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1、1,基 础 工 程,第5章 地基处理,CFG桩复合地基夯实水泥土桩复合地基,2,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,3,本讲内容（补充）,一、CFG桩复合地基二、夯实水泥土桩复合地基,4,（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,5,（二）加固机理,1.桩体作用无垫层时，CFG桩单桩复合
2、地基的桩土应力比n=2530，而碎石桩n=2.22.42.挤密作用,6,3.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,7,桩土应力比与 垫层厚度的关系褥垫层的合理厚度为1530cm,8,（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。,9,（4）调整桩土水平荷载分担,10,（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4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很
3、大的可调性。,11,2.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。,12,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7080kPa，即加固后桩间土承载力可达120130kPa。而塑性指数高的饱和软粘土，成桩
4、时土的挤密分量为零，不宜做复合地基。,13,3.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）,14,4.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C10C20即可。,15,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
5、形小,16,6.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。,17,（四）设计,1.CFG桩可只在基础范围内布置，桩径宜取350600mm。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35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。,18,3.桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150300mm，当桩径大或桩距大
6、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。,19,5.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：,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0.750.95,20,6.单桩竖向承载力特征值的取值，应符合下列规定：,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；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）,21,7.桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求：,22,8.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
7、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倍，值可按下式确定：,23,（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。,24,25,26,桩头清理,27,课堂练习题,基础埋深5m，基础底面积30m35m，Fk=280000kN，Mk20000kNm，采用CFG桩复合地基，桩径0.4m，桩长2
8、1m，桩间距s1.8m，正方形布桩，粉质粘土桩侧摩阻力特征值qsik24kPa；粉土qsik25kPa，粉砂qsik30kPa，qpk500kPa，桩间土承载力折减系数0.8，其他参数在图中均已标出。试估算复合地基承载力。,29,计算步骤：,计算单桩承载力特征值 估算复合地基承载力特征值,30,解：,计算单桩承载力特征值,估算复合地基承载力特征值,计算置换率,正方形布桩,31,复合地基承载力特征值,32,二、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。,33,夯实水泥土桩的强度
9、等级在C1C5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。,34,2.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210倍。,35,3.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：
10、质量可靠，造价低，工期短,36,4.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300600mm（常用350mm）。桩距宜为24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1：51：8，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100300mm厚的褥垫层（6）设计计算公式同CFG桩，其中取0.91.0,37,某住宅楼夯实水泥土桩实例,38,5.施工,螺旋钻或洛阳铲成孔,39,夹板锤式夯实机 连续夯实夯填速度为1锤1锨,40,施工过程,41,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，落地开花”向孔内填料前孔底必须夯实23下，桩顶夯填高度应大于设计桩顶标高200300mm，施工垫层时凿除，桩顶面水平。垫层采用平板振捣器振实,42,小 结,熟悉CFG桩和夯实水泥土桩的基本概念、加固机理、设计计算方法及施工工艺,43,下一讲内容,第7章 挡土墙,
