第14章__CFG桩法

第14章水泥粉煤灰碎石桩法Chapter14CementFlyashGravelPile14.1概述14.1Introduction•由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。•CFG桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。•水泥粉煤灰碎石桩复合地基属于刚性桩复合地基，具有承载力提高幅度大，地基变形小等优点。并可适用于多种基础形式：条基、独立基础、箱基和筏基等。•CFG桩机•CFG桩地基处理•CFG桩地基处理•CFG桩地基处理14.2竖向荷载作用下复合地基性状14.2TheCharacteristicsofCFGCompositeFoundationundertheVerticalLoad•一、桩、土受力特性•1、桩、土受力时程曲线•2、桩土荷载分担•3、不同部位桩的受力•4、桩传递轴向力的特征•5、桩间土应力分布•二、复合地基变形特性•1、变形模式•2、桩长对变形的影响•3、基础宽度对变形的影响•4、深层变形性状14.3褥垫层技术14.3FunctionsofCushion•褥垫层技术是CFG桩复合地基的核心技术，褥垫层具有如下作用：•（1）保证桩土共同承担荷载，它是CFG桩形成复合地基的重要条件。•（2）通过改变褥垫层的厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫层越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高，反之亦然。（3）减少基础底面的应力集中。•（4）调整桩土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大。14.4CFG桩复合地基工程特性14.4FeaturesofCFGCompositeFoundation•1、承载力提高幅度大、可调性高•2、适应范围广•3、刚性桩的性状明显•4、桩体的排水作用•5、时间效应1桩径•桩径宜取350～600mm。2桩距•桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取3～5倍桩径。3褥垫层•褥垫层宜取150～300mm，当桩径大桩距大时宜取高值。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。14.5CFG桩复合地基设计计算14.5DesignofCFGCompositeFoundation4单桩竖向承载力•单桩竖向承载力特征值Ra的取值应符合下列规定：•（1）当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；•（2）当无单桩载荷试验资料时，可按下式估算：ppniisipaAqlquR15复合地基承载力•复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算：•式中：β为桩间土承载力折减系数，宜按地区经验确定，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值。skpaspkfmARmf)1(6桩体强度•桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:•式中fcu为桩体混合料试块(边长150mm立方体)标准养护28d立方体抗压强度平均值(kPa)。7桩长•桩长可由承载力公式计算确定，桩端一般应落到承载力相对较高的土层。pacuARf3•8沉降计算•复合土层的沉降可采用分层总和法计算，复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，值可按下式确定：•式中fak－－基础底面下天然地基承载力特征值（kPa）。akspkff1CFG桩的施工应根据现场条件选用下列施工工艺：•（1）长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土、素填土、中等密实以上的砂土；•（2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地；14.6CFG桩复合地基施工14.6ConstructionofCFGCompositeFoundation•（3）振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。（对松散的饱和粉细砂和粉土，已消除液化和提高地基承载力为目的时，可选用此工艺）2施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160～200mm，振动沉管灌注成桩施工的坍落度为30～50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆不宜超过200mm。3长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。4施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。5清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。6褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度不得大于0.9。14.7施工检测及验收14.7Tests•1施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。•2CFG桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。•3试验宜在施工结束后28d后进行。试验数量宜为总桩数的0.5％～1％，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。4应抽取不少于总桩数10%的桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。•5CFG桩复合地基的载荷试验沉降比，对以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基可取0.008，对以粘性土、粉土为主的地基可取0.01。•6施工垂直度偏差不应大于1％；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。思考题(Problems)•（1）CFG桩是如何形成的？有何优点？•（2）CFG桩复合地基中褥垫层有何作用？在实际工程中如何设计？•（3）竖向荷载作用下，CFG桩复合地基的承载及变形特性有哪些？•（4）CFG桩复合地基有哪些工程特性？•（5）CFG桩复合地基如何进行设计计算？•（6）CFG桩的施工方法有哪些？•（7）CFG桩施工完成后如何进行质量检验？