一种新型短桩复合地基及其施工工艺 本发明涉及建筑地基处理方法，特别是一种新型的适用于多层或高层建筑物以及构筑物地基处理的短桩复合地基及其施工工艺。
目前，建筑行业处理地基的方法多为CFG长桩复合地基，所谓CFG桩即在碎石桩桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和制成的一种粘结强度较高的桩体，称之为水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG桩。从受力机理上来讲为摩擦桩或端承摩擦桩，例如北京地区应用于20-30层的高层建筑地基处理，桩长一般为6米以上，长的达18米至20米；桩间距一般为3-6倍桩直径；施工工艺多用“超流态”工艺，用中孔长螺旋钻机成孔，用混凝土泵进行压CFG料成桩的工艺。另一种工艺为长螺旋钻机引孔，振动沉管灌注CFG料成桩工艺。其CFG强度等级多在C20以上。
在应用以上这种CFG长桩复合地基，普遍存在的问题是成本高、施工质量较难控制等问题。
本发明的目的是提供一种成本低、施工质量极易控制、且能很好的满足地基承载力与最终沉降量要求的CFG短桩复合地基。
本发明的新型短桩复合地基包括采用CFG料及桩长为1.2-5.0m、桩间距为1-3倍桩直径，保护桩长为0.2-0.3m，CFG料强度等级为C10或c15，且不掺泵送剂，布桩面积置换率为10-30％，桩端设有坚硬层。
本发明的新型CFG短桩复合地基的施TT艺包括先放线定桩位，将CFG料搅拌均匀的同时成孔，并将孔底夯实，然后将合格的CFG料浇注、振捣成桩，并控制桩顶标高，再进行复验，然后凿掉保护桩长，铺设10-30cm厚中粗砂或级配砂石褥垫层。
在施工时应注意：放线定桩位时，检查无误后，方可开始施工；所用材料水泥、石子、粉煤灰、(砂子)除有出厂合格证外，均须进行抽样复试，合格后方可使用；用长螺旋钻机或人工洛阳铲成孔，严格控制孔径、垂直度、孔深、进入桩端持力层的深度，深度不够时要进行修理；成孔后要进行孔底夯实，夯锤重量一般不小于35kg，孔底周边用月型重锤夯实；CFG料拌合用搅拌机在现场进行(或在搅拌站进行)，按照配合比申请单试验确定地配比进行试配，试配合格后，方可正式开盘；在坑里施工时可用导管送至坑底，用手推车送至孔口；每根桩浇注前复查孔底是否干净，确认干净后即可安放孔口漏斗，浇注CFG料时自孔口漏斗倒入，如孔深超过2米须用导管或串筒，边浇注边用振捣棒进行振捣，保证桩体密实，不可出现“马蜂窝”式的桩；浇注至孔口时控制桩顶标高，留保护桩长20-30cm；做好施工原始记录，成桩后再按施工记录进行复验，避免漏桩；凿掉保护桩长，铺设10-30cm厚中粗砂或级配砂石褥垫层。
CFG短桩复合地基与现在广为应用的CFG长桩复合地基相比，有以下九点明显的不同：
1、设计指导思想：“长桩”为“疏桩理论”即疏而长，很好的利用桩间土承受上部垂直荷载；“短桩”为“密桩理论”即密而短，用较大量的面积置换率，使桩承担较多的上部垂直荷载，桩土共同作用，达到上部荷载需要的承载力。
2、桩长：“长桩”的桩长多在6米以上，甚至桩长有的达16米至20米；“短桩”的桩长多在6米以下。
3、置换率：“长桩”布桩面积置换率一般不大于10％；“短桩”布桩面积置换率一般大于10％。
4、桩间距：“长桩”布置时桩间距一般为3-6倍桩直径；“短桩”布置时桩间距一般为1-3倍桩直径。
5、CFG料强度等级：“长桩”CFG料强度等级一般均高于C20，且多掺加泵送剂；“短桩”CFG料强度等级一般多用C10、C15，且不掺泵送剂。
6、保护桩长的长度：“长桩”保护桩长一般为0.5-0.7m；“短桩”保护桩长一般为0.2-0.3m。
7、受力作用机理：“长桩”多为摩擦桩或端承摩擦桩，桩端可以没有坚硬层；“短桩”以端承桩为主，桩端必须有坚硬层，不能为软弱层。
8、施工工艺：“长桩”多用“超流态”工艺，即用中孔长螺旋钻机成孔，用混凝土泵压注CFG料成桩，或长螺旋钻机引孔，“短桩”多用长螺旋钻机成孔或人工洛阳铲成孔，孔底夯实，之后浇注CFG料，并用振捣棒振捣密实成桩。
9、经济性：“长桩”单位处理面积成本较高；“短桩”相比之下成本较为低廉。同一建筑物地基处理，一般的讲“短桩”比“长桩”可节省费用20-60％。例如“北苑住宅小区”一栋楼(地上25层，地下2层)地基处理费用，“长桩”报价80万元，而“短桩”报价仅为32万元，节省60％；又如“总参大屯住宅区”一栋楼(地上24层，地下2层)地基处理费用，“长桩”最低报价75万元，而“短桩”报价为45万元，节省40％。
本发明的新型CFG短桩复合地基科学合理，具有施工质量好、既能满足设计承载力的要求，也能满足最终沉降量的要求等特点，特别是此种地基成本低，与往常用的“长桩复合地基”方案相比，能节省20-60％的费用。
下面结合实施例进一步描述本发明
实施例1：
某住宅小区住宅楼地基处理，住宅楼均为地上25层，地下2层，框架剪力墙结构，基础埋深为-8m，地层情况自上而下为：
1层为人工填土，粘质粉土素填土，厚度为2.7m；
2层为粘质粉土；
3层为重粉质粘土，粉质粘土；
4层为粉质粘土，粘质粉土；
5层为粉细砂，中粗砂51层局部分布；
6层为粘质粉土。
水位埋深在3米左右，为满足土方开挖及做CFG桩的要求，将水位降至5层顶板1米以下。
按地震烈度8度设计，设场区地基土无液化可能性。
综合以上条件，经多种方案比较，选用了安全、经济、合理的小间距，小桩径、低标号的CFG短桩复合地基方案，桩径400mm，桩间距900mm,4层天然地基承载力标准值fk=180kpa，CFG强度等级为C10，桩长进入砂层0.5m，桩长2.5-3.6m。处理后复合地基承载力标准值不小于350kpa，经深度修正后复合地基承载力设计值不小于420kpa，单桩承载力设计为141.8KN。
最终沉降量采用不同规范(规程)进行计算分别为83.27mm和124.91mm，均满足规范要求；褥垫层厚20cm，采用级配砂石。
经过27天完成两栋楼的CFG短桩复合地基施工，之后由中国地质勘察技术院北京勘察技术工程公司，对两栋楼的复合地基进行了检测，两栋楼共检测单桩复合地基2组，单桩载荷试验6组，低应变动测212根桩，合格率100％，满足设计要求。
沉降观测结果为，4-01楼25层结构封顶后，累计沉降量最大(3#点)22.6mm，最小(11#点)18.5mm,13个观测点平均19.2mm；4-02楼25层结构封顶，累计沉降量最大(1#点)30.4mm，最小(7#点)19.0mm,12个观测点平均25.22mm。
实施例2
某住宅楼地基处理，住宅楼均为地上24层，地下2层，框剪全现浇结构，箱形基础，基底埋深-8.81m，设计要求复合地基承载力设计值达450kpa，最终沉降量不大于8cm。
地层情况自上而下为：
1层为人工堆积层：粉质粘土填土1层及房渣土11层，厚度1.4-3.2m。
2层为新近沉积层粉质粘土、粘质粉土2层。
3层为第四纪沉积层粘质粉土、粉质粘土3层。
4层为粉质粘土、粘质粉土，中高压缩性，层间分布有中-中低压缩性的砂质粉土，粘质粉土41层和中高压缩性的粘土，重粉质粘土42层。
5层为细中砂，该层顶部分布有细粉砂51层，均为低压缩性，砂层总厚度为3.4-3.9m。
地下水位第一层静止水位5.00-5.80m为台地潜水，拟建场区地震基本烈度为8°，在北京地区进行抗震设计时仅考虑近震影响，该场区地基土无液化的可能性。主要处理层4层及41,42层天然地基承载力标准值fk=150kpa，显然不能满足设计要求，因此必须进行处理。
经过多种方案比较，选择了小间距、小桩径、低标号的CFG短桩复合地基方案，桩径Φ450mm，桩间距900mm,CFG强度等级为C15，桩长以进入51层0.5m为准，桩长为2.6-3.5m。单桩承载力设计为181KN，复合地基承载力标准不小于350kpa。最终沉降量分别按不同的规范(规程)进行计算，一种算法计算结果77.9mm，满足设计8cm的要求；另一种计算方法经合理折减后亦可满足设计8cm的要求；褥垫层厚度20cm，采用中粗砂。
经过30天净工期完成两栋楼CFG短桩复合地基施工，之后由北京市勘察设计院测试所对两栋住宅楼共进行了6组单桩复合地基静载试验及低应变动测370根单桩。复合地基承载力标准值为410kpa，经深度修正后，满足设计值450kpa要求。低应变动测结果显示，无论桩体程度还是桩的完整性均满足设计要求，工程质量合格率100％,CFG桩施工质量综合评定为优良。