地基处理-CFG桩1

1、CFG桩复合地基处理设计实例分析姓名：Smile鱼 班级：Smile鱼Treatment design of CFG pile composite foundation12目前，随着我国经济的高速发展，工程建设规模和数量的急剧扩大，对原有天然软弱地基的处理成为工程设计和施工中越来越被关注的环节之一。CFG桩复合地基法以其用材经济、施工快捷、加固效果良好等优点在工程实践中得到了广泛的应用，特别是近年来CFG桩复合地基多种设计方法的提出与实践，极大地推动了复合地基理论和实践的发展，丰富了工程建设中的地基处理技术。结合实际工程某住宅楼CFG桩复合地基处理，按照CFG桩复合地基进行了地基设计计算，用恰

2、当的模型验算了相应复合地基的承载力与沉降量，验证了理论的可行性；最后，结合实际工程对CFG桩复合地基的施工工艺作了简单的介绍。3XXC地块A05号住宅楼位于XX市XX区XX乡，南临XX南路、东为草房西路、北侧为XX北路，该住宅楼基坑平面图如图1所示。常营地块05号住宅楼草房西路北 路朝 阳 图1 XXC地块A05号住宅楼基坑平面图4根据XX市住宅建筑设计研究院有限公司提供的资料，有关A05号楼具体指标如表1所示。项目名称地上层数地下层数正负零标高（m）垫层底标高（m）要求复合地基承载力特征值（kPa）A0512/14/16228.9020.50180表1 A05号楼具体指标根据XX工业XX勘察

3、设计研究院提供的岩土工程勘察报告的结果及XX市住宅建筑设计研究院有限公司施工图设计中的基础图的要求，拟建物天然地基承载力不满足设计要求，需对地基进行处理。5与地基处理有关的地层（-8.0m以下）自上而下为：粉质粘土3-1层：黄色，含云母、氧化铁、姜石。可塑，搞压缩性。平均厚度1.3m。砂质粉土、粘质粉土3-2层：黄色，含云母、氧化铁。可塑，饱和，夹粘质粉土薄层，中高中压缩性。平均厚度4.7m。细砂4-1层：平均厚度3.3m。粉质粘土4-2层：灰色黄色，含云母，有机质。饱和，可塑，中高压缩性。平均厚度3.7m。6砂质粘土4-3层：黄色，含云母、氧化铁。可塑，中高压缩性。平均厚度4.1m。各土层的

4、物理力学参数详见表2。表2 各土层的物理力学参数 7第1层水为潜水层，水位埋深绝对标高为22.55m25.53m（埋深1.30m4.72m）；第2层水为微承压水，含水层为细砂3层，水位埋深绝对标高为15.23m20.19m（埋深7.0m11.80m）；第3层水为微承压水，含水层为细砂4层，水位埋深绝对标高为9.24m14.57m（埋深12.57m17.90m）；第4层水为微承压水，含水层为细砂5层，水位埋深绝对标高为1.33m7.46m（埋深19.85m25.80m）；8与地基处理有关的地层（-8.0m以下）自上而下为：粉质粘土3-1层：黄色，含云母、氧化铁、姜石。可塑，搞压缩性。平均厚度1.

5、3m。砂质粉土、粘质粉土3-2层：黄色，含云母、氧化铁。可塑，饱和，夹粘质粉土薄层，中高中压缩性。平均厚度4.7m。细砂4-1层：平均厚度3.3m。粉质粘土4-2层：灰色黄色，含云母，有机质。饱和，可塑，中高压缩性。平均厚度3.7m。9与地基处理有关的地层（-8.0m以下）自上而下为：粉质粘土3-1层：黄色，含云母、氧化铁、姜石。可塑，搞压缩性。平均厚度1.3m。砂质粉土、粘质粉土3-2层：黄色，含云母、氧化铁。可塑，饱和，夹粘质粉土薄层，中高中压缩性。平均厚度4.7m。细砂4-1层：平均厚度3.3m。粉质粘土4-2层：灰色黄色，含云母，有机质。饱和，可塑，中高压缩性。平均厚度3.7m。10水

6、泥粉煤灰碎石桩的施工，应根据设计要求和现场地基地层土的性质、地下水埋深、场地周边是否有居民区、有无对振动反应敏感的设备等多种因素选择施工工艺。水泥粉煤灰碎石桩的施工，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、素填土、中等密实的砂土；（2） 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，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；11（3） 振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土，以消除液化和提高地基承载力为目的，此时应选择振动沉管打桩机施工；振动沉管灌注成桩属挤土成桩工艺，对桩间土具有挤（振

7、）密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。在饱和粘性土中成桩，会造成地表隆起，挤断已成桩，且振动和噪声污染严重，在城市居民区施工受到限制。在夹有硬的粘性土时，可采用长螺旋钻机引孔，再用振动沉管打桩机制桩。125.1 CFG桩复合地基构造要求（1）桩径：宜取350600mm，桩径过小，施工质量不易控制，桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。（2）桩距s： 应根据设计要求的复合地基承载力、建筑物控制沉降量、土性、施工工艺等确定，宜取35倍桩径。设计的桩距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

8、影响。（3）桩长： :桩长应根据施工成孔机械的钻入能力和可作桩端持力层的上层理深及基础设计时需要的复合地基承载力标准值和由下卧层验算得出的最小处理厚度来确定。13（4）褥垫层厚度： 一般取100300mm, 当桩距较大时，褥垫层厚度可适当加厚。（5）褥垫层材料：选用级配良好的砂石，其中卵石或碎石含量占全重的30%50%，若使用粉细砂时，应掺入25%30%的卵石或碎石。（6）桩的平面布置：一般只在基础底板平面范围内布桩，沿轴线对称布置。独立基础和筏形基础的基础边缘到桩的中心距一般为一个桩径，或基础边缘到桩的边缘最小距离不宜小于150mm，对条形基础不宜小于75mm。145.2 设计参数的确定根据

9、场地工程地质和水文地质条件，拟建工程采用基础下满堂红正方形布桩。持力层的选取及桩长、桩径见表3.持力层的选取有效桩长（m）桩径（mm）桩顶标高（m）细砂4层8.041520.50桩体材料：C15，坍落度180200mm。褥垫层：200mm厚碎石。复合地基承载力特征值：180kPa。表3 持力层及桩径、桩长156.1 设计依据CFG桩复合地基设计的主要依据是项目场地的工程地质条件、水文地质条件及工程特点，拟建工程结合XX工业XX勘察设计研究院提供的岩土工程勘察报告的结果及XX市住宅建筑设计研究院有限公司施工图设计中的基础图的要求，依据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）、建筑地基基础设计

10、规范（GB50007-2011）、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）等相关规范进行设计。6.2 设计要求地基处理的目的就是改善原有地基的承载条件，限制地基沉降，使其满足工程要求。16根据工程场地条件和荷载条件，本工程要满足以下两个设计要求：（1）地基处理后，复合地基承载力特征值180kPa；（2）复合地基长期最大沉降量小于50mm，倾斜变形小于0.002。6.3 桩端持力层的选择根据拟建场地的地质资料分析结果，工程基底下有较厚的砂质粉土、粘质粉土，这些土层将是地基沉降的主要来源。粘质粉土下的细砂4层是较好的桩端持力层，选细砂4层为本次设计的桩端持力层。17根据工程场地条件和荷载条件，本工

11、程要满足以下两个设计要求：（1）地基处理后，复合地基承载力特征值180kPa；（2）复合地基长期最大沉降量小于50mm，倾斜变形小于0.002。6.3 桩端持力层的选择根据拟建场地的地质资料分析结果，工程基底下有较厚的砂质粉土、粘质粉土，这些土层将是地基沉降的主要来源。粘质粉土下的细砂4层是较好的桩端持力层，选细砂4层为本次设计的桩端持力层。6.4 桩长桩径的选择18桩长、桩径的选择属于桩型选择的范畴，选择时应考虑上部结构的要求、地质条件、环境要求、施工条件及质量控制，以及工程造价等因素。选择的主要依据是上部结构的形式、荷载、地质条件和环境条件以及当地的桩基施工技术能力与经验等。根据工程勘察报

12、告所述的工程地质条件和水文地质条件，考虑到拟建物施工的具体条件，对照所选的桩端持力层，选用有效桩长800，保护桩长50cm，桩径415mm，褥垫层铺设200mm，采用基础下满堂红正方形布桩。196.5 计算单桩承载力单桩竖向承载力Ra宜由软土地区桩的静荷载试验确定。当采用单桩静荷载试验求得单桩极限力后，也可以按下式计算 式中： 单桩极限承载力标准值(kN)； k 调整系数，宜取1.51.75，取2.0； 也可以由以下两式计算，取其最小值： kQRuka/ukQaR20 21 根据以上计算结果并结合附近的试桩结果，综合选取单桩竖向承载力标准值为250.0kN。22 6.6 根据单桩承载力标准值计

13、算置换率（m） 在已知单桩承载力的条件下，可通过复合地基承载力标准值计算公式求置换率： 23 6.7 计算桩间距（s）正方形布置桩时，24 6.8 复合地基承载力特征值的验算复合地基承载力不是由天然地基承载力和单桩承载力的简单叠加，需要对如下的一些因素给予考虑：(1)施工时对桩间土是否产生扰动和挤密，桩间土承载力有无降低或提高；(2)桩对桩间土有约束作用，使土的变形减少；(3)复合地基中桩的Q-S曲线呈加工硬化型，比自由单桩的承载力要高；(4)桩和桩间土承载力的发挥都与变形有关，变形小时桩和桩间土的承载力的发挥都不充分；(5)复合地基桩间土的发挥与褥垫层的厚度有关25266.9 复合地基沉降验

14、算CFG桩复合地基的沉降S可以认为由下面三部分组成27 CFG桩复合地基的沉降变形如图2所示。 图2 CFG桩复合地基的沉降变形28各土层复合模量示意图如图3。所示 图3 各土层复合模量示意图29303132333435已确定的沉降计算深度下如有较软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量满足式4-10为止。在沉降计算深度范围内存在基岩时，计算深度可取至基岩表面为止。当无相邻荷载影响，基础宽度在130m范围内时，基础中点的地基沉降计算深度，也可按下列简化公式计算：3637CFG 桩复合地基随着工程实践，其理论得到不断的完善，但在实际工程仍需根据建筑物特点及地层情况酌情处理。通过对CFG 桩复合地基机理的分析及XXC地块A05号楼CFG桩地基处理工程实践，得出如下几点结论：(1) 在设计过程中查阅了大量相关文献，仔细回顾了CFG 桩复合地基的一些发展历史和研究成果。CFG桩复合地基的理论体系尚不够成熟，但以其用材经济、施工快捷、加固效果良好等优点在工程实践中得到了广泛的应用。(2) 认真分析了CFG桩复合地基的承载特性和作用机理，得出褥垫层的存在是CFG桩复合地基区别于其他普通桩基的关键因数，在CFG桩复合地基中桩和桩间土的承载能力都发挥到了极致。(3) 结合工程实例，进行了CFG桩复合地基相关参数