江苏cfg桩复合地基在公路箱涵软土基础处理中的应用

CFG桩复合地基在箱涵软土基础处理中的应用第二工程有限公司xx【摘要】本文通过对软土地基箱涵基础的处理，详细介绍了CFG桩的设计与施工，通过现场检测与评价，该方法能够较好地满足地基承载力要求，值得在软土地基处理中推广应用。【关键词】CFG桩复合地基箱涵软土基础一、概述CFG（CementFlyashGravelPile）桩是由碎石、石屑、粉煤灰和水泥加水拌合，制成一种粘结强度较高的半刚性桩体，又称水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，可在全长范围内受力，能充分发挥桩周的摩阻力和桩端支撑力，它与桩顶的褥垫层、桩间土联合组成复合地基，并能通过调整桩长、桩距和褥垫层厚度来满足地基承载力的要求。水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）的一般规定有：1、适用于处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。2、水泥粉煤灰碎石桩桩端应位于相对硬的土层上。3、水泥粉煤灰碎石桩复合地基按承载力设计师必须进行地基变形验算。我国在上个世纪80年代开始该项技术的试验研究，90年代被列为建设部全国重点推广技术，在高层建筑、工业厂房等工业与民用建筑的地基处理方面得到了广泛应用，取得了良好的经济和社会效益。二、工程实例由xx集团第二工程有限公司承建的xx高速公路xx三合同段工程，分布有大量深厚软基，软土主要为淤泥，土质均匀，局部夹少量淤泥质土层，流塑。其中K20+250-K21+526.8段软土层厚度可达最深可达24.60m，分布连续，天然平均含水量W：70.7%，天然孔隙比e：1.696，液性指数I1：1.53，压缩系数α0.1–0.2：2.04Mpa-1，本段设计采用真空预压进行处治，该段在K21+030和K21+183处各设计有5*2.7米箱涵一座，箱涵所在位置河道宽度10~12米，由于真空预压施工正处于农忙季节，应地方强烈要求，施工期应继续保持渠道过水和小船通行，因此经多方研究决定：真空预压施工在两箱涵处断开，改为CFG桩进行地基处治，避开农忙季节施工。本文根据xx高速公路CFG桩试验段现场施工情况对CFG桩成桩质量及加固效果进行试验研究，取得了一些有意义的成果。（一）CFG桩复合地基设计1、桩径和桩距的确定（1）桩径确定一般为350~500mm，由施工设备的桩管决定，本次施工拟采用振动沉管法施工，桩径d=0.5m。（2）桩距确定根据本段落的地质勘查资料及地基承载力要求，并参考有关经验参数，选定桩距lp=1.6m，采用梅花形布置。鸭2税、桩长的诵确定龙（胀1社）拢唐根据确定绸的桩径、唱桩距和布呢桩型式，班求出复合离地基置换齿率m=师（香2绪）突偷求出桩土摔应力比：浮其中育：晴宏f驳sp.k测—碑设计要求昼达到的复遣合地基承绣载力标准视值且（溪120K晌p脆a辞）。宵α音—初桩间土强习度提高系摧数；首β芦—傅桩间土强驼度折减系众数。坛f酸s.k葡—饥天然地基芬承载力标锻准值；呆A射p正—胞桩体的断鼠面积。大（巾3让）塑伐确定单咬根催CF坊G狂桩承受的爽荷载：伴由桩顶应缩力讯可计算得昼出单桩承体受的荷载陪p套：爬A妙p氧—颠桩体的断秘面积。铃（健4鼻）程众估算桩长洪l衫：蚀k宇—托安全系数寇，取爪1.5~刺1.75轿；价q省p拴—品极限端阻己力，按桩讲基技术规田范取值；袋u萌p塌—抽桩周长群；纳Σ锁q贴si僻—糖第匠i厉层土极限锈侧阻力，温按桩基技启术规范取浸值；到经上述计播算并结合旦地质勘测答资料，确访定恐CF筑G锹设计桩长保l迎=杜17m屑：投3赶、桩身强嗽度设计桩身强度寸k杯—丽安全系数骑，取酬2.5~矛3.0钢；隙桩身设计疤强度供R躬应大于塞R鸡28岂。经计算恒，创2违8眯天桩身设丝计强度颂R=6.骨0Mpa搬。裤4翅、配料设黄计仇由桩身设胶计强度，忙经过配合镰比计算和镰室内实验唐，确定配敏合比为：牧水泥：砂议：碎石：锁粉煤灰：输水硬=依1:调2.56采6:荣4.79仔9:胡0.17雁6:舒0.7核6蔑。即5指、效复合地基貌承载力标言准值天确定仇水泥粉煤哀灰碎石桩肿复合地基会承载力标竟准值，宜丙通过现场茎复合地基稀载荷实验惕确定，初跌步设计时证也可按下占式估算伞：并fsp适,k=m贿Rk/A晋p怒+竿β孔(1-m蹲)fs,屈k村前式陶中渐fsp,押k猎—鄙—缸复合地基饶承载力标悟准值掘（瘦KPa负）交;帖充毁敏m清—州—说桩土面积示置换率符；倚软廊椅β—惩—孔桩间土强当度发挥系常数，宜连取带0.9-坝1.梳0惜对变形要软求高的建躬筑物可取雁低值北；嚼fs,灵k想—久—梢桩间土承疯载力标准酷值饭（降KPa唐）袭。阴道6守、骡单桩承载唉力标准怪值方R撑k载的取值，脏应符合下父列规定孩：哀壮(1银)清当用单桩孕静载荷实月验确定单挂桩极限承柴载力标准舟值烫Ru签k曾后蔑，域R赛k宿可按下式勾计算羡：胶匪河编Rk=R递uk俯/途γ糊sp宁有式班中博γ封s悦p夕—锻—巷调整系数盆，宜界取命1.50笛-1.6至0叙,山一般工程男或桩间土府承载力高劝、基础埋望深大以及移基础下桩岭数较多时造应取低值绿，重要工糟程、基础控下桩数较逮少或桩间晓土为承载若力较低的坊粘性土时推应取高值军。扩芬(2廉)羽当无单桩椒载荷试验严资料时，倾可按下式殃计算拥；泊庙土氧繁Rk=U怖p严∑恢qsil俘i+qp瓣Ap堤嘉式挑中偶U兆p隶—砖—娇桩的周长焰（晋m活）磨;qs干i帅—哑—嫁桩侧第ｉ辞层土德济摸限侧阻力认标准值梦（潮KPa哨）棒可参照岩搅土工程勘衣察报告个；堤q蚕p鸽—其—毁桩的极限勉端阻力标漂准值晌（废KPa淘）城,辽可参照岩深土工程勘体察报告虹；阶l坟i吵—句—逗第ｉ层土浅的厚度（搜ｍ）。潮7素、耳地基处理弦后的变形裙计算应按闷现行的国字家标准《琴建筑地基股基础设计爆规范县》泪GBJ秘7屠的有关规肚定执行，掀复合土层配的分层与利天然地基棉相同，各致复合土层警的压缩模撞量等于该娇层天然地浪基压缩模叙量储的蔑ζ蜘倍绝，室ζ店值可按下革式确定疲：摧选岛坟球ζ拌＝批fsp,发k/fk技i起罢式东中概fk酿i削—徒—迹基础地面那下第ｉ层醒土的天然渣地基承载督力标准值抬。要窜变形计算垄经验系汇数众Ψ顺s附根据地区默沉降观测嘱资料及经鸭验确定，押也可采用免下表测的树脂。辞Es(M良pa)爸2.5除4.0第7.0构15.0偿20.0践偷Ψ握s圣1.1逆1.0打0.7击0.4轨0.2Es=∑Ai/∑－－AiEsi躬注勿：询E固s务为变形计怒算深度范袭围内压缩瞎模量的当消量值，应耻Es=∑Ai/∑－－AiEsi赶式够中歉A绢i郑—贩—换第雕i辫层土附加炮应力系数申沿土层厚默度的积分狸值痒；跌Es朱i放—驰—材基础底面诉下康第下i洋层土的压代缩模量，本桩长范围始内的复合迹土层模量抓取值。替（二趟）脾CF月G饺桩复合地她基施工产两箱涵基径础就CF迹G福桩处治施寺工选简在腐1插1兔月份非农状忙季节进唉行，为方捏便施工机玻械作业，保先将河道扭处理范围钓内的两端标码设草袋渐围堰，然降后将围堰漏内的积水淡抽干并回观填素土至散原地面。双用推土机吼来回碾压服几遍，保茫证打桩机斧施工时不并致下沉。植然后进行洗测量放线驻，确定处锈理范围和先工程数量饱，并绘制太好布桩图朱，两处箱凉涵基础共阅计以1129遥5亩延米。分扩别组织两蜘台桩机进熟行施工，乒采用振动俭沉管法齐，共庆用蠢1寺3李天完成了绝全辱部林CF搁G携桩施工。剧施工段落祝见下表：寇CF往G为桩段落练分段长岂度批(怖m)被平均处理蛇宽抄度熔(棚m)期间退距圣(胸m)坝施工长公度摄(荒m)起总长赴度搬(枪m)红K21+沟020-方K21+华040.剂9语20.9微43.1复8勺1.8校15覆5355滥K21+寺172.成6-K2肠1+19丛3楚20.4垫43.1处8松1.8乞16.5恳5940缩合把唤兆计能1129案5袭1机、植施工工艺民（领1喷）答杰沉管滤1饿）横洁测量放线颗，按已绘吊制好的布誉桩图放出福桩位。蚕2挪）怖狗桩机就位秀，桩管保善持垂直，豆要求垂直第度不大新于赔1逼%汗。姐3眉）母反开动桩机词，开始沉乒管，沉管素过程中要番记录激振聪电流变化窃，以反映妻实际地质谷情况。过（盛2袍）拌援投料携混合料采析用滚筒搅赏拌机进行艘搅拌，人鸟工手推车阴上料，当鸣沉管至设柔计标高后裤尽快进行伐投料，直轰到与投料卷口平齐。趟若投料量括不足，应尿在拔管过祝程中空中砌投料，以罚保证桩顶专标高。空馆中投料的偿方法是利坟用桩机本别身的卷扬壁机起吊料连斗进行投点料。狐（老3货）束去拔管闪1松）锻税拔管前，颂应在原位公留环振耐1旬0蜻秒钟在振共动拔管，机以保证质捕量。饭2和）裹或拔管速度议要保持哈在租1.甲0屿米创/晌分钟左右嚷，以防断牺桩。烤3便）递购必要时进模行空中投宅料。专4规）、桩管创拔出地面衡后，用粘右土进行回罗填。属2锦、施工控严制参数现⑴邀捷净混合料配饭合比：煤水泥：砂险子：碎石尽：粉煤灰雁：水（重树量比叠）狭=补1另：慈2.56针6杰：闯4.79楚9绳：删0.17诵6膀：量0.76趁⑵阴需吊混合料搅灶拌时间：装不小逢于友1mi餐n冻。虏⑶泳宿出混合料塌壶落度口：怖3钻0悟～辈50m齐m据。拼⑷钱苹省管内混合扣料充实度命：亮100血%填。懂⑸狱昼湖拔管速度硬：壤1.2~村1.5m醋/min加。辛⑹投清匆打桩顺序似：隔桩跳惧打。撕3浓、施工注嚷意事项孕为保概证吉CF锹G殿桩复合地声基的施工赶质量，应御注意以下含几个问题峡。栗（难1仿）要间隔挑跳打粥施工时为姜防止造成株邻桩被挤贪碎或缩径豆，采用间慧隔跳打法司，隔桩不乱隔排，先呆逐排跳打才，施工完尘毕后重新巧在已打桩枯中间补打莫新桩，施奥工时要保宾证新打桩绑与已打桩劫间隔不少哲于拖7础天。脱（突2航）设置保构护桩长敌桩在加料肉时，比设翅计桩长多材加修0.比5梦米，将沉针管拔出后清，用插入刚式振捣棒恭对桩顶混以合料加嗓振磁3凡～冤5宴秒，提高坊桩顶混合姐料密实度谎。上部用等土封项，谨增大混合耳料表面的照高度即增持加了自重忆压力，可瓶提高混合肃料抵抗周须围土挤压挽的能力，布避免新打销桩振动导扒致已打桩奏受振动挤潜压，混合祥料上涌使丙桩径缩小招。谁（膜3析）拔管过蠢程避免反丰插炒在拔管过袜程中若出逃现反插，发由于桩管鉴垂直度的美偏差，容蜜易使土与放桩体材料略混合，导撕致桩身掺决土影响桩层身质量，基应避免反惧插。花（口4架）施工前月要测量场浸地的标高票在打桩过候程中则要者随时测量酿地面是否镰发生降起究，因为断仔桩常和地逮表隆起相紫联系。在灾打新桩时嘴，量测已汪打桩桩顶弄的上升量盈，可估算秧桩径缩小脚的数值，吼以判断是湿否产生缩蜻径。够（喝5寇）对有怀督疑的桩的孕处理覆对桩顶上面升量较大绞或怀疑发竿生质量问池题的桩应素开挖查看鞭，并做出榨必要的处腊理。保4渴、成桩质口量现场试讯验与检测望（徒1培）目的与箱内容该通过对已伏达龄期弟CF壁G绿桩的桩身披钻孔取样猫，检蚁验冬CF唐G珠桩的实际梳施工桩长慎是否满足闻设计要求互，以及桩爷身的完整国性；腹通过单桩勤及姓复合地基枝的静载荷哪试验，检弱验址CF天G孕桩单桩及毫复合地基烘是否满足承设计要求居。撒试验内容势：外①丑糠试块抗压丑强度试验默；喘②滋寄现场钻孔饥取芯检验钱；而③任常芯样抗压痰强度试验惹；新④跃壤单年桩静载试坡验挥；依⑤平复合地基瘦静载试验咐。椅（重2器）刊CF饶G貌桩及其复长合地基质些量检验标沫准歌:校①腊中交第一效公路勘察州设计研究疲院径200登3携年昌7夏月《两阶更段施工图金补充设计扩》的要求床：已CF凳G局桩桩体强挑度昌R甚28克=6Mp宰a售，设计单毙桩承载力拣为庙400K淡p硬a喂，复合地尽基承载力类为嗓200K裤p缝a饼。瓣②驼南京水利药科学研究肺院岩土工业程研究所慈提交的影《在x敢x钓高速公漏路趣x愧x端段软基处旅理新技术威推广应用棵技术服务两工作大纲趁》，其质费量检验标陶准为：间倘距乓1.8蚂m毯复合地基职容许承载掀力大于等顶于爱120K鼻p些a肝为合格，宇大于等槐于甚140K蜻p警a谦为优良。密（异3箩）淘祸试块抗压挂强度试验骂在竹CF蜡G拉桩施工过脱程中由专窜业人员对碎拌和后的俯混合料进盗行随机取光样，现场起制滔成伞150m区m×15猛0mm×距150m速m纳的标准试井块，试块喷在标准养束护条件下徒进行养护船，达云到刷2乘8逼天龄期后图进行抗压重强度试验朵。强度测鞠定值范围若在时17MP扎a饶~库23MP浊a以之间，试软块抗压强户度大付于狠R乡28壳＝乖6MP从a谁的桩体设障计强度要摘求。何（扎4蜜）宝贸现场钻孔性取芯检验长现场钻取冈芯样试验灾主要目的言是检府验侮CF奔G健桩的施工心质量。检扛验内容为诱：鼓①贱实际施工说桩长是否猾满足设计盼要求；盟②奏检验设计窝桩长范围婶内桩身的枣连续性；栽③市是否出现外断桩、离锯析、拌和撒不均匀等促现象；圆④间为桩体的舒强度试验尘采样。填取芯检验掘时间销距损CF厕G或桩施工结阅束时间约劫为床2加个月，龄缝期均大闯于挪2统8牧天。测确玉定断CF恐G贩桩取芯抽依检数量缠为剧4驾根桩勺，胡4钉根疑CF助G阁桩取芯抽负检结果为各：取芯至氏桩底，长念度配在包15m浪~伞16.5绑m爆之间。桩钱身连续、犯完整。迈（锹5烂）芯样抗印压强度试阵验慎选取不同老桩号不同礼深度堡的衫CF呈G偏桩芯样，骡送试验室子进行抗压依强度试验耗，桩体的微试样抗压另强度甜在壁17.6祸MPa演19.4痕MP而a刊之间，均嘴大坐于蕉R奴28位＝同6MP稼a寸的桩体设旷计强度要迅求。雕CF少G扩桩芯样抗鼓压强度试秋验成果表女序号缓间距喂桩号已试样深妄度熄(防m)恶抗压强尖度犯(匀Mpa)备1您1.8m药7巩排斤1涨5街号馆6.00环-6.3很0吃17.6贤2还1.8m荐1翻2彩排绝2宁0泳号锡4.20但-4.5玉0储19.4让（懂6来）静载试床验蚂①塑许检测内容违根据设计品文件要求凯：就1.8万m垫桩间距进象行偶2冶组静载试迟验刘，绿1鸣组单桩静资载试验个和哈1昼组荷载板驱为喘1.8m裤×1.8苏m驴的单桩复竭合地基静炎载试验。稻②盛久检测依据捡静载试验夕的过程、沿方法和试个验资料的秤整理以及塑取值标准被均按照现副行国家标雕准进行，渐主要参照淹的规范是趴：肚《建筑桩绸基技术规批范》哪（该JGJ9捏4-9遗4己）仁《建筑地酒基处理技腾术规范》淘（往JGJ7听9-20踩0衡2蛛）尖③坟汁加载与量故测系统曾加载系统窝：复垂直荷载惑采用主次保梁上预先件布设堆载参的方法实足施，预设爆荷载为预耀估极限荷凳载乱的巡120艰%年；加荷系跃统的最大愚安全负荷宋能力蚕为碑2000菠K翠N牙，用油压望千斤顶分锄级加荷。橡量测系统晓：肚用茫4捷只安装在款荷载板上糊的百分表各测量荷载织板与基准雅梁之间的妙垂直距离怒的变化，埋计算荷载园板的沉降期量。室试验前油只压千斤顶控，百分表李等量测设炎备已进行节标定。掠④现却试验方法庸用慢速维攀持荷载法健，即逐级遭加荷，每翼级荷载达组到相对稳县定后再加乡下一级荷直载，直至域破坏或达银到单桩或醒复合地基礼的极限承查载力后，乐再逐级卸底载至零。售A榜、荷载分匪级原则五按设计极冰限承载力悉的窃10低%拜作为每级否荷载增量秃。雀B稀、沉降观箩测斧每级荷载聚施加后间温隔障5挖、办1须0徐、将15mi樱n来各测读一棋次，以后则每疗隔开15mi挂n渔测读一次桨，累香计偿1堡h收后每外隔畏3嫂0仗分钟测读席一次，直侦至沉降稳震定。音C谋、沉降相据对稳定标喇准竞每小时沉挽降量不超零过抬0.1m江m蓬（单桩）探或县0.艺2挣（复合地音基），并脾连续出现渐二次，认啊为此级荷绵载下的沉亏降已达到务相对稳定和，可施加脊下一级荷迹载。每级搅荷载维持童时间不得果小心于忧2拢小时。并D站、终止加察载条件奴当出现下望列情况之屯一时，即王可终止加筋载。虫a环停沉降急骤乞增大，荷抵载承压板赚周围的土艘被明显挤吸出或出现姑裂缝；黎b协宴累计沉降扒量大于荷拾载承压板煮宽度歉的饰6久%份，或不大裤于诉100m待m美；荡c跳港总加载量汗已达设计葡要求值两兴倍以上。扎E额、卸载及且其沉降观姻测死当满足终虫止加载条散件后，即汤可进处卸诉载程序，茧每级卸载恳值为加载索值员的嗓2雅倍。每级狸卸载后葱在遗0-15疗-30-败60mi黑n片时刻读数祖，然后卸熟下一级荷更载；全部辆卸载后，音隔贺3-娘4抹小时再测怎读一次。挣（夏5蒙）单桩静属载试验成壮果普试验时间通距成桩时容间超园过六2肿个月，龄侮期大腊于传2代8圣天市，远CF节G怪桩单桩静游载试枝验属P-些S狂曲线见下活图：载分析上欣图齐CF砍G题单桩静载识试验曲线辣，是比较按典型的陡山降型曲线粪，典取荐P-掏S扣曲线发生巴明显陡降耗的起始货点落2450钟Kp丰a长为其极限尚承载力基爸本值。醉单桩静载牙试验成果寿汇总表见柜下表：鉴试验桩号乒桩赏径棍(任m)幅最终加载古量托(丘KN)借累计沉降六量亭(偶mm)虽极限承载地力义(兴Kpa)段2输7缩排轮1项5博号绞0.5确540焰76俱2450阴(6鸭)巩复合地基惊静载试验粉成果涛为分析研坛究褥垫层距对撤CF丝G滴桩复合地选基承载力镰的影景响离,线进行了两辩次静载试岁验叙:气①户无褥垫层隙的静载试鲁验纹；酷②则有完整褥笋垫层的静蔑载试验。陶第一次复孤合地基静满载试验与某单桩静载记试验同时夸进行，此付时场地内继尚未铺设清褥垫层，派仅在荷载骨板下铺设姿了一定厚旗度的找平筑砂垫层。猪复合地基装静载试柄验策P-晨S棵曲线见下大图：帽按相对变炒形分析，环取订s/b=它0.0凳1柿所对应的走荷载值即萄为复合地纱基承载力芦特征值。狐第一次静及载试验得铁到页的吃CF膝G睁桩复合地矩基承载力酒特征值丈在税120K舌Pa-1靠30K杏p蚕a群之间。试配验成果如苍下：目桩兼径尺(忧m)撤荷载板面溪积独(拆m2)译最终加载苦量但(便KN)奇累计沉降窄量农(定mm)侦承载力特钢征畅值假(恋Kpa)圈0.5良1.8×慰1.8=雷3.24街720浊164歇120尺第二次复处合地基承前载试题验洁,惹场地内已普铺设了砂爆垫零层疑,亏在逝CF碑G志桩顶部已邮经形成复践合褥垫层那。复合地欺基静载试篮验棕P-短S侮曲线见图川。拳第二次静庆载试验复咸合地基承箱载力特征臣值取值方亡法同第一燃次试验，台试验成果冤见表丈桩坊径诸(亏m)丸荷载板面港积点(拉m2)宫