地基处理-CFG桩施工工艺

3.5.1概述3.5.2加固原理3.5.3设计与计算3.5.4施工工艺3.5.5效果检验3.5.6工程实例水泥粉煤灰碎石桩

CFG桩

主要内容3.5.1概述定义适用范围重要概念复合桩基散体桩复合地基，其桩体由碎石或砂石等散体材料构成（碎石桩）低粘结强度桩复合地基（石灰桩、灰土桩、水泥搅拌桩）中等粘结强度桩复合地基（夯实水泥土桩）高等粘结强度桩复合地基（CFG桩、素混凝土桩）

在碎石桩基础上加入适量石屑、粉煤灰和水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，与周围地基土体形成复合地基，它比一般碎石桩复合地基的承载力高、变形量小。

CFG－水泥粉煤灰碎石桩一、定义一.概述1.定义水泥粉煤灰碎石桩法(cementfly-ashgravelpile):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。2.材料（1）粉煤灰：是燃煤发电厂排出的一种工业废料，其主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO

等。其中粉煤灰的活性决定于各种粒度的SiO2和Al2O3的含量。

碎石－粗骨料

石屑－中等粒径骨料，使得级配良好；

粉煤灰－细骨料和低标号水泥作用，提高桩体后期强度。

水泥－提高强度。

一、定义

按照施工工艺不同，分为挤土和非挤土两类振动沉管法施工－挤土法螺旋钻施工－非挤土法一、定义（2）碎（卵）石、砂、石屑、水泥：CFG桩的骨料为碎石、砂和石屑为填充料，水泥一般采用普通硅酸盐水泥。（3）材料的力学性能立方抗压强度：28d养护，σc=6.3~7.3MPa，σc=6.7MPa;劈裂抗压强度：80d养护，σ劈=0.5~0.59MPa，σ劈=0.54MPa;轴心抗压强度：80d养护，σ=3.5~6.3MPa，σ劈=4.3MPa;静弹模：E=8.4×103~9.8×103MPa，σ劈=8.8×103Mpa;（4）适用范围适用于处理粘性土、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。（5）CFG桩法的优点施工工艺简单，无场地污染，振动影响小；仅需要少量水泥，便于就地取材；受力特点与水泥搅拌桩相似，由桩侧阻力和桩端承载力组成，增加桩长可提高承载力。桩型对比值碎石桩CFG桩单桩承载力桩的承载力主要靠桩顶以下有限场地范围内桩周土的侧向约束，当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承载力的提高作用不大。以置换率10%计，桩承担荷载占总荷载的15%～30%。桩的承载力主要来自全桩长的摩阻力及桩端承载力，桩越长则承载力越高，以置换率10%计，桩承担荷载占总荷载的40%～75%。复合地基承载力加固黏性土复合地基承载力的提高幅度较小，一般为0.5～1倍。承载力提高幅度有较大可调性，可提高4倍或更高。变形减小地基变形的幅度较小，总的变形量较大。增加桩长可有效地减少变形，总的变形量小。三轴应力应变曲线应力-应变曲线不呈直线关系，增加围压，破坏主应力差较大。应力-应变曲线呈直线关系，围压对应力应变曲线没有多大影响。适用范围多层建筑物地基多层及高层建筑物碎石桩与CFG桩的对比一、定义

CFG桩吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点。施工工艺与普通振动沉管灌注桩一样，工艺简单；与振冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小。所用材料仅需少量水泥，便于就地取材，基础工程不会与上部结构争建筑材料，这也是比水泥搅拌桩的优越之处。受力特性与水泥搅拌桩类似。

CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基。

一、定义垫层指的是设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件。

垫层为介于基层与土基之间的结构层,在土基水温状况不良时,用以改善土基的水温状况,提高路面结构的水稳性和抗冻胀能力,并可扩散荷载,以减少土基变形.

垫层使用条件和一般规定如下:

1.路基经常处于潮湿和过湿状态的路段,以及在季节性冰冻地区产生冰冻危害的路段应设垫层.

2.垫层材料有粒料和无机结合料稳定土两类.粒料包括天然砂砾,粗砂,炉渣等.采用粗砂和天然砂砾时,小于0.074mm的颗粒含量应小于5%;采用炉渣时,小于2mm的颗粒含量宜小于20%.

3.垫层厚度要按当地经验确定.在季节性冰冻地区路面总厚度小于防冻最小厚度时,应以垫层材料补足.CFG桩复合地基。此处的褥垫层，不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。工程中，对散体桩和低粘结强度桩复合地基，有时可不设置褥垫层，也能保证桩与土共同承担荷载。CFG桩是高粘结强度桩，褥垫层是CFG桩和桩间土形成复合地基的必要条件，是不可缺少的一部分。一、定义3.褥垫层作用由级配的砂石、粗砂、碎石组成的褥垫层有如下四方面的作用：保证桩土共同承担荷载；减少基础底面的应力集中；褥垫层厚度可以调整桩土荷载分担比；褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比；——保证桩与土共同承担荷载褥垫层作用——保证桩与土共同承担荷载褥垫层作用——保证夏桩与池土共绞同承涝担荷间载褥垫层作用——调整桩与煤土垂直和撕水平荷载掏的分担作殿用褥垫层作用——调整盏桩与他土垂察直和隐水平举荷载爽的分始担作丙用褥垫层作用桩体作用CFG不同于碎罚石桩，是饶具有一定棋粘结强度芽的混合料扣。在荷载摄作用下CF兵G桩的压紧缩性明暮显比其个周围软方土小，姿因此基芬础传给巧复合地因基的附缘瑞加应力棋随地基爽的变形饿逐渐集厘中到桩虑体上，转出现应标力集中扶现象，岛复合地柄基中的CFG桩起到喂了桩体含作用。——减少基础荐底面的应先力集中H＝0时，筛桩对践基础逃的应队力集舌H大到一定程度后，基底反力即为天然地基的反力分布。褥垫层作用褥垫层的调整均化作用保证桩倍、土共尝同承担般荷载褥垫俊层的堪设置各为Ｃ疯ＦＧ长桩复剥合地蔬基在恋受荷后提供预了桩上、纤下刺入的支条件，即半使桩端落在稠好土垄层上恶，至增少可棉以提绳供上华刺入尊条件啦，以保证桩停间土始终肾参与工作吐。褥垫层的调整均化作用减少丛基础色底面喊的应晌力集梨中当褥朵垫层峰厚度竟大于阁１０瓦ｃｍ者时，进桩对龙基础产生的骆应力集再中已显薪著降低害。褥垫层的调整均化作用褥垫厚度拾可以调整救桩土荷载嚷分担比荷载宫一定匹时，恳褥垫按越厚凳，土蹲承担括的荷摸载越多。杏荷载水趴平越高绿，桩承周担的荷深载占总镇荷载的百皮分比越涛大。褥垫层的调整均化作用褥垫顺厚度渴可以饰调整骄桩、弯土水采平荷坚载分暴担比基础承叔受水平掩荷载时统，褥垫掉厚度越弓大，桩顶驴水平愤位移跃越小茶，即悟桩顶男受的纽奉水平虾荷载殃越小。CF坦G桩主剖要适姨用于匆：粘性效土、谎淤泥映、淤鸣泥质泼土、烘粉土佳、砂绩性土局、杂丹填土白、湿猪陷性夜黄土忧。二、适用范围桩体的置仍换作用挤密作示用加固原队理3.5.2加固原理褥垫层族的调整拌均化作馅用非挤土法草施工时，让施工对土场体的振动泻或挤压作用使桩间眉土得到挤某密－－扑提高各了强孙度。加固后地猜基土的含丢水量、孔瞧隙比、压针缩系数均有所减乐小；重进度、压踪蝶缩模量踏均有所友增加，驳说明经加固后谊桩间土已游挤密。挤密作用平面布置服、桩径、关桩距桩长、桩永体强度褥垫层厚辆度及材料设计参数3.5.3设计与计算Ｌ等边旧三角想形或雅方形妄布置牧，面积香置换梅率m不宜超过10％（充分发春挥桩间土夏作用）平面布置直径——35档0～600贡mm桩径CFG桩常采用衫振动沉管搞法施工，等其桩径根普据桩管大粉小而定，脉一般为：Ｌ桩距——（3～6）d桩距桩距的选好用需要考闭虑承载力垂提高幅度衣要能满足出设计要求然，且施工闹方便，桩臭作用的发六挥、场地单地质条件太及造价等窄因素。CFG桩桩距选用参考值

土质桩距布桩形式挤密性好的土，如砂土、粉土、松散填土等可挤密土，如粉质黏土、非饱和黏土不可挤密性土，如饱和黏土、淤泥质土单、双排布桩的基础（3~5d）（3.5~5d）（4~5d）含9根以下的独立基础（3~6d）（3.5~6d）（4~6d）满堂布桩（4~6d）（4~6d）（4.5~7d）桩距(1)对挤密岩性好的们土，如翅砂土、钟粉土和掩松散填炕土等，欢桩距可提取得较哲小。(2荒)对单、叛双排布季桩的条骡形基础枪和面积捆小的独练立基础谊等，桩外距可取纲得较小清。反之抹，满堂膀布桩的茅筏基、往箱基以疾及多排话布桩的室条基、除设备基浙础等，晶桩距应唯适当放壤大。(3承)地下匀水位参高，触地下病水丰休富的挖建筑顶场地款桩距债也应故适当皆的放已大。求解紧思路顿：根乒据设备计要猛求达瓣到的烦复合锦地基症承载句力以歇及天厉然地傻基承水载力——桩土应力厦比n——桩顶袍应力——桩顶承受共的集中力——参照与便施工方犹法相关草的桩周勒摩阻力裤和桩端烈端承力——桩长桩长1、n＝？2、桩顶荡应力3、桩顶洒承受的自集中力4、桩传顶承特受的戏集中刻力推博算桩献长最低漂强度个按3倍桩顶阳应力卵确定绪。桩体强度材料：碎恼石、级配要砂石、粗宰砂或中砂厚度：10～30c婚m为宜，可生适当加宽复。褥垫层材料、厚度一般情况CFG桩复合地盟基沉降由亦三部分组艇成。加固深度劈燕范围内土后的压缩变踢形s1；下卧层座变形s2；褥垫层蛙变形s3。（数量糊很小可以挣忽略不计五）沉降计算1.处理范围枣和桩径d水泥撕粉煤两灰碎丸石桩杏可只星在基乒础范箱围内主布置贿，桩救径宜偏取d=3政50～600借mm。2.桩距S根据处理靠后的复合忧地基承载佛力fsp悟k、土性扫、施工永工艺确府定，一湖般S=（3～5）d。3.褥垫泄层厚锡度和框材料桩顶崭和基刷础之萄间应掉设置唐褥垫鸟层，陕褥垫舟层厚颤度宜最取15糖0～300洪mm，当桩径维大或桩距或大时褥垫尸层厚度宜室取高值。褥垫层材汉料宜用中面砂、粗砂未、级配砂仇石或碎石近等，最大伞粒径不宜抬大30mm。4.水泥雹粉煤私灰碎摇石桩棍复合丑地基下承载白力特烘征值嫁确定（1）通矩过现恶场复仰合地宿基载滑荷试艘验确旋定；（2）初步罗设计时愈也可按谎下式估道算：fsp溪,k=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk式中fsk——处理圆后天垦然地牙基承载力能特征值促（kP资a）,，宜按归当地经啊验取值萌，如无米经验时敞，可取怨天然地母基承载汉力特征释值；m—进—面积置丑换率，m=Ap/A；Ap——桩的截闻面积(m2)；β——桩间即土承载力折怨减系数，宜按疼地区略经验便取值桃，如孤无经痰验时考可取0.75那~0.9吵5，天然地劳基承载森力较高话时取大竭值；Ra——单桩承载溪力特剥征值听（kN）。（4）单桩承载力益特征值Ra的确净定当采用泡单桩载暖荷试验五时，应详将单桩贩竖向极搞限承载纲力除以我安全系侨数2，即按下插式计算：当无单桩看载荷试验净资料时，寻可按下式你估算：Ra=Up∑qsi×Li+qp×Ap式中Up——桩的周桶长，m；qsi——桩侧第i层土的侧哪阻力特征砖值，kPa，按国家拐现行国家肌标准《建筑迫地基崇基础爪设计汁规范》G商B催50家00梯7有关规定凑确定取值科；qp——桩的端阻腊力特征值断，kPa，按姓国家棵现行鸽国家烧标准《建筑地狂基基础酒设计规场范》G兆B冰50徒00故7有关规元定确定罚取值；Li——第i层土的厚背度，m。5.桩体试块室抗压强度状平均值应古满足下式峰要求：式中fcu——桩体喝混合字料试殿块（盖边长150m色m立方体）叨标准养护28d立方体盐抗压强狠度平均扰值（kPa）。6.变形计算CFG桩地基总秧沉降量S为：S=S1+S2+S3式中S1——复合地基碰沉降量，mm；S2——下卧土崇层沉降兆量，mm；S3——褥垫层沉衰降量，mm；因褥垫所层厚度较窜小，其变争形值更小青，而且多心在施工过青程中完成记，所以可态忽略不计档。所以民上式棕可简湖化为困：S=S1+S2地基处理侮后的变形要计算应按鸣现行国家赴标准《建筑装地基努基础勒设计车规范》GB桥500来07的有锋关规练定执队行。生复合碍土层登的分雹层与杀天然面地基陵相同胜，各蔑复合帅土层篮的压第缩模滚量等忽于该芬层天陕然地渡基压奔缩模但量的ξ倍，ξ值可按下爆式计算：变形篮计算木经验零系数ψs根据牺当地趋沉降畏观测绩资料避及经坟验确掌定，扰也可碎采用惯下表蔬数值身：

（Mpa)2.54.07.015.020.0ψs1.11.00.70.40.2沉降支经验合系数ψs为变跃形计格算深斩度范皆围内孟压缩互模量稿的当牲量值填，应消该下谨式计羞算：式中Ai——第i层土附加竹应力系数汉沿土层深客度的积分舅值；Esi——基础底面卸下第i层土的压安缩模量值授（MPa），纹桩长迅范围求内的直复合诱土层骑按复职合土搭层的鸣压缩负模量蕉取值茂。地基哈变形摘计算洁深度蚕应大按于复胁合土竖层的测厚度奴，并本符合从现行厘国家溉标准《建筑地基觉基础设计逮规范》GB盏50愧007中地基患变形计忧算深度倡的有关猪规定。四施工1.水泥滴粉煤醉灰碎假石桩遗的施扁工，能应根售据现危场条没件选塘用下松列施滑工工气艺：(1泥)长螺旋报钻孔灌杜注成桩录，适用铺于地下它水位以奴上的粘裕性土、宵粉土、这素填土污、中等戒密实以浙上的砂煌土；(2)长螺旋钻狠孔、管内岔泵压混合所料灌注成麦桩，适用喜于粘性土藏、粉土、特砂土以及豆对噪声或粗泥浆污染破要求严格蜓的场地；(3巧)振动匪沉管盯灌注糟成桩闭，适粱用于勺粉土图、粘羊性土叮及素爽填土呢地基孤。施工桩顶某标高宜高悔出设计桩尝顶标高不泻少于0.5馋m。成桩过厦程中，全抽样做临混合料术试块，蚕每台机叮械一天床应做一驾组（3块）试稳块（边翁长为15讽0m驾m的立书方体艰），叫标准阀养护动，测绳定其阵立方厌体抗施压强舰度。冬期施识工时混杨合料入谎孔温度铜不得低镜于5习℃，对背桩头唤和桩准间土案应采也取保披温措资施。清土眯和截捞桩时件，不支得造挺成桩辰顶标幼高以施下桩肝身断胖裂和蛮扰动胸桩间动土。6.褥垫层害铺设宜尖采用静妈力压实巾法，当悔基础底惭面下桩植间土的怕含水量财较小时墨，也可途采用动馆力夯实痛法，夯懒填度（梯夯实后吹的褥垫贤层厚度迈与虚铺径厚度的薯比值）熊不得大中于0.9移0。7.施工垂直故度偏差不舅应大于1%；对满国堂布桩邪基础，白桩位偏趟差不应锤大于0.4倍桩径蛮；对条砖形基础牵，桩位价偏差不隙应大于0.袄25倍桩径，达对单排布娱桩桩位偏旦差不应大铲于60mm。五质司量检验施工箭质量俊检验就主要盖应检肿查施捕工记尺录、贴混合皂料坍晕落度厚、桩商数、姓桩位介偏差洁、褥文垫层盟厚度江、夯史填度差和桩蹦体试碍块抗东压强腰度等洒。水泥粉煤煎灰碎石桩坡地基竣工睛验收时，定承载力检蹄验应采用时复合地基续载荷试验双。水泥粉煤终灰碎石桩绣地基检验硬应在桩身杂强度满足仁试验荷载凉条件时，胀并宜在施独工结束28d后进行。灭试验数量挨宜为总桩降数的0.5%～1%，且每个自单体工程密的试验数违量不应少宿于3点。应抽取不纸少于总桩雨数的10%的桩进行谜低应变动显力试验，岭检测桩身摧完整性。3.5.4施工方法一、具水泥廊粉煤时灰碎满石桩吨的施塌工，满应根挥据现参场条榴件选做用下震列施写工工静艺：1长螺旋践钻孔灌术注成桩刚，适用袖于地下渠水位以京上的粘敏性土、愚粉土、货素填土印、中等察密实以姓上的砂洗土；2长螺旋牲钻孔、未管内泵助压混合而料灌注那成桩，靠适用于主粘性土敬、粉土众、砂土匆，以及缝对噪声劲或泥浆妄污染要遇求严格芬的场地施；3振动沉包管灌注柔成桩，行适用于捆粉土、突粘性土萍及素填香土地基洋。二、长螺雁旋钻孔、矿管内泵压喜混合料灌著注成桩施股工和振动徒沉管灌注汪成桩施工便除应执行昼国家现行绢有关规定蔑外，尚应级符合下列塘要求：1施工前昌应按设络计要求姓由试验锈室进行喜配合比逢试验，姓施工时我按配合亏比配制猾混合料良。长螺罚旋钻孔著、管内句泵压混欣合料成各桩施工贿的坍落舌度宜为160～200鬼mm，振动惯沉管灌屑注成桩异施工的搜坍落度冠宜为30～50mm，振奏动沉坊管灌葵注成筋桩后漏桩顶祥浮浆架厚度消不宜壮超过20刺0m磁m；2长螺旋加钻孔、经管内泵单压混合赴料成桩新施工在躁钻至设苦计深度网后，应鉴准确掌视握提拔岸钻杆时楼间，混推合料泵裁送量应码与拔管则速度相锁配合，脊遇到饱蓄和砂土禾或饱和沉粉土层孟，不得西停泵待贺料；沉驴管灌注倾成桩施腿工拔管输速度应独按匀速灶控制，涨拔管速棒度应控飘制在1.绕2～1.5超m/m轿in左右，如幼遇淤泥或歇淤泥质土纳，拔管速桃度应适当锄放慢；3施工讲桩顶糕标高况宜高卸出设崖计桩睛顶标翻高不匪少于0.茎5m；4成桩过迹程中，颠抽样做埋混合料烫试块，法每台机胸械一天接应做一季组（3块）试块躁（边长为15概0m筒m的立方体赏），标准浑养护，测证定其立方棉体抗压强前度。1）冬咽期施喜工时仇混合仿料入筋孔温祥度不图得低游于5℃，对桩头营和桩间土物应采取保赶温措施。2）清土和截悔桩时，不娱得造成桩竹顶标高以汽下桩身断散裂和扰动醒桩间土。3）褥垫层铺申设宜采用秃静力压实哭法，当基兽础底面下膊桩间土的娱含水量较雄小时，也婚可采用动还力夯实法车，夯填度捐（夯实后饥的褥垫层块厚度与虚忍铺厚度的飘比值）不绳得大于0.9。三、施工垂悠直度偏上差不应预大于1%；对县满堂通布桩屈基础楼，桩称位偏护差不秃应大热于0.4倍桩径；垂对条形基标础，桩位剑偏差不应伤大于0.2顺5倍桩径缘瑞，对单调排布桩匀桩位偏援差不应色大于60蛙mm。施工质量控制施工匠检测逐桩熟静压静压及振拔碎技术大直稍径