地基处理及桩基技术讲义

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1、第一讲　CFG桩复合地基（一）　　目录　　概述　　2.CFG桩体材料　　3.CFG桩设计计算　　4.CFG桩施工工艺　　5.实施举例　　1.概述　　CFG桩是在碎石桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成的一种粘结强度较高的桩体，称之为水泥粉煤灰碎石桩（CementFly-ashGravelPile），简称为CFG桩。　　CFG桩与碎石桩不同主要体现在：单桩承载力、复合地基承载力、地基变形、三轴应力应变曲线及适用范围等方面，如表1所示。　　CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。　　CFG桩复合地基技术是由中国建筑科学研究院地基所研制成功的，并于1996年被国家列为重点推广

2、项目。CFG桩的施工早期常用振动沉管机设备，现在施工长桩多用超流态混凝土压灌工艺，即利用新型中空式长螺旋钻机一次性钻进至设计孔深，从钻杆内（内径通常不小于150mm）泵压超流态混凝土，边压注CFG料边提升钻杆至桩顶而成桩的一种工艺。施工CFG短桩多采用长螺旋钻机或人工洛阳铲干成孔，孔底夯实，浇灌CFG料并用振捣棒振密工艺。　　表1碎石桩与CFG桩的对比 碎石桩CFG桩单桩承载力桩的承载力主要靠桩顶以下有限长度范围内桩周土的侧向约束。当桩长大于有效桩长时，增加桩长对承载力的提高不大。以置换率10%计，桩承担荷载占总荷载的百分比为15%～30%。桩的承载力主要来自全桩长的摩阻力及端承载力，桩越

3、长则承载力越高。以置换率10%计，桩承担荷载占荷载的百分比为40%～75%。复合地基承载力加固粘性土复合地基承载力的提高幅度较小，一般为0.5～1倍。承载力提高幅度有较大的可调性,可提高4倍或更高。变形减少地基变形的幅度较小，总的变形量较大。增加桩长可有效地减少变形，总的变形量小。三轴应力应变曲线应力应变曲线不呈直线关系，增加围压，破坏主应力差增大。应力应变曲线为直线关系，围压对应力～应变曲线没有多大影响。适用范围多层建筑地基。多层和高层建筑地基。　　应用的工程类型有工业和民用建筑，高耸结构物、多层和高层建筑，基础形式有条形基础、独立基础、箱形基础和筏基。有滨海一带的软土，也有承载力在20

4、0kPa左右的较密实的土。　　2.CFG桩体材料　　近些年，随着CFG桩在高层建筑地基处理广泛应用，桩体材料组成和早期有变化，主要由水泥、碎石、砂、粉煤灰和水组成，其中粉煤灰为Ⅱ～Ⅲ级细灰，在桩体混合料中主要提高混合料的可泵性。　　在CFG桩（或素混凝土桩）工程中，一般采用如下几种外加剂，来达到工程要求，如早强剂、防冻剂、泵送剂等。　　3.CFG桩设计计算　　3.1单桩竖向承载力特征值　　单桩承载力特征值Ra下式计算：　　 　　式中：Ra—单桩承载力特征值（KN）；　　qsi—第i层土侧摩阻力特征值（Kpa），可按地区经验确定；　　qp—桩端端阻力特征值（kPa）,可按地区经验确定；　　A

5、p—单桩截面积（m2）；　　Up—桩周长（m）；　　li-第i层土厚度（m）；　　n——桩长范围内划分的土层数；　　ap---桩端端阻力发挥系数，与增强体的荷载传递性质、增强　　体长度及桩土相对刚度密切相关，CFG桩设计一般取1.0。　　当用单桩静载试验求得单桩极限承载力Ｒu后，Ra也可按下式计算：　　　　3.2CFG桩复合地基按下式计算　　复合地基承载力特征值fspk如下：　　　　Ra—单桩承载力特征值（KN）；　　AP—单桩截面积（m2）；　　fsk—处理后基础持力层承载力特征值Kpa，对于非挤土成桩工艺，可取天然地基承载力特征值；对于挤土成桩工艺，一般粘性土可取天然地基承载力特征值，

6、对松散砂土、粉土可取天然地基承载力特征值的1.2～1.5倍原土强度低的取大值。　　—桩间土发挥系数，可按地区经验确定，无经验时可取0.9～1.0；　　—单桩承载力发挥系数，可按地区经验确定，无经验时可取0.8～0.9。　　可根据该规范公式计算面积置换率m，进而确定桩间距。 　　面积置换率m=d2/de2，d为桩身平均直径（m）,de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）,等边三角形布桩de=1.05s,正方形面桩de=1.13s,矩形布桩de=1.13（S1S2）1/2，S、S1、S2分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距。　　桩的数量也可按下式核实：　　　　式中：m——面积置换率　　

7、A——基础面积；　　AP——桩断面面积；　　n——面积为A时的理论布桩数。　　实际布桩时受基础尺寸及形状影响，布桩数有一定的增减。　　3.3桩体强度　　CFG桩桩身强度应满足下式要求。　　　　当复合地基承载力进行基础埋深深度修正时，桩身强度应满足下式：　　　　fcu——桩体试块（边长150mm立方体）标准养护28d的立方体抗压强度平均值（kPa）；　　——基础底面以上土的加权平均重度（kN/m3）,地下水位以下取有效重度