地基处理与加固

姓名：张晴

学号：114811220水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）主要内容概述设计施工主要内容计算概述概述CFG桩复合地基概述复合地基：由天然地基土体和桩体两部分组成的人工地基。按桩体材料构成、桩体强度和弹性模量大小、桩置换能力的大小，复合地基可分为4种类型：散体桩复合地基低粘结强度桩复合地基中等粘结强度桩复合地基高粘结强度桩复合地基

其中水泥粉煤灰碎石桩复合地基属于第4类。

概述水泥粉煤灰碎石桩复合地基（CFG桩复合地基）

CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式，桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载。CFG桩多用振动沉管桩机、长螺旋钻成孔泵送砼成桩等设备施工。

概述

CFG桩复合地基优点：（1）改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可以使承载力在较大范围内调整。（2）有较高的承载力，承载力提高250%~300%，对软土地基承载力提高更大。（3）沉降量小，变形稳定快，工艺性好。（4）桩体不配筋，利用工业废料、粉煤灰和石屑作为掺加剂，可大量节省建筑材料，降低工程费用。

CFG桩适用条件：（1）就基础形式而言，CFG桩适用于以承受竖向荷载为主的条形基础、独立基础、筏基和箱形基础等。（2）就土性而言，CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和以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。既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。

概述褥垫层作用：

CFG桩复合地基通过褥垫层把桩和承台（基础）断开，改变了过分依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统设计思想。褥垫技术是CFG桩复合地基的关键性技术。它在复合地基中有如下几种作用：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

计算1CFG桩复合地基承载力计算

影响地基承载力计算的因素（1）施工时对桩间土是否产生振动或挤密，桩间土承载力有无降低或提高。（2）桩对桩间土有约束作用，使土的变形减小；在垂直方向上荷载水平不大时，对土起阻碍变形的作业，使土沉降减少；荷载水平高时起增大变形的作用。（3）复合地基中桩的Q-s曲线程加工硬化型，比自由单桩的承载力要高。（4）桩和桩间土承载力的发挥都与变形有关，变形小时，桩和桩间土承载力的发挥都不充分。（5）复合地基桩间土承载力的发挥与褥垫层厚度有关。

计算

1CFG桩复合地基承载力计算

建筑地基处理技术规范（JGJ79—2002）规定：水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基荷载试验确定，初步设计是可按下式估算：——复合地基承载力特征值——面积置换率——桩的截面积

——单桩竖向承载力特征值——桩间土承载力折减系数——处理后桩间土承载力特征值计算2CFG桩复合地基沉降计算当荷载不超过复合地基承载力时，可按下式计算复合地基沉降：一般情况下CFG桩复合地基沉降有3部分组成：加固深度范围内的压缩变形，下卧层变形，褥垫层变形，由于数量很小，可以忽略不计。则有，即把沉降量分为加固区的沉降和下卧层的沉降，分别计算再求和。分层总和法——加固区土、下卧层土分层数——桩间土应力在加固区第i层土产生的平均附加应力——荷载在下卧层第j层土产生的平均附加应力

——加固区第i层土、下卧层第j层土的压缩模量——加固区和下卧层第i层和第j层分层厚度——沉降计算经验系数，依规范采用计算2CFG桩复合地基沉降计算复合模量法其基本思想是假定加固区的复合土体为与天然地基分层相同的若干层均值地基，不同的是压缩模量都相应扩大倍。它用加固土层的桩土复合变形模量来代替天然地基变形模量，即采用模量提高系数法。加固区和下卧层均按分层总和法进行沉降计算。当荷载不大于复合地基承载力时，总沉降量为：——加固区分层数、总的分层数——荷载在第i层土产生的平均附加应力——第i层土的压缩模量及分层厚度——模量提高系数设计CFG桩复合地基5个设计参数（1）桩长（2）桩径

（3）桩间距

（4）桩体强度

（5）褥垫层厚度

设计桩长桩长取决于建筑物对承载力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素。设计时根据勘察报告，分析各土层，确定桩端持力层和桩长。

桩径

CFG桩桩径的确定取决于所采用的成桩设备，一般设计桩径为350~600mm。桩间距一般桩间距为3~5倍桩径，桩间距的大小取决于设计要求的复合地基承载力和变形、土性与施工机具。一般设计要求的承载力大时，桩间距取小值，但必须考虑施工时相邻桩之间的影响，就施工而言希望采用大桩距大桩长。桩体强度原则上，桩体配比按桩体强度控制，桩体试块抗压强度应满足：

褥垫层厚度及材料褥垫层厚度一般取10~30cn为宜，当桩径和桩间距过大时，综合对土性的考虑，褥垫层厚度还可适当加大。褥垫层材料可用粗砂、中砂、碎石、级配砂石（最大粒径不大于20mm）设计布桩抗剪强度低原则上，CFG桩可只布在基础范围以内。对墙下条形基础，在轴心荷载作用下，可采用单排、双排或多排布桩，且桩位宜沿轴线对称。在偏心荷载作用下，可采用沿轴线非对称布桩。对独立基础、箱形基础、筏基，基础边缘到桩的中心距一般为一个桩径或基础边缘到桩边缘的最小距离不宜小于150mm，对条基不宜小于75mm。对可液化地基或有必要时，可在基础处某一范围设置护桩（可液化地基一般用碎石桩做护桩）。布桩时要考虑桩受力的合理性，尽量利用桩间土应力产生的附加应力对桩侧阻力的增大作用。通常桩间土应力越大，作用在桩上的水平力越大，桩的侧阻力也越大。设计CFG桩复合地基设计流程施工常用施工方法振动沉管灌注成桩长螺旋钻孔泵压混合料成桩

适用于无坚硬土层和密实砂层的地质条件，以及对振动噪音限制不严格的场地。

适用于分布有砂层的地质条件，以及对噪音和泥浆污染要求严格的场地。施工两种施工工艺比较振动沉管注成桩特点工艺振动沉管CFG桩施工工艺长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺工艺性质非排土桩排土桩处理深度常用桩径360~420mm400~420mm对土层穿透能力不易穿透粉土、砂土层不易穿透厚度较大、粒径很大的卵石层对桩间土的影响对松散土有挤密作用，对密实土有振松作用对桩间土扰动影响较小对相邻桩的影响对相邻桩有挤断的可能施工过程中有粉土、砂土层可能产生窜孔对环境的影响有较大的振动和噪音无振动低噪音处理建筑物层数多层~高层多层~超高层施工长螺旋钻管内泵压CF