高速铁路路基基底加固CFG桩加固地基原理天津铁道课件

高速铁路路基基底加固-CFG桩加固地基原理强国安全优质兴路天津铁道职业技术学院CFG桩加固地基-概述CFG桩：水泥粉煤灰碎石桩。水泥粉煤灰碎石桩法：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(150-300mm)一起组成复合地基的地基处理方法。京-津客运专线中的CFG桩实景图

武-广客运专线中的CFG桩实景图CFG桩加固地基-概述CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层共同工作形成CFG桩复合地基，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩既能较充分的发挥桩体材料的潜力，又可充分利用天然地基承载力，在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例，具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。CFG桩复合地基示意图CFG桩加固地基-概述

CFG桩复合地基由CFG桩身、桩帽、褥垫层几部分组成。CFG桩地基结构（桩＋帽＋褥垫层）CFG桩加固地基-加固机理CFG桩法是通过在地基中形成桩体作为竖向加固体，与桩间土组成复合地基，共同承担基础、回填土及上部结构荷载。其加固软弱地基主要有三种作用：桩体作用；挤密作用；褥垫层作用。CFG桩加固地基-加固机理1.桩体作用CFG桩是具有一定黏结强度的混合料。一般情况下不仅可全长发挥桩的侧阻，如桩端落在好土层上，还可很好地发挥端阻作用。CFG桩加固地基-加固机理2.桩体的挤密作用CFG桩采用振动沉管法施工，利用振动和挤压作用使桩间土得到挤密。加固前后土的物理力学指标对比CFG桩加固地基-加固机理3.CFG桩的褥垫层的作用褥垫层技术是CFG桩复合地基的核心技术，这里所说褥垫层不是基础施工经常做的10cm厚的素混凝上垫层，而是由粒状材料组成的散体材料垫层（150~300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石）。褥垫层的作用如下：(1)保证桩、土共同承担荷载；(2)调整桩、土垂直荷载分担比；(3)减小桩顶对基础底面的应力集中；(4)抗水平力作用。CFG桩加固地基-加固机理适用范围：就土性而言，适用于处理黏性土、粉土、砂土和正常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。CFG桩既可用于挤密效果好的土（挤密作用+置换作用），又可用于挤密效果差的土（置换作用）。当天然地基土是具有良好挤密效果的砂土、粉土时，成桩过程的振动可使地基土大大挤(振)密，有时承载力可提高2倍以上；对塑性指数高的饱和软黏土，承载力的提高唯一取决于桩的置换作用。对于强度很低的饱和软黏土，最好在使用前，现场做试桩试验，以确定其适用性。CFG桩加固地基-适用范围CFG桩加固地基-设计思路设计思路：CFG桩复合地基通过褥垫层，改变了过分依赖于桩承担垂直荷载和水平荷载的传统思想。根据试验结果，桩、土剪应力比随褥垫层厚度增大而减小。设计时可通过改变褥垫层厚度调整桩、土荷载分担比。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，并有上下双向刺入变形模式，保证桩间土始终参与工作。因此垂直承载力设计首先是将土的承载能力充分发挥，不足部分由CFG桩来承担。CFG桩处理软弱地基，应以提高地基承载力和减少地基沉降为其主要加固目的，其途径是发挥CFG桩的桩体作用。对松散砂性土地基，可考虑其施工时的挤密效应，但若以挤密松散砂性土为其主要加固目的，则采用CFG桩是不经济的。CFG桩复合地基的设计参数共6