第章 水泥粉煤灰碎石桩法

第14章水泥粉煤灰碎石桩法

（CementFlyashGravelPile)

由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度桩，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。CFG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。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。14.1概述

CFG桩的骨料为级配碎石，粒径通常为20～50mm。掺入石屑是填充碎石的孔隙，使其级配良好，石屑粒径通常为2.5～10mm。掺入石屑后，桩体混合料接触比表面积增大，提高了桩体抗剪强度。粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种具有一定活性的工业废料，在CFG桩体混合料中，它既是细骨料，又有低强度等级水泥的作用。粉煤灰的掺入可改善混合料的和易性和可泵性，提高混合料的后期强度。水泥一般采用32.5普通水泥。混合料的密度一般为2.10～2.2.t/m3。CFG桩复合地基长螺旋钻机清理完桩头的CFG桩一、褥垫层的加固作用

CFG桩中的褥垫层是CFG桩复合地基的一个重要部分，亦即复合地基是由CFG桩体、桩间土和褥垫层共同组成的，缺一不可。CFG桩复合地基的工作原理

褥垫层由散体材料组成，可提供向上贯入的条件来调整桩土应力比，实现桩土协调变形。褥垫层的作用：

（1）保证桩土共同承担荷载，它是CFG桩形成复合地基的重要条件。当基础瞬时受荷时，桩和桩间土都要发生沉降变形，由于桩的模量远比土的变形模量大，因而桩比土的变形小。由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证基础始终把一部分荷载传到桩间土上，也就能保证在任一荷载作用下桩和桩间土始终参与工作。

从图中可以看出，在给定荷载作用下，由于褥垫层的设置，随着时间的变化，桩间土表面的变形不断增加，而桩顶应力和桩间土应力始终保持常量，即使桩端落在好的土层上，也均保持一常量。（2）调整桩土荷载分担比由有关试验测得的结果，当荷载一定时，褥垫层越厚，桩间土承担的荷载越多，桩土应力比越趋均匀；而褥垫层厚度一定时，荷载越大，桩承担的荷载所占比例增大。因此可通过改变褥垫层的厚度，调整桩土对垂直荷载的分担。（3）减少基础底面的应力集中根据实测的桩土应力比ｎ与褥垫层厚度ΔH的变化关系，当褥垫层厚度很小时，桩对基础底面产生应力集中。但当褥垫厚度大于10cm时，应力集中明显降低(桩土应力比约为6)，当褥垫层厚度为30cm时，桩土应力比降为1.23。（4）调整桩土水平荷载的分担

由于CFG桩复合地基置换率一般不大于10%，则有不低于90%的基底面积下桩间土，将承担绝大部分水平荷载。而桩承担的水平荷载只占很小一部分。桩土剪应力比随褥垫层增大而减小，设计时可通过改变褥垫层厚度调整桩土水平荷载分担比。有关实验表明，褥垫层厚度越大，桩顶水平位移越小，当褥垫厚度不小于10cm时，桩体不会发生水平折断。

1.CFG桩的加固机理包括置换作用和挤密作用，其中以置换作用为主。CFG桩和其他复合地基的桩型相比，它的置换作用很突出，这是CFG桩的一个重要特征。

2.CFG桩可以全长受力，荷载不大时，可以通过调节桩长来适应不同的土层。

3.CFG桩复合地基的桩土应力比大，而且具有很大的可调性，在软土中可高达100左右。4.CFG复合地基中由桩承担的荷载一般为40～75％，提高承载力的幅度可达4倍或更高。二、CFG桩加固机理和工作性能碎石桩与CFG桩的区别（1）概念不同（2）CFG桩为复合地基刚性桩，桩身具有一定的粘结性，可在全长范围内受力，能充分发挥桩周摩阻力和端承力。而碎石桩为散体材料桩，桩身无粘结强度，依靠周围土体的约束力来承受上部荷载。通常在碎石桩桩顶2～3倍桩直径范围为高应力区，4倍直径为碎石桩的临界桩长。当桩长超过其临界桩长，大于6～10倍桩径后，轴向力的传递收敛很快，当桩长大于2.5倍基础宽度后．即使桩端落在较好的土层上，桩的端阻力也很小。（3）CFG桩的桩土应力比较高，一般在10～40之间，而碎石桩桩土应力比一般为1.5～4.0，增加桩长对提高复合地基承载力意义不大，只有提高置换率，而提高置换率又会给施工造成很多困难。（4）适用土类的差别CFG桩用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等。对塑性指数高的饱和软粘土使用要慎重。而碎石桩宜处理砂土、粉土、粘性土、填土以及软土，但对不排水抗剪强度小于20kPa的软土使用要慎重。1.扰桩径桩径绒宜取迫35鼓0～巡寿60群0m求m。2.臭桩距桩距旨应根顾据设狠计要进求的悄复合涉地基堂承载蝇力、眯土性脱、施附工工绩艺等变确定而，宜激取3咐～5孔倍桩余径。3.念褥垫取层褥垫器层宜叛取1挪50奏～3圈00检mm扇，当本桩径擦大桩动距大县时宜角取高默值。摇褥垫鸽层材量料宜较用中纺砂、惯粗砂端、级俱配砂隙石或赔碎石枕等，秩最大屋粒径污不宜抚大于婶30炎mm限。其储铺设陈范围锈要比苍基底子面积阁大，也超出剥部分消不应校小于吩褥垫育层厚坏度。14牌.2庭设欢计4.底单桩夏竖向迟承载良力单桩护竖向细承载狸力特业征值狠Ra的取嫂值应寄符合崭下列蓄规定甜：（1斯）当瞎采用治单桩移载荷娃试验浇时，筐应将疲单桩孤竖向仓极限训承载吨力除窜以安欺全系蜡数2司；（2凉）当鼓无单伏桩载雪荷试婶验资晨料时仇，可寒按下肉式估驶算：5.剧复合组地基给承载赴力复合织地基骂承载辱力特帮征值饥应通膨过现廊场复河合地武基载木荷试里验确声定，薪初步恋设计壤时也印可按爷下式虽估算士：式中你β—参—桩眨间土抓承载饰力折金减系幅数，邻宜按弄地区衬经验确定归，如侮无经托验时帅可取艳0.滨75起～0愁.9藏5，果天然地灿基承骨载力尊较高谎时取点大值过。6.识桩体战强度桩体辅试块碗抗压叉强度副平均愈值应呢满足腿下式定要求孕:式中fcu——巾桩体挎混合患料试形块(童边长圈15缓0m犯m立滥方体丽)标删准养池护2妈8d照立方锁体抗育压强课度平稀均值钞(k劲Pa扣)。7.亦桩长桩长易可由划承载赶力公环式计其算确宜定，阅桩端州一般落应落倒到承脏载力搁相对闪较高龙的土屋层。8.深沉降误计算复合粗土层田的沉躁降可亡采用谱分层暴总和车法计他算，成复合槽土层膛的分拨层与乳天然裁地基储相同柱，各拒复合帆土层窝的压马缩模题量等烛于该赛层天按然地盟基压豆缩模梅量的跑ζ倍得，ζ通值可匙按下河式确潮定：式中fak——垫基础叔底面穿下天则然地斩基承奇载力逮特征绸值。1.暑CF恼G桩翻的施岛工应激根据菊现场仔条件追选用鼠下列露施工妇工艺与：（1疫）长接螺旋肥钻孔班灌注烦成桩而，适猜用于利地下塑水位舟以上紫的粘锋性土侄、粉甜土、雄砂土爱、素俭填土扭、中钻等密牢实以枪上的喇砂土谨；（2偏）长辜螺旋朽钻孔帝、管放内泵昼压混梯合料诵成桩椅，适月用于博粘性连土、蕉粉土值、砂炭土，桑以及注对噪铜声或衡泥浆虑污染惯要求员严格问的场握地；14肾.3倾施景工（3晌）振塑动沉鸭管灌笛注成哈桩，叙适用以于粉工土、漠粘性痛土及葬素填督土地渐基。章（对住松散矩的饱掉和粉滔细砂舞和粉盼土，横已消武除液姐化和耐提高项地基远承载妈力为眠目的痰时，锻可选猴用此驾工艺芽）2.杯施工宝前应恩按设累计要崇求由夜试验研室进淋行配质合比温试验贴，施郊工时窗按配寇合比缩慧配制云混合小料。俭长螺符旋钻裂孔、曾管内狮泵压赚混合御料成浅桩施电工的蛇坍落丽度宜付为1伞60污～2细00好mm约，振姨动沉睬管灌碰注成姐桩施蚕工的置坍落裕度为笛30猎～5毕0m度m，醉振动喉沉管虏灌注垒成桩淹后桩厕顶浮泊浆不那宜超币过2轰00脾mm矩。3.省螺旋基钻孔术、管查内泵嚷压混竞合料苦成桩认施工估在钻词至设富计深梦度后边，应弄准确设掌握谎提拔幻玉钻杆阿时间错，混未合料爱泵送掀量应理与拔铃管速邻度相恶配合碍，遇术到饱渗和砂尘土或值饱和拳粉土第层，乳不得捷停泵喷待料疫；沉纯管灌界注成甜桩施款工拔色管速厨度应泊控制准在1件.2盯～1圾.5畅m勇/m拖in振左右竭，如默遇淤竹泥或棉淤泥久质土研，拔字管速房诚度应期适当作放慢驱。4.尊施工同桩顶宿标高督宜高估出设妖计桩赛顶标击高不炼少于乞0.风5m捕。5.丢清土园和截签桩时辈，不围得造手成桩披顶标客高以旬下桩融身断俱裂和骄扰动特桩间桌土。6.创褥垫胞层铺雨设宜博采用性静力握压实水法，尚当基雄础底测面下茄桩间阴土的赤含水巴量较冶小时傅，也渐可采贫用动旨力夯肃实法铜，夯鱼填度奖不得蛇大于蠢0.此9。7.趴施工帅垂直失度偏洗差不健应大件于1嘉％；放对满题堂布纺桩基去础，志桩位熟偏差逢不应腹大于散0.拐4倍铲桩径雷；对樱条形跨基础始，桩惜位偏殊差不搁应大躁于0笛.2壤5倍蜂桩径枝，对愚单排障布桩像桩位姑偏差纽奉不应淋大于叛60案mm侨。1.切施工滩质量惜检验炼主要咏应检观查施架工记惹录、矮混合展料坍违落度季、桩妥数、惧桩位飞偏差莫、褥大垫层羞厚度深、夯晶填度紫和桩翠体试糠块抗依压强定度等板。2.较CF社G桩猫地基障竣工农验收青时，洋承载剃力检返验应燥采用饿复合苦地基辉载荷闪试验见。14奋.4葬质毙量检往验静载守试验3.盲试验干宜在都施工奋结束辅后2峡8d怪后进园行。需试验滴数量得宜为棒总桩足数的但0.壳5％亲～1抱％，筋且每壮个单溪体工沉程的具试验禽数量迎不应国少于地3点满。4.衔应抽赢取不召少于裂总桩职数1陶0%摆的桩胆进行摊低应便变动倘力试靠验，炮检测杨桩身钟完整锈性。5.闹CF抓G桩台复合燃地基弯的载坊荷试稍验沉勒降比秒，对织以卵状石、欣圆砾掩、密革实粗党中砂烛为主汇的地岛基可罩取0匠.0袜08辉，对斧以粘寄性土料、粉策土为宰主的湾地基划可取枯0.陡01众。思考补题（1巡寿）C傅FG蔑桩是阻如何咱形成封的？灭有何蒸优点菠？（2俗）C卡FG间桩复齿合地纽奉基中漆褥垫召层有尊何