地基处理补充

地基处理补充1第一页，共四十三页，编辑于2023年，星期日上一讲内容回顾§5.5高压喷射注浆法§5.6强夯法§5.7振冲法2第二页，共四十三页，编辑于2023年，星期日本讲内容（补充）一、CFG桩复合地基二、夯实水泥土桩复合地基3第三页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（一）定义及适用范围：水泥(cement)粉煤灰(flyash)碎石(gravel)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黏结强度桩，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。水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。一、CFG桩复合地基4第四页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（二）加固机理1.桩体作用无垫层时，CFG桩单桩复合地基的桩土应力比n=25～30，而碎石桩n=2.2～2.42.挤密作用5第五页，共四十三页，编辑于2023年，星期日3.褥垫层作用（1）保证桩、土共同承担荷载（2）减少基础底面的应力集中，避免冲切6第六页，共四十三页，编辑于2023年，星期日桩土应力比与垫层厚度的关系褥垫层的合理厚度为15～30cm7第七页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（3）褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比荷载一定时，褥垫越厚，土承担的荷载越多。荷载水平越高，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大。8第八页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（4）调整桩土水平荷载分担9第九页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（三）CFG桩复合地基工程特性1.承载力提高幅度大、可调性强CFG桩桩长可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40％～75％之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。10第十页，共四十三页，编辑于2023年，星期日2.适应范围广对基础形式而言，CFG桩既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。11第十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期日当土的承载力标准值≤50kPa时，CFG桩的适用性值得研究。当土是具有良好挤密效果的砂土、粉土时，振动可使土挤密，桩间土承载力可有较大幅度的提高，CFG桩是适用的。比如唐山港海员大酒店工程，天然地基承载力标准值≤50kPa，地表以下8m又有较好的持力层，采用振动沉管机成桩，仅振动挤密分量就有70～80kPa，即加固后桩间土承载力可达120～130kPa。而塑性指数高的饱和软粘土，成桩时土的挤密分量为零，不宜做复合地基。12第十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期日3.桩体的排水作用CFG桩在饱和粉土和砂土中施工时，由于沉管和拔管的振动，会使土体产生超孔隙水压力。刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，直到CFG桩体结硬为止。这样的排水过程可延续几个小时。（不会影响桩体的强度）13第十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期日4.桩体强度和承载力的关系当桩体强度大于某一数值时，提高桩体标号对复合地基承载力没有影响。因此复合地基设计时，不必把桩体标号取得很高。一般取C10~C20即可。14第十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期日复合地基模量大、建筑物沉降量小是CFG桩复合地基重要特点之一。大量工程实践表明，建筑物沉降量一般可控制在2-4cm。5.复合地基变形小15第十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期日6.与混凝土桩基础比，可大大降低造价德州市医药管理局综合住宅楼17层，天然地基承载力110KPa，设计要求达到300KPa，采用CFG桩处理，桩径360mm，桩长12m，桩距1.4m，桩数440根，桩体标号C10，振动沉管法施工。造价：CFG桩30万，如采用灌注桩70万，采用预制桩90万。16第十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（四）设计1.CFG桩可只在基础范围内布置，桩径宜取350～600mm。2.桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取3～5倍桩径。CFG桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。17第十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期日3.桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150～300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。4.褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。18第十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期日5.CFG桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算：β——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95

19第十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期日6.单桩竖向承载力特征值的取值，应符合下列规定：⑴当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；⑵当无单桩载荷试验资料时，可按下式估算：qsi,qp——桩周土的侧阻力、桩端端阻力特征值（KPa）

20第二十页，共四十三页，编辑于2023年，星期日7.桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求：21第二十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期日8.CFG桩复合地基设计时应进行地基变形验算。地基处理后的变形应按分层总和法计算。复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ζ倍，ζ值可按下式确定：22第二十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期日（五）施工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、中等密实以上的砂土；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；3振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。4施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。23第二十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期日24第二十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期日25第二十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期日桩头清理26第二十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期日课堂练习题基础埋深5m，基础底面积30m×35m，Fk=280000kN，Mk＝20000kN·m，采用CFG桩复合地基，桩径0.4m，桩长21m，桩间距s＝1.8m，正方形布桩，粉质粘土桩侧摩阻力特征值qsik＝24kPa；粉土qsik＝25kPa，粉砂qsik＝30kPa，qpk＝500kPa，桩间土承载力折减系数β＝0.8，其他参数在图中均已标出。试估算复合地基承载力。27第二十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期日28第二十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期日计算步骤：①计算单桩承载力特征值②估算复合地基承载力特征值29第二十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期日解：①计算单桩承载力特征值②估算复合地基承载力特征值计算置换率正方形布桩30第三十页，共四十三页，编辑于2023年，星期日复合地基承载力特征值31第三十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期日二、夯实水泥土桩复合地基1.定义夯实水泥土桩是利用土和水泥拌和形成混合料，通过各种机械成孔方法在土中成孔并填入混合料夯实，形成桩体，从而形成复合地基的地基处理方法。32第三十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期日夯实水泥土桩的强度等级在C1～C5之间，其变形模量远大于土的变形模量，因此也类似CFG桩复合地基一样设置褥垫层，以调整基底压力分布，使荷载通过垫层传到桩和桩间土上，保证桩间土承载力的发挥，形成复合地基。33第三十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期日2.夯实水泥土桩与水泥土搅拌桩的区别（1）夯实水泥土桩是将水泥和土料在孔外充分拌合，拌合的均匀程度远远高于现场搅拌的水泥土。（2）由于成桩是强力夯实，桩体密实度和强度远远高于现场搅拌的水泥土。基于以上的主要差异，相同水泥掺量下，夯实水泥土桩的桩体强度为搅拌水泥土桩的2～10倍。34第三十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期日3.适用范围及特点夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。特点：质量可靠，造价低，工期短35第三十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期日4.设计（1）夯实水泥土桩可只在基础范围内布置。桩孔直径宜为300～600mm（常用350mm）。桩距宜为2～4倍桩径。（2）水泥采用32.5普通硅酸盐水泥。（3）水泥土比例一般为1：5～1：8，常用1：7（重量比）。350mm桩，每米约20kg。（4）桩长以进入好土层不小于500mm为宜。（5）在桩顶面应铺设100～300mm厚的褥垫层（6）设计计算公式同CFG桩，其中β取0.9～1.0

36第三十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期日某住宅楼夯实水泥土桩实例37第三十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期日5.施工螺旋钻或洛阳铲成孔38第三十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期日夹板锤式夯实机连续夯实夯填速度为1锤1锨39第三十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期日施工过程40第四十页，共四十三页，编辑于2023年，星期日拌料采用人工或混凝土搅拌机土料有机质含量不超过5％，需过筛，筛孔直径20mm混合料含水量控制：约15％，“一捏成团，落