(xiàn)場測試和監(jiān)測。試驗方案如下：共設(shè)置3組不同樁間距的CFG樁，樁間距分別為1.2m、1.5m和1.8m，樁徑均為400mm，樁長為10m，每組樁設(shè)置3根，采用相同的施工工藝和材料，褥墊層厚度為200mm，材料為中砂。在廠房施工過程中，對各組試驗樁進行了沉降觀測，觀測數(shù)據(jù)如表2所示：樁間距(m)施工完成時沉降量(mm)竣工后3個月沉降量(mm)竣工后6個月沉降量(mm)1.218.523.626.71.525.632.435.81.832.740.545.6從表2中的數(shù)據(jù)可以明顯看出，隨著樁間距的增大，沉降量逐漸增大。當樁間距從1.2m增大到1.5m時，竣工后6個月的沉降量從26.7mm增大到35.8mm；樁間距從1.5m增大到1.8m時，沉降量進一步增大到45.6mm。這是因為樁間距增大，樁體之間的協(xié)同工作效應(yīng)減弱，樁間土承擔的荷載比例增加，導(dǎo)致地基的承載能力下降，沉降量增大。通過對該工程實例的分析，驗證了樁間距對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響規(guī)律。在實際工程設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件、建筑物的荷載要求以及施工工藝等因素，合理確定樁間距，以確保CFG樁復(fù)合地基能夠滿足工程對地基承載力和沉降控制的要求。在該工業(yè)廠房工程中，如果對沉降控制要求較高，應(yīng)選擇較小的樁間距，如1.2m；如果更注重工程成本，且對沉降要求在可接受范圍內(nèi)，可以適當增大樁間距，但需要對沉降進行嚴格監(jiān)測和評估。4.3荷載和變形4.3.1對沉降的影響機制加載荷載和變形程度是影響CFG樁復(fù)合地基沉降特性的重要因素。在實際工程中，荷載的大小、分布以及加載速率等都會對地基沉降產(chǎn)生顯著影響。當作用在CFG樁復(fù)合地基上的荷載過大時，樁體和樁間土所承受的應(yīng)力會超過其承載能力，導(dǎo)致地基產(chǎn)生過大的變形。樁體可能會發(fā)生破壞，如樁身斷裂、樁端刺入過大等，樁間土則可能會出現(xiàn)塑性變形、剪切破壞等現(xiàn)象。這些變形和破壞會導(dǎo)致地基的沉降量急劇增加，嚴重影響地基的穩(wěn)定性和承載能力。加載速率也會對地基沉降產(chǎn)生影響。如果加載速率過快，地基土來不及排水固結(jié)，孔隙水壓力迅速增加，有效應(yīng)力減小，地基的抗剪強度降低，從而導(dǎo)致地基沉降增大。在一些大型建筑物的施工過程中，如果上部結(jié)構(gòu)的施工速度過快，地基土在短時間內(nèi)承受較大的荷載增量，就可能出現(xiàn)沉降過大的情況。變形程度同樣對地基沉降有著重要影響。當樁體或樁間土的變形過大時，會破壞樁-土-墊層之間的協(xié)同工作機制。樁體的過大變形可能導(dǎo)致樁土之間的相對位移增大，樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮受到影響，從而改變樁土之間的荷載分擔比例。樁間土的過大變形會使其承載能力下降，進一步加劇地基的沉降。在地震等特殊工況下，地基可能會受到較大的水平荷載和豎向荷載的共同作用，導(dǎo)致樁體和樁間土產(chǎn)生較大的變形，此時地基的沉降特性會發(fā)生顯著變化，需要特別關(guān)注。4.3.2實例分析以某橋梁工程為例，該工程位于軟土地基上，采用CFG樁復(fù)合地基進行處理。橋梁的設(shè)計荷載包括恒載和活載，恒載主要為橋梁結(jié)構(gòu)自身的重量，活載則包括車輛荷載等。在施工過程中，對地基的沉降進行了實時監(jiān)測，并根據(jù)不同的荷載工況進行了理論計算。在橋梁主體結(jié)構(gòu)施工完成后，恒載作用下地基的沉降量通過理論計算得到為25mm，現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示沉降量為28mm。隨著橋梁投入使用，活載開始作用于地基，在設(shè)計活載作用下，理論計算沉降量增加了15mm，而現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示沉降量增加了18mm。通過對比理論計算和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著荷載的增加，地基沉降量逐漸增大，且現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果基本相符，驗證了荷載對沉降的影響。在橋梁施工過程中，由于施工進度安排，部分區(qū)域的加載速率較快，導(dǎo)致該區(qū)域地基沉降量明顯大于其他區(qū)域。在加載速率較快的區(qū)域，地基沉降量比正常加載區(qū)域增加了30%左右。這表明加載速率對地基沉降有著顯著影響，過快的加載速率會導(dǎo)致地基沉降增大。通過對該橋梁工程實例的分析，充分驗證了荷載和變形對CFG樁復(fù)合地基沉降的影響。在實際工程中，合理控制荷載大小和加載速率，以及確保樁體和樁間土的變形在合理范圍內(nèi)，對于控制地基沉降、保證工程的安全穩(wěn)定具有重要意義。4.4地基性質(zhì)4.4.1對沉降的影響機制地基的物理性質(zhì)，包括土的種類、密度、水分含量和應(yīng)力狀態(tài)等，對CFG樁復(fù)合地基的沉降特性有著顯著影響。不同種類的土具有各異的物理力學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)直接關(guān)系到地基的承載能力和沉降變形特性。黏性土由于其顆粒細小，孔隙比大，具有較高的壓縮性，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的沉降變形。黏性土的含水量較高，其抗剪強度相對較低，在CFG樁復(fù)合地基中，樁間土分擔荷載的能力較弱，可能導(dǎo)致地基沉降量增大。粉土的性質(zhì)介于砂土和黏性土之間，其顆粒較細，透水性較差，在飽和狀態(tài)下，粉土的抗剪強度會明顯降低，對CFG樁復(fù)合地基的沉降也會產(chǎn)生不利影響。在地震等動力荷載作用下，飽和粉土容易發(fā)生液化現(xiàn)象，導(dǎo)致地基的承載能力急劇下降，沉降量大幅增加。砂土具有較大的顆粒和較好的透水性，其壓縮性相對較低，承載能力較高。在CFG樁復(fù)合地基中，砂土作為樁間土，能夠較好地分擔荷載，減小地基的沉降量。砂土的抗剪強度較高，能夠為樁體提供較好的側(cè)向約束，增強復(fù)合地基的穩(wěn)定性。土的密度和水分含量對地基沉降也有重要影響。密度較大的土，其顆粒排列緊密，孔隙比小，壓縮性低，在荷載作用下產(chǎn)生的沉降變形相對較小。當土的密度較低時，孔隙比大，土體結(jié)構(gòu)較為松散，在荷載作用下容易發(fā)生壓縮變形，導(dǎo)致地基沉降量增大。水分含量對土的物理力學(xué)性質(zhì)有著顯著影響。含水量較高的土，其抗剪強度降低，壓縮性增大，在CFG樁復(fù)合地基中，會使樁間土的承載能力下降，沉降量增加。在軟土地基中，由于含水量高，地基土的壓縮性大，采用CFG樁復(fù)合地基處理時，需要充分考慮水分含量對沉降的影響，采取有效的排水措施，降低地基土的含水量，提高地基的穩(wěn)定性。地基土的應(yīng)力狀態(tài)也是影響CFG樁復(fù)合地基沉降的重要因素。在地基土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力作用下，土體的應(yīng)力狀態(tài)會發(fā)生變化，從而影響其變形特性。當附加應(yīng)力超過地基土的承載能力時，土體將發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致地基沉降量增大。在CFG樁復(fù)合地基中，樁體和樁間土的應(yīng)力分布不同，樁體承擔了大部分荷載，樁間土的應(yīng)力相對較小。但在某些情況下，如樁間距過大或樁體承載力不足時，樁間土的應(yīng)力會增大，可能導(dǎo)致樁間土的變形過大，進而影響復(fù)合地基的沉降。不同地基性質(zhì)下，CFG樁復(fù)合地基沉降計算需考慮特殊因素。在軟土地基中，由于其壓縮性高、強度低，需要考慮地基土的固結(jié)特性和長期變形。軟土地基的固結(jié)過程較為緩慢，在沉降計算中需要考慮時間因素，采用固結(jié)理論來計算地基的沉降隨時間的變化。在處理存在軟弱夾層的地基時，需要考慮軟弱夾層對荷載傳遞和沉降變形的影響。軟弱夾層的存在可能導(dǎo)致應(yīng)力集中，使地基的沉降不均勻，在沉降計算中需要合理考慮軟弱夾層的力學(xué)參數(shù)和位置。4.4.2實例分析為深入探究地基性質(zhì)對沉降計算結(jié)果的影響，以某地區(qū)的兩個工程案例進行分析。案例一位于軟土地基區(qū)域，地基土主要為淤泥質(zhì)黏土，含水量高，壓縮性大，地基承載力特征值為80kPa。該工程采用CFG樁復(fù)合地基進行處理，樁徑為400mm，樁長為12m，樁間距為1.5m，褥墊層厚度為200mm。運用復(fù)合模量法計算地基沉降量，計算結(jié)果顯示，地基的最終沉降量為85mm。在實際觀測中，經(jīng)過一年的監(jiān)測，地基的沉降量達到了92mm。計算結(jié)果與實測結(jié)果存在一定偏差，這主要是由于軟土地基的固結(jié)特性和長期變形未得到充分考慮。軟土地基的固結(jié)過程較為緩慢，在計算中未考慮時間因素，導(dǎo)致計算結(jié)果偏小。案例二位于砂土質(zhì)地基區(qū)域，地基土主要為中砂，密度較大，壓縮性低，地基承載力特征值為180kPa。該工程同樣采用CFG樁復(fù)合地基處理，樁徑為400mm，樁長為10m，樁間距為1.8m，褥墊層厚度為200mm。采用復(fù)合模量法計算地基沉降量，計算結(jié)果為35mm。實際觀測中，經(jīng)過一年的監(jiān)測，地基沉降量為38mm。在這個案例中，計算結(jié)果與實測結(jié)果較為接近，這是因為砂土的力學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，壓縮性低，在沉降計算中相對容易準確考慮各種因素。通過對這兩個案例的分析，可以明顯看出地基性質(zhì)對沉降計算結(jié)果的影響。在軟土地基中，由于其特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，沉降計算需要充分考慮地基土的固結(jié)特性、長期變形以及其他復(fù)雜因素，以提高計算結(jié)果的準確性。而在砂土質(zhì)地基中，由于其力學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，沉降計算結(jié)果與實際觀測結(jié)果較為接近。這也驗證了不同地基性質(zhì)下，地基沉降特性存在差異，在進行CFG樁復(fù)合地基沉降計算時，必須充分考慮地基性質(zhì)的影響，合理選擇計算方法和參數(shù)。五、CFG樁復(fù)合地基沉降計算案例分析5.1工程案例一5.1.1工程概況某住宅小區(qū)位于[具體城市]的[具體區(qū)域]，該區(qū)域地勢較為平坦，但地基土主要為粉質(zhì)黏土，其天然地基承載力特征值僅為120kPa，壓縮模量為6MPa，無法滿足住宅小區(qū)多層建筑對地基承載力和穩(wěn)定性的要求。該小區(qū)規(guī)劃建設(shè)多棟6層住宅樓，采用磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)。由于建筑物的荷載較大，對地基的沉降控制要求嚴格，經(jīng)過綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，最終確定采用CFG樁復(fù)合地基進行地基處理。CFG樁的設(shè)計參數(shù)如下：樁徑為400mm，樁長為10m，樁間距為1.5m，按正方形布置，樁體材料采用C20混凝土。褥墊層厚度為200mm，材料選用級配砂石，其最大粒徑不超過30mm。這種設(shè)計參數(shù)的選擇是基于對工程地質(zhì)條件、建筑物荷載要求以及施工工藝等多方面因素的考慮。樁徑的確定既要滿足樁體的承載能力要求，又要考慮施工設(shè)備的可行性；樁長則根據(jù)地基土的性質(zhì)和設(shè)計要求，確保樁端能夠進入相對較好的持力層；樁間距的設(shè)置要保證樁體能夠有效地發(fā)揮承載作用，同時避免樁間土的應(yīng)力集中；褥墊層的厚度和材料選擇則是為了調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布，協(xié)調(diào)樁土變形。5.1.2沉降計算過程本案例采用復(fù)合模量法進行沉降計算。復(fù)合壓縮模量計算公式為：E_{sp}=mE_{p}+(1-m)E_{s}（1）式中：E_{sp}為復(fù)合壓縮模量（MPa）；m為面積置換率，m=A_{p}/A，A_{p}=\pi\times(0.4/2)^2=0.1256m^2，一根樁所承擔的處理面積A=1.5??1.5=2.25m^2，則m=0.1256?·2.25a??0.056；E_{p}為樁體壓縮模量（MPa），根據(jù)C20混凝土的彈性模量估算，E_{p}=2.55??10^4MPa；E_{s}為樁間土壓縮模量（MPa），已知樁間土為粉質(zhì)黏土，E_{s}=6MPa。將各參數(shù)代入公式（1），可得復(fù)合壓縮模量E_{sp}=0.056??2.55??10^4+(1-0.056)??6a??1428+5.664=1433.664MPa。采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量s_{1}，計算公式為：s_{1}=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{i}}{E_{spi}}h_{i}（2）在計算過程中，將地基加固區(qū)按土層性質(zhì)和厚度劃分為5層，各層的計算參數(shù)如下表所示：分層土層厚度h_{i}（m）附加應(yīng)力增量\Deltap_{i}（kPa）復(fù)合壓縮模量E_{spi}（MPa）12.0501433.66422.0401433.66432.0301433.66442.0201433.66452.0101433.664將各層參數(shù)代入公式（2），可得：s_{1}=\frac{50}{1433.664}??2+\frac{40}{1433.664}??2+\frac{30}{1433.664}??2+\frac{20}{1433.664}??2+\frac{10}{1433.664}??2=\frac{2??(50+40+30+20+10)}{1433.664}=\frac{2??150}{1433.664}a??0.209m=20.9mm考慮變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}，根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗取值為1.2，修正后的加固區(qū)壓縮量s_{1}=1.2??20.9=25.08mm。5.1.3結(jié)果對比與分析在建筑物施工完成后的1年內(nèi)，對地基沉降進行了定期觀測。觀測結(jié)果顯示，地基的實際沉降量為30mm。將沉降計算結(jié)果與實際觀測值進行對比，發(fā)現(xiàn)計算值（25.08mm）小于實際觀測值（30mm），兩者之間存在一定的差異。差異產(chǎn)生的原因可能是多方面的。復(fù)合模量法本身存在一定的局限性，它將復(fù)合地基加固區(qū)視為均質(zhì)各向同性材料，忽略了樁土之間復(fù)雜的相互作用，如樁側(cè)摩阻力的分布、樁土之間的應(yīng)力傳遞和變形協(xié)調(diào)等，這可能導(dǎo)致計算結(jié)果偏小。參數(shù)取值的準確性也會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響。在計算復(fù)合壓縮模量時，樁體壓縮模量E_{p}和樁間土壓縮模量E_{s}的取值是基于估算和經(jīng)驗值，與實際情況可能存在偏差。樁體壓縮模量的估算可能沒有充分考慮樁體材料的實際特性和施工質(zhì)量的影響，樁間土壓縮模量的取值可能無法準確反映地基土的實際力學(xué)性質(zhì)。施工質(zhì)量也是一個重要因素。在實際施工過程中，CFG樁的成樁質(zhì)量、樁身完整性以及樁與樁間土的協(xié)同工作情況等都會影響地基的沉降。如果樁身存在缺陷，如縮頸、斷樁等，或者樁與樁間土之間的粘結(jié)力不足，都可能導(dǎo)致地基的實際沉降量增大。此外，地基土的不均勻性、地下水位的變化以及建筑物的實際使用荷載與設(shè)計荷載的差異等因素，也可能對地基沉降產(chǎn)生影響。通過對本工程案例的分析可知，在采用復(fù)合模量法進行CFG樁復(fù)合地基沉降計算時，雖然能夠提供一定的參考，但由于計算方法的局限性和參數(shù)取值的不確定性，計算結(jié)果與實際觀測值可能存在偏差。在實際工程中，應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，對計算結(jié)果進行合理的修正和驗證，以確保地基沉降計算的準確性和可靠性。5.2工程案例二5.2.1工程概況某工業(yè)廠房位于[具體城市]的[具體區(qū)域]，場地地質(zhì)條件較為復(fù)雜，表層為3m厚的雜填土，其下為5m厚的淤泥質(zhì)黏土，再往下是10m厚的粉砂層，最下部為基巖。雜填土結(jié)構(gòu)松散，不均勻性較大；淤泥質(zhì)黏土含水量高，壓縮性大，地基承載力特征值僅為70kPa；粉砂層相對較好，地基承載力特征值為150kPa。該工業(yè)廠房為單層鋼結(jié)構(gòu)，跨度較大，柱距為8m，上部結(jié)構(gòu)荷載較大，對地基的承載能力和沉降控制要求嚴格。考慮到場地的復(fù)雜地質(zhì)條件和工程要求，設(shè)計采用CFG樁復(fù)合地基進行地基處理。CFG樁設(shè)計參數(shù)如下：樁徑為500mm，樁長為12m，以穿透淤泥質(zhì)黏土層并進入粉砂層一定深度，樁間距為1.8m，按等邊三角形布置，樁體材料采用C25混凝土。褥墊層厚度為250mm，材料選用級配良好的碎石，其最大粒徑不超過40mm。這種設(shè)計方案旨在通過CFG樁將上部荷載傳遞到相對較好的粉砂層，利用樁體的承載能力和樁間土的協(xié)同作用，提高地基的整體承載能力，同時通過褥墊層調(diào)節(jié)樁土應(yīng)力分布，協(xié)調(diào)樁土變形，有效控制地基沉降。與案例一相比，本工程案例的地質(zhì)條件更為復(fù)雜，存在雜填土和淤泥質(zhì)黏土等不良土層，且上部結(jié)構(gòu)荷載分布和柱距等工程要求也有所不同，這些差異使得本案例的地基處理和沉降計算具有獨特性。5.2.2沉降計算過程本案例采用應(yīng)力修正法進行沉降計算。樁間土分擔荷載計算公式為：p_{s}=\frac{1}{1+n\cdotm}p（4）式中：p_{s}為樁間土分擔的荷載（kPa）；n為樁土應(yīng)力比，通過現(xiàn)場試驗和經(jīng)驗取值為4；m為面積置換率，m=A_{p}/A，A_{p}=\pi\times(0.5/2)^2=0.19625m^2，一根樁所承擔的處理面積A=\frac{\sqrt{3}}{4}\times1.8^2a??1.403m^2，則m=0.19625?·1.403a??0.14；p為作用在復(fù)合地基上的總荷載（kPa），根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載計算，作用在復(fù)合地基上的總荷載p=250kPa。將各參數(shù)代入公式（4），可得樁間土分擔的荷載p_{s}=\frac{1}{1+4??0.14}??250=\frac{1}{1+0.56}??250a??160.26kPa。采用分層總和法計算加固區(qū)的壓縮量s_{1}，公式為：s_{1}=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Deltap_{si}}{E_{si}}h_{i}（5）在計算過程中，將地基加固區(qū)按土層性質(zhì)和厚度劃分為3層，各層的計算參數(shù)如下表所示：分層土層厚度h_{i}（m）附加應(yīng)力增量\Deltap_{si}（kPa）樁間土壓縮模量E_{si}（MPa）1（雜填土）3.06042（淤泥質(zhì)黏土）5.04023（粉砂）4.0208將各層參數(shù)代入公式（5），可得：s_{1}=\frac{60}{4}??3+\frac{40}{2}??5+\frac{20}{8}??4=45+100+10=155mm考慮變形計算經(jīng)驗系數(shù)\psi_{s}，根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗取值為1.3，修正后的加固區(qū)壓縮量s_{1}=1.3??155=