水泥粉煤灰碎石桩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——保证桩闪与土共啄同承担女荷载褥垫层作用——调整桩温与土垂纪直和水斯平荷载耕的分担痕作用褥垫层作用——调整轿桩与哀土垂蜻直和源水平犹荷载洪的分峰担作寒用褥垫层作用桩体作用CF锤G不同内于碎肥石桩潮，是抛具有圾一定哈粘结提强度含的混免合料土。在胜荷载屋作用骗下CF法G桩的坝压缩辜性明盆显比残其周仪围软博土小贫，因夏此基弃础传铺给复板合地焰基的需附加付应力捧随地蒜基的臂变形苍逐渐插集中希到桩裕体上英，出饺现应金力集尼中现均象，狗复合汁地基文中的CF朝G桩起碍到了券桩体狭作用蜘。——减少基更础底面谦的应力背集中H＝0时，桩会对基础朗的应力柏集中很撇显著，筐和桩基瓜础一样猛，需要铁考虑桩歼对桩基坐的冲切食破坏；H大到一忽定程度咐后，基妖底反力潜即为天灯然地基论的反力茄分布。褥垫层作用褥垫层的调整均化作用保证桩萍、土共万同承担井荷载褥垫番层的盟设置英为Ｃ宪ＦＧ樱桩复使合地高基在爱受荷后提剪供了桩沙上、下秧刺入的左条件，昂即使桩毫端落在竹好土乖层上午，至主少可许以提饥供上拿刺入郊条件欠，以保证各桩间土姻始终参根与工作带。褥垫层的调整均化作用减少肤基础恨底面移的应或力集者中当褥厘垫层抚厚度恐大于画１０处ｃｍ倦时，企桩对挤基础产生臣的应建力集酸中已武显著蹈降低超。褥垫层的调整均化作用褥垫荡厚度秀可以睁调整暖桩土泪荷载拖分担谜比荷载一晨定时，混褥垫越幼厚，土难承担的似荷载越多。柿荷载水准平越高颜，桩承绳担的荷卷载占总包荷载的菊百分飞比越珠大。褥垫层的调整均化作用褥垫辱厚度益可以速调整较桩、情土水美平荷敏载分浊担比基础鸦承受赠水平稠荷载虏时，趋褥垫脊厚度盈越大显，桩顶水冤平位移蚁越小，挡即桩顶历受的水醒平荷载凉越小。CF打G桩主沿要适曲用于睛：粘性塔土、削淤泥泽、淤唯泥质联土、警粉土炕、砂里性土雷、杂插填土总、湿污陷性明黄土葬。二、适用范围桩体欺的置轰换作蔽用挤密作搬用加固原抛理3.5.2加固原理褥垫层美的调整估均化作魔用非挤土冶法施工血时，施监工对土价体的振岛动或挤炉压作用使搭桩间省土得挺到挤渔密－－提帐高了强疫度。加固避后地脑基土寇的含桨水量饼、孔营隙比伟、压宝缩系原数均有所减如小；重肚度、压阅缩模量茄均有所敬增加，劣说明经加固择后桩间地土已挤随密。挤密作用平面布趟置、桩雹径、桩蔽距桩长笨、桩默体强慨度褥垫醒层厚摸度及捉材料设计参伤数3.5.3设计与计算Ｌ等边三定角形或寸方形布盼置，面积置炕换率m不宜超盈过10％（充分萌发挥桩介间土作致用）平面布置直径——候35弊0～60酬0m美m桩径CF债G桩常登采用超振动兽沉管睡法施信工，下其桩签径根抗据桩微管大缴小而肾定，武一般校为：Ｌ桩距——（3～6）d桩距桩距的颗选用需摸要考虑半承载力指提高幅叔度要能欢满足设散计要求郑，且施描工方便菠，桩作吊用的发妈挥、场稿地地质朱条件及摄造价等丽因素。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)对挤爸密性谋好的伪土，薪如砂信土、怀粉土氏和松齿散填税土等颈，桩摔距可灭取得属较小闷。(2辜)对单左、双沙排布合桩的昆条形瘦基础时和面泰积小送的独碑立基稿础等皂，桩戚距可循取得瓦较小基。反杯之，感满堂歇布桩地的筏罪基、紧箱基曾以及叉多排夜布桩畜的条姜基、都设备沟基础艳等，念桩距耐应适秃当放透大。(3)地下淘水位恩高，舞地下驳水丰志富的悬建筑尼场地恢桩距痛也应械适当仇的放扩大。求解昆思路章：根痰据设田计要搅求达忆到的采复合红地基贴承载保力以旧及天凭然地易基承时载力——桩土应唯力比n——桩顶应康力——桩顶承难受的集恭中力——参照却与施健工方俭法相哑关的弓桩周梦摩阻某力和逼桩端杂端承因力——桩长桩长1、n＝？2、桩顶堂应力3、桩顶知承受的距集中力4、桩洽顶承结受的烫集中邪力推青算桩休长最低强晌度按3倍桩短顶应显力画确定谦。桩体强度材料：封碎石、福级配砂沫石、粗爷砂或中粒砂厚度：10～30c棵m为宜，昌可适当档加宽。褥垫层材料、厚度一般数情况CF乡丰G桩复合简地基沉势降由三侨部分组烂成。加固予深度菠范围誓内土通的压磁缩变来形s1；下卧赖层变疲形s2；褥垫沾层变蜻形s3。（数涌量很小涌可以忽撤略不计尽）沉降计算1.处理范袖围和桩塞径d水泥粉估煤灰碎赤石桩可糖只在基名础范围猜内布置别，桩径撤宜取d=劳35危0～600镰mm。2.桩距S根据处米理后的坑复合地习基承载跪力fsp跨k、土辛性、迹施工袍工艺志确定闲，一班般S=（3～5）d。3.褥垫盐层厚妄度和羞材料桩顶和域基础之渔间应设缸置褥垫江层，褥引垫层厚小度宜取15弹0～300蚊mm，当桩谈径大或障桩距大林时褥垫妖层厚度汽宜取高类值。褥垫层哭材料宜沫用中砂怨、粗砂督、级配甚砂石或孝碎石等捕，最大院粒径不爷宜大30m尽m。4.水泥粉域煤灰碎谈石桩复勇合地基深承载力靠特征值欧确定（1）通过坝现场复舟合地基捧载荷试饶验确定环；（2）初剪步设旅计时现也可趟按下较式估有算：fsp,吩k=m（Ra/Ap）+β（1-援m）fsk式中fsk——处理较后天取然地蚂基承载捐力特个征值嫂（kP赏a）,，宜按恐当地经帖验取值注，如无盲经验时纠，可取及天然地踩基承载的力特征料值；m——面积置偏换率，m=Ap/A；Ap——桩的秃截面缘瑞积(m2)；β—条—桩间世土承载叫力折办减系毕数，宜按似地区驰经验迫取值坐，如科无经骆验时庆可取0.7广5~0吊.95，天然地谎基承载阁力较高锤时取大寸值；Ra——单桩承载绘力特贞征值浴（kN）。（4）单桩承载殖力特裹征值Ra的确定当采用低单桩载摘荷试验必时，应死将单桩芳竖向极些限承载推力除以屠安全系元数2，即按稻下式计察算：当无单尼桩载荷枪试验资因料时，辩可按下蛋式估算德：Ra=Up∑qsi×Li+qp×Ap式中Up——桩的盾周长津，m；qsi——桩侧第i层土的正侧阻力霞特征值笨，kP抄a，按猪国家聚现行柿国家圾标准《建筑地帝基基础抹设计规哥范》G扑B惜50垂00季7有关规屡定确定油取值；qp——桩的雄端阻械力特闹征值澡，kPa，按纸国家漫现行驼国家状标准《建筑央地基语基础普设计烟规范》G温B本50林00招7有关规眠定确定若取值；Li——第i层土挽的厚如度，m。5.桩体洲试块胸抗压壶强度归平均察值应蜻满足渗下式内要求窝：式中fcu——桩体始混合麻料试喜块（非边长150溪mm立方挣体）赚标准顾养护28d立方体好抗压强顽度平均福值（kP播a）。6.变形计纱算CFG桩地基疫总沉降墓量S为：S=S1+S2+S3式中S1——复合地森基沉降则量，mm；S2——下卧叨土层励沉降炕量，mm；S3——褥垫层俘沉降量遥，mm；因褥槽垫层厚降度较小砌，其变刚形值更纷小，而当且多在督施工过渡程中完谱成，所颈以可忽庆略不计酱。所以燃上式吵可简抽化为轮：S=S1+S2地基处倦理后的绕变形计眼算应按眨现行国惜家标准《建筑地抄基基础寇设计规拐范》G项B5葡00犯07的有眠关规夫定执何行。嗓复合魂土层治的分逆层与捏天然框地基指相同弄，各呀复合发土层碌的压旱缩模煮量等网于该培层天始然地欺基压以缩模血量的ξ倍，ξ值可厚按下证式计团算：变形概计算毁经验它系数ψs根据当刺地沉降辛观测资券料及经朽验确定斜，也可略采用下慎表数值弓：

（Mpa)2.54.07.015.020.0ψs1.11.00.70.40.2沉降砍经验现系数ψs为变发形计素算深队度范肆围内肌压缩嫌模量亡的当敏量值进，应田该下吸式计低算：式中Ai——第i层土狡附加验应力区系数宋沿土怪层深答度的锅积分宴值；Esi——基础勇底面铅下第i层土的酿压缩模腥量值（MP树a），桩伐长范围黎内的复嘱合土层秃按复合亡土层的骑压缩模成量取值钢。地基变伟形计算疯深度应舞大于复名合土层晴的厚度容，并符咽合现行道国家标且准《建筑地妨基基础饶设计规津范》G萝B拼50安00栏7中地基悬变形计壁算深度瓜的有关宏规定。四施摘工1.水泥粉暂煤灰碎唉石桩的坝施工，杀应根据顽现场条丽件选用宝下列施何工工艺田：(1)长螺掘旋钻趋孔灌温注成泡桩，甜适用街于地王下水绣位以再上的多粘性统土、测粉土生、素匀填土狠、中纯等密厌实以械上的呀砂土禁；(2唤)长螺秀旋钻虫孔、私管内岂泵压瓦混合丧料灌旺注成肢桩，炮适用交于粘译性土女、粉占土、肢砂土果以及祝对噪宵声或鹊泥浆你污染也要求巩严格炊的场朱地；(3摄)振动闭沉管幅灌注足成桩掏，适挑用于暖粉土将、粘祖性土抢及素散填土剑地基魔。施工桩继顶标高花宜高出散设计桩边顶标高端不少于0.5屯m。成桩过反程中，盒抽样做堪混合料太试块，缸每台机从械一天球应做一娘组（3块）试挡块（边远长为150帜mm的立方奇体），浑标准养楼护，测忽定其立浓方体抗软压强度浩。冬期施输工时混敞合料入载孔温度费不得低微于5℃，对桩欧头和桩牵间土应想采取保粥温措施驶。清土和伸截桩时荐，不得宪造成桩勉顶标高弓以下桩墓身断裂纺和扰动组桩间土逗。6.褥垫层社铺设宜暂采用静菠力压实冷法，当喉基础底暴面下桩隙间土的蹈含水量吉较小时躬，也可绸采用动蓬力夯实副法，夯睡填度（有夯实后刺的褥垫路层厚度直与虚铺哥厚度的袖比值）呀不得大继于0.9利0。7.施工垂税直度偏沈差不应眯大于1%；对缎满堂糕布桩作基础紧，桩你位偏乒差不居应大泽于0.4倍桩径声；对条洗形基础锡，桩位酸偏差不羡应大于0.2证5倍桩径危，对单凡排布桩尺桩位偏尘差不应捞大于60m耍m。五质泉量检验施工茅质量波检验刻主要桨应检盒查施邀工记绵录、沟混合之料坍阶落度涉、桩控数、殃桩位兽偏差罗、褥车垫层邀厚度植、夯桌填度宾和桩欲体试喉块抗绸压强伤度等博。水泥买粉煤茧灰碎它石桩掏地基茅竣工斤验收傅时，塑承载异力检料验应场采用卷复合某地基衔载荷悄试验疼。水泥祸粉煤情灰碎颠石桩肤地基驻检验佛应在疼桩身萄强度瓦满足阁试验造荷载州条件箩时，梁并宜舱在施窃工结瞎束28d后进霉行。沾试验研数量蔑宜为杏总桩凳数的0.援5%～1%，且每芝个单体朽工程的费试验数碍量不应饿少于3点。应抽取迷不少于璃总桩数乒的10除%的桩统进行库低应被变动帮力试符验，犹检测榨桩身兔完整怕性。3.5.4施工方法一、块水泥煎粉煤涨灰碎疲石桩婆的施送工，翻应根搁据现秒场条凶件选仔用下那列施辞工工图艺：1长螺修旋钻结孔灌蚕注成白桩，室适用庸于地眉下水膜位以兆上的撇粘性茄土、迟粉土赶、素宽填土摧、中体等密划实以必上的息砂土纳；2长螺旋蝇钻孔、罩管内泵守压混合意料灌注舱成桩，用适用于达粘性土张、粉土侄、砂土樱，以及扑对噪声滋或泥浆析污染要扶求严格堪的场地碎；3振动牛沉管因灌注市成桩识，适女用于崖粉土熊、粘途性土敌及素挣填土城地基令。二、长触螺旋钻菌孔、管蓄内泵压明混合料蜂灌注成托桩施工搜和振动提沉管灌虫注成桩鲜施工除视应执行异国家现什行有关天规定外惰，尚应备符合下扁列要求扛：1施工分前应圆按设垮计要佛求由若试验腾室进罚行配幅合比控试验没，施奇工时两按配拨合比永配制反混合翅料。所长螺早旋钻寒孔、析管内舍泵压伞混合况料成稀桩施音工的抄坍落透度宜纯为16庆0～200院mm，振动鼠沉管灌丧注成桩荣施工的妙坍落度耻宜为30～50犬mm，振渴动沉鲁管灌严注成漂桩后斜桩顶奶浮浆娱厚度槽不宜哨超过200垒mm；2长螺刘旋钻轮孔、东管内冶泵压蚁混合谅料成敢桩施败工在掘钻至地设计钩深度园后，拢应准昆确掌快握提栏拔钻勉杆时手间，滔混合是料泵国送量辅应与泛拔管沃速度歌相配乘合，舰遇到少饱和占砂土雕或饱冠和粉畜土层占，不妨得停槐泵待委料；饮沉管拳灌注须成桩姥施工责拔管窑速度臂应按席匀速谋控制忽，拔详管速耽度应蓝控制腔在1.2～1.5魔m/m屋in左右，造如遇淤桶泥或淤荷泥质土廉，拔管惰速度应班适当放夺慢；3施工稼桩顶狮标高仇宜高艰出设透计桩乌顶标敞高不者少于0.5解m；4成桩过腐程中，默抽样做谨混合料扇试块，品每台机顿械一天孤应做一闻组（3块）缺试块炊（边泰长为15骑0m贡m的立方抄体），楼标准养蒜护，测遇定其立晨方体抗解压强度咏。1）冬期诉施工时伶混合料讲入孔温改度不得壁低于5℃，对桩沃头和桩饺间土应剩采取保胶温措施垮。2）清土牺和截徒桩时葵，不荐得造结成桩献顶标伐高以饶下桩陈身断繁裂和瓜扰动汽桩间呀土。3）褥垫层鼓铺设宜锤采用静岸力压实炕法，当受基础底域面下桩缸间土的莫含水量混较小时就，也可蜂采用动姻力夯实劳法，夯店填度（旱夯实后湾的褥垫柱层厚度亏与虚铺按厚度的楚比值）准不得大如于0.9。三、施工包垂直茂度偏裁差不鱼应大历于1%；对满膊堂布桩州基础，转桩位偏文差不应柳大于0.4倍桩径记；对条瞎形基础劈燕，桩位恰偏差不已应大于0.摔25倍桩径差，对单怠排布桩掉桩位偏涝差不应于大于60m锈m。施工质量控制施工难检测逐桩泳静压静压振锻拔技术大直径禽预制桩阻尖的采辞用质量检验1施工烤质量