CFG和管桩的比较分析

1、CFG和管桩的比较分析基础形式（一）基础的大体分类：建筑物分上部结构和下部机构（基础），基础又分为浅基础和深基础。1.一般埋深小于5m的为浅基础，大于5m的为深基础。2.也可以按造价施工方法划分，用普通基坑开挖和敞坑排水方法修建的基础为浅基础（如：砖混结构墙基础，高层建筑箱形基础）。用特殊施工方法将基础埋植于深层地基中的基础称为深基础（如：桩基础、沉井、地下连续墙等）。常见浅基础的类型1.独立基础概念：是整个或局部结构物下的无筋或配筋的单个基础。特点：方形，上下分几级，结构简单，造价低，可以根据上部荷载的需要进行尺寸大小的调整。适用范围：常用于荷载低的轻钢厂房、水塔、多层住宅、机器设备基础等，

2、应用十分普遍。2.条形基础概念：是指基础长度远远大于基础宽度的一种基础形式。特点：条形，结构简单，造价低，也可根据上部荷载调整基础宽度。适用范围：多应用于断层建筑，沿着墙下分布，地基土质好的情况下最为适用。常见浅基础的类型3.筏板基础概念：用钢筋混凝土做成连续整片基础，俗称“满堂红”。特点：基础面积大，整体沉降均匀，节省构造板，造价高。可根据荷载调整厚度，荷载大时配合着桩基础使用组成桩筏基础。适用范围：地基不好的多层建筑、带有地下室的多层、高层建筑。4.箱型基础概念：由钢筋混凝土底板、顶板和足够数量的纵横交错的内外墙组成的空间结构。特点：刚度大、沉降均匀，混凝土用量大易出现裂缝，造价高，箱型空

3、间可作为人防，停车场等，目前采用的较少。适用范围：高层建筑、大型设备基础、地下车站。建筑结构形式砖混结构框架结构剪力墙结构框剪结构复合地基复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，并由原土和增强体共同承担由基础传的建筑物荷载，这样一种人工地基称为复合地基。增强体是由强度和模量比原土高的材料组成，习惯上将增强体称为桩。根据材料的不同，纵向增强体可分为碎石桩、水泥土桩、 CFG 桩等。根据桩体的强度和模量大小，可分为散体复合地基（如振冲碎石桩复合地基），低粘结强度桩复合地基（如石灰桩、灰土桩），中等粘结强度桩复合地基 ( 如夯实水泥土桩复合地基 ) ，高粘结强度桩复合地基 ( 如 CFG 桩 )

4、 。 CFG定义水泥粉煤灰碎石桩法（简称 CFG 桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，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。特点CFG 桩复合地基一般适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基；既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。当 CFG 桩用于挤密效果好的土时，承载力的提高既有挤密作用又有置换作用；当 CFG 桩用于挤密效果差的土时承载力的提高只与置换作用有关。与其他复合地基的桩型相比， CFG 桩由于桩体材料较轻，置换作用特别明显。就基础形式而言， CFG 桩复合地基既适用于条形基础（有地梁）、独立基础，又适用于筏

5、基、箱型基础。 特点CFG 桩复合地基处理技术，具有施工速度快、工期短、质量容易控制及工程造价低廉等特点 CFG桩复合地基80年代多用于多层建筑处理，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桩复合地基由CFG桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基。需要指出的是，褥垫层是复合地基的重要组成部分，是高粘结强度桩形成复合地基的必要条件。图2 CFG复合地基处理示意图施工方法CFG 桩复合地基技术采用的有：长螺旋钻孔灌注成桩，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成柱，振动沉管灌注成桩等 CFG桩复合地基施工流程图施工设备、人员进场测放桩位、材料采购试桩施工桩基顺序施工清

6、槽至桩顶标高凿桩头检测褥垫层施工退场。 单桩施工工艺流程： 钻机就位钻孔终空至设计深度压灌混凝土提钻并压灌砼至孔口。 施工工艺1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打人地下，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔,成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过，确保桩端进入持力层深度大于200mm：垂直度偏差小于1。施工工艺3、砼灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高

7、70cm左右(至槽面上3 0cm左右)，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理：商品混凝土进场后应立即灌注(2小时内)，严禁长时问搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动； 施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块12组。 桩长cfg桩不宜处理过深的软土地基。首先，单桩承载力不会有较大的提高。其次，桩体的强度将非常难控制。当桩很长的时候，桩的端部的凝固会非常的缓慢，主要可能因为氧气的含量太少。象cfg

8、、水泥搅拌桩这样的后凝桩会很容易出现这种问题。而且，由于软土层的厚度过厚，对于后期的沉降也非常难以控制。所以，在一般的后凝桩只用来处理中薄层软土。首先CFG是不配钢筋的，其抗侧向力的能力较小，也就是说当长度较长时，其稳定性较低；且CFG一般比较细，如果按照桩的合理长径比（含钢筋）在5060左右，如果直径500的理论上只能做到25左右。CFG完工验收图 检测检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28d（24周）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。10%低应变动力检测，桩身完整性建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002必要参数面积置换率m桩

9、间距地基承载力特征值 fspk 总荷载桩间天然土承载力特征值fsk(Kpa)单桩承载力特征值 Ra 桩间土承载力折减系数(0.70.95)置换率建筑地基处理规范JGJ79-2002 复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一个复合单元。在这一复合体单元中，桩的断面面积和复合土体单元面积之比，成为面积置换率。置换率置换率m=(fspk-*fsk)/(Ra/Ap-*fsk) 式中： fspk；复合地基承载力特征值(Kpa)； ：桩间土承载力折减系数; fsk:桩间天然土承载力特征值(Kpa); Ra:单桩承载力(Kpa); Ap:桩截面面积(m2). 简单通俗的说一下，一个桩与它所从属所控制的面积

10、之比就是置换率。 如一个桩的面积是S，它按AXB的规律来布置，则在AXB面积中，就有一个桩，或称一个桩它所控制的面积就是AXB。置换率=s/(AXB ）桩间距桩间距为35D采用正方形布桩S=Ap/m Ap -桩的面积（m2）；m-置换率。如果满堂布桩，采用正三角形为宜，柱基或条基采用正方形、矩形或等腰三角形为宜。计算时可以根据面积置换率m来求桩间距。m=d2/de2，其中d为桩身平均直径；de为一根桩分担的等效圆直径，对于正三角形布桩而言，其中s为桩间距。通过以上计算即可求得桩间距。（d2、de2均为平方值） 公式之间关系m=(fspk-*fsk)/(Ra/Ap-*fsk)m= Ap/S面积r

11、rS=各图形面积地基承载力特征值地基承载力计算公式的明:fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk 复合地基承载力特征值 fspk 单桩承载力特征值 Ra 面积置换率 m 桩截面面积(m2) 桩间天然土承载力特征值fsk(Kpa)根据地勘报告可以估算：建筑物总荷载占地面积总荷载：层数占地面积系数（） （国标规定保险系数为 ）地基承载力特征值假设每栋楼按长36米，宽12米计算，那么每层占地面积为 432。一共16层(含一层地下室)的总建筑面积为：16432=6912每平米建筑面积的承载力为15KN，其国标规定保险系数为，因此整栋楼所需要的承载力为：总荷载：69121.51.3=134790KN地基

12、承载力=134790432=312KN 单桩承载力特征值 其中：Ra为单桩承载力特征值； up为桩周长 qsi为桩周摩阻力特征值； li为桩长； qp桩端端阻力特征值； Ap桩端截面积地层名称平均厚度(m)极限侧摩阻力qsik(kpa)极限端阻力标准值qpk(kPa)细砂层1.765粘质粉土砂质粉土层4.560粉质粘土1层2.355细砂3层1.065细砂层3.5801000计算方法计算如下：Ra=3.140.410(1.765+4.560+2.355+1.065+3.580)+3.140.20521000/2.0=614KN取Ra=600KN假设每栋楼按长36米，宽12米计算，那么每层占地面积

13、为 432。一共16层(含一层地下室)的总建筑面积为：16432=6912每平米建筑面积的承载力为吨，其国标规定保险系数为，因此整栋楼所需要的承载力为：69121.51.3=13479吨PHC管桩(400)*22米它的承载力为1100KN，即110吨。个桩位根据实际情况，需要123个桩位，每个桩位长22米，共需要：12322=2706米PHC管桩(400)每米总包价为175元，所以整个工程下来共需要：2706175=473550元以上是PHC管桩(400)的一个整体价格的估算，接下来我们估算一下CFG(400)它的整体价格。CFG(400)*26米它的承载力为400KN，即40吨。个桩位根据实

14、际情况，共需要337个桩位，每个桩位长26米，共需要：73626=8762米CFG(400)*26米它所需要混凝土的总体积（底面积高）为：3.140.20.28762=1100mCFG(400)混凝土的总包价为每一立方米480元， 所以整个工程下来共需要：1100480=528000元因此管桩基础比CFG基础每栋楼大约可以节省：528000-473550=54450元通过计算，我们不难发现，平均每栋楼管桩基础比CFG基础大约可以节省的造价为万元左右。按照整个工程，管桩基础可节省的造价要在上30万元左右。节省率在10%-15%工期分析 桩型CFG(400)PHC管桩(400)备注试桩时间1天1天

15、静载等待时间1528天7天CFG桩混凝土养生期28天管桩桩周土应力释放期7天静载测试时间2天2天CFG 桩 需用配重堆载管桩用静力压桩机做工程桩施工时间10天10天按单体5000米，单台设备计算总工期28-41天20天节省8-21天使用管桩可以比CFG节省8-21天的工期，并节省做静载的相关费用。 其他费用 桩型CFG桩PHC管桩基础埋深大，增加挖土方，支护，降水费用小桩 性取土桩，增加清土费用挤土桩，没有清土费用截桩头有费用(一般5-10元个)无费用其他费用通常来说，CFG桩电价在每米价格的基础上加一块钱左右。钻机的功率：两个动力头55+55=110千瓦 大卷扬 35千万 小卷扬和混凝土泵

16、30千瓦 用大电的情况下每米1-2度电 如果用发电机的话会比用大电情况下每米高5块钱左右（主要考虑发电机的租用及柴油费用） 清桩间土需要小钩机，是按台班计算的，即8小时为一个台班 凿桩头每根不超过5块钱 管桩承台、防水板与CFG褥垫层、筏板的费用比较住宅总荷载（KN）PHC-A400（95）管桩CFG桩400单桩承载力特征值总桩数桩长单桩承载力特征值总桩数桩长7#楼1347901100KN123个13米400KN337个13米成桩总造价47.13万元（3690元/个123个）52.8万元（1121元/个337个）防水板及承台造价和CFG褥垫层、筏板及基础梁造价27.45万元184 m3（防水板

17、）+121 m3（承台）=305 m3900元/ m3万元200m3 200元/ m3 （褥垫层） +525 m3（筏板）950元/ m3检测费用低应变每承台一颗，静载荷3颗，约需3万元10%低应变，1%试验点检测，不少于3个基础总造价（不含降水、运土、清理、截桩头等费用）说明：防水板厚度350mm，筏板（内置基础梁）厚度1000mm，褥垫层200mm。由于承台部分无实际图纸，故按设计经验计算500桩承台占占地面积23%，400桩占26%，由于灌注桩桩径较大600桩占地面积的28%左右。降水费用因地质水位线、降水方案、及基础方案不同，费用差距较大，望甲方认真核对。对比桩型长螺旋钻孔、管内泵压桩

18、机管桩适用范围长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩适用于黏性土、粉土、砂土、以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。地下水位高、土层灵敏性大的工地成桩不好，孤石和障碍物多的地层、石灰岩地层、含砂、卵石地区因折断螺旋叶片不宜适用。管桩基础持力层选在较厚的强风化或全风化、坚硬的粘性土层、中密及密实的粗砂、卵石层、碎石土层中。施工难度及成桩控制比较及桩身质量控制1.堵管：堵管是长螺旋钻管内泵压CFG桩成桩工艺常遇到的主要问题之一。经常由混合料搅拌质量、设备缺陷、施工人员操作不当导致堵管现象。1.管桩的成桩质量可靠，采用工厂预制，CFG桩施工现场现浇，隐蔽工程不便于监理，易偷工减料，影响工程质量、安全隐患较

19、大。 2.管桩的适用面较CFG桩广，地下水位较高，水的流动性较大的地质、软土地基的地区管桩都适用，CFG则不能。 3.管桩的长径比较CFG桩大，摩擦桩1:100，端承桩1:80且接桩快速，简单. 4.管桩的穿透性好，单桩承载力较CFG高，混凝土强度大。 5.施工简单，管桩目前有静压施工和锤机施工，静压无噪音无污染，锤机穿透力强。 6.管桩标示清楚便于监理和业主单位对施工进行监控，沉桩质量可在施工中直接反映。 7.管桩无锯桩费用。2.缩径、夹泥、断桩：钻孔时泥浆比重过大，在孔壁上形成比较厚的泥皮，同时在水位较高的地质情况下泥浆容易渗透到混凝土里导致桩型强度度降低。在浇筑混凝土时易受地下水、拔管速

20、度等因素影响桩的质量，桩容易缩径，吊脚桩甚至断桩等问题。3桩长受桩架高度及动能的制约，成桩长度在 1025米之间。4.窜孔在饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象 5.桩身混凝土强度不足，桩身混凝土最多达C40强度6.单桩承载力不高，桩身无主筋。7.桩头处理的影响：需要将顶部高度的混凝土锯掉，造成增加锯桩的费用，和浪费材料。8.行业不规范的风险：业内普遍存在施工单位在混凝土方量上偷工减料， 未能达到设计的充盈系数，对工对工程质量存在重大安全隐患。 工期及经济性1.CFG桩施工完毕需等待时间需要28天方可进行检测，且成桩后要做筏板，工期比较长。 2. 长螺旋桩为取土桩，现场有泥浆、污泥等，现场凌乱

21、，钻取上来的残土需外排，增加成本。 3.成桩后需对大面积开挖土方，增加现场的土方费用，同时要开挖后增加支护和降水费用等费用。 4.筏板制作费用高，且受季节影响比较大。1管桩施工速度快，后期做承台比筏板周期短，为甲方和业主提前完工，更早的占领市场先机，创造利润。 2.静压机现场施工整洁环保，无污染和震动 3.在温度较低的地区管桩可以冬季施工，CFG桩很难施工，管桩为重要、紧急工程提供较好的施工条件。管桩可以冬季打桩，春季开挖，提前给甲方创造效益建议通过以上分析：我们建议本工程采用PHC预应力管桩、PHC管桩因技术先进、质量可靠、总体造价低、工期短，已得到广泛推广和应用。现就管桩生产与施工做一些简

22、单介绍：1）质量优势：管桩为工程现代化制作，出厂前都经过多道质量检验程序把关，运到现场又经业主（驻地监理）现场检查验收合格后方可使用，桩身质量有保证。其它在现场灌注混凝土桩场地条件及施工人为因素的影响，容易出现缩径、桩身夹泥、承载力不够等质量问题，因此，管桩的桩身质量明显优于在现场灌注混凝土的其它桩型。静压管桩节省工期，施工人员少，用电设备固定，安全易控制，工艺简单直观，便于监理。2）设计优势：管桩规格多，单桩承载力特征值从600KN到3550KN，既适用于多层建筑，也适用于高层建筑，而且在同一建筑物基础中，还可根据柱荷载的大小采用不同直径的管桩，既容易解决设计布桩问题，也可充分发挥每根桩的最

23、大承载能力，并使桩基沉降均匀。3）价格优势：使用管桩，价格优势十分明显，总造价可以节省22%左右。综上所述，本工程采用预应力PHC管桩基础，在质量上、造价和工期上都有相当明显的优势，贵公司采用预应力PHC管桩基础在各个方面的效益都是最好的。为确保本工程管桩桩基图纸顺利通过审查，建议贵公司尽快进行静压管桩试桩的相应工作。地基承载力采用动力触探检测公式如下： 重型（）：（49.8N）（10/入土深度cm） 轻型（10Kg）：（8N-20）（30/入土深度cm） 或：8N-21.5 式中N代表锤击次数。 以上为经验公式。具体写资料还得用内插法查表为依据。 锤击数）*10等于深度值，等于承载力KPA

24、褥垫层CFG桩是不能伸入褥垫层的 褥垫层的作用就是防止应力集中，对上部基础造成破坏，如果CFG桩伸入褥垫层就不能防止应力集中，失去了褥垫层的作用 褥垫层在cfg桩的设计中褥垫层是设计的关键，它对最终沉降、调整桩土应力比、调整桩土水平荷载，起重要作用，太厚了桩的优点没有发挥，太薄了应力过于集中在桩上，土的作用没有发挥，一般都给定在100300mm，可具体到每个工程应该取多少厚，很少看到定量的计算 褥垫层在复合地基中具有如下的作用：1、 保证桩、土共同承担荷载，它是水泥粉煤灰碎石桩形成复合地基的重要条件。 2 、通过改变褥垫厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高，

25、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，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。 褥垫层不仅仅用于CFG桩，也用于碎石桩、管桩等，以形成复合地基，保证桩和桩间土的共同作用。 筏板在设计中的相关数据a.筏板厚度一般可根据楼层层数大约按每层50MM确定，但不得小于200MM，具体厚度尚需根据筏板的抗冲切、抗剪切要求确定。b.筏板基础一般每平方米为60KG钢筋左右（底面积）。c.保护层的厚度。 术 语基桩 桩基础中的单桩。桩身完整性 反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标。桩身缺陷使桩身完整性恶

26、化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥(杂物)、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。 静载试验 在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力和水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移和水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力和单桩水平承载力的试验方法。钻芯法 用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度以及桩身混凝土的强度、密实性和连续性，判定桩底岩土性状的方法。低应变法采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。高应变法用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的

27、速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。声波透射法 在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。检测方法检 测 目 的单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力；判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；通过桩身内力及变形测试，测定桩侧、桩端阻力；.验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果单桩竖向抗拔静载试验确定单桩竖向抗拔极限承载力；判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求；通过桩身内力及变形测试，测定桩的抗拔摩阻力单桩水平静载试验确定单桩水平临界和极限承载力，推

28、定土抗力参数；判定水平承载力是否满足设计要求；通过桩身内力及变形测试，测定桩身弯矩和挠曲 钻芯法检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定或鉴别桩底岩土性状，判定桩身完整性类别低应变法检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别高应变法判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别；分析桩侧和桩端土阻力声波透射法检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别检测开始时间应符合下列规定：当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条

29、件养护试块强度达到设计强度。承载力检测前的休止时间不应少于下表规定的时间。休止时间 土的类别 休止时间（d）土的类别休止时间（d）砂土7黏性土非饱和15粉土10饱和25注：对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。管桩的质量检测问题 1 承载力检测对预应力砼管桩的承载力检测，常用的检测方法有静载荷法（包括竖向及水平）和高应变法。这两种方法一般都用于承载力检测，其中静载荷法最为直观，结果可靠，高应变法的结果应建立在一定数量同一场地，相同条件下静载实验结果的基础上，可用于工程桩验收性检测或锤击桩施工时的打桩监控。需要说明的是采用静载或高应变进行检测前需要对桩的桩顶标高进行校核，确定是否有浮桩现象而影

30、响最终的检测结果 静载荷法高应变法管桩的质量检测问题 2 低应变完整性检测低应变法主要用来检测桩的完整性，依据建筑基桩检测技术规范(JGJ 106-2003)，桩身完整性评判标准可分为以下四类：类别分类原则桩身完整。桩身有轻微缺陷，不影响桩身结构承载力的正常发挥。桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。桩身存在严重缺陷，必须进行工程处理。桩身完整性宜采用两种或两种以上的检测方法进行检测 检测数量当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：设计等级为甲级、乙级的建筑桩基。地质条件复杂、施工质量可靠性低的建筑桩基。本地区采用的新桩型或新工艺。检测数量在同一条件下不应少于3根，且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。 打入式预制桩有下列条件要求之一时，应采用高应变法进行试打桩的打桩过程监测： 控制打桩过程