地基处理-13-14-cfg.ppt

概述 水泥粉煤灰碎石桩又称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的高粘结强度桩。桩体和桩间土、褥垫层一起组成水泥粉煤灰碎石桩复合地基。 碎石桩的缺点 碎石桩系散体材料桩，桩本身没有粘结强度，主要靠周围土的约束形成桩体强度，并和桩间土组成复合地基共同承担上部建筑的垂直荷载。土越软对桩的约束作用越差，桩体强度越小，桩传递垂直荷载的能力越差。 根据试验及理论分析，通常距桩顶2—3倍桩径的范围为高应力区；当大于6—10倍桩径后，轴力的传递收敛很快；当桩长大于2.5倍基础宽度后，桩的端阻作用很小。在诸多种类的复合地基的增强体中，置换作用最差。 CFG桩的改进 掺入适量的石屑、粉煤灰和水泥，加水拌和形成一种粘结强度较高的桩体； 具有刚性桩的某些性状； 可以全桩长发挥侧阻作用； 当桩端落在好土层时也能很好地发挥端阻作用； 复合地基承载力大幅提高； CFG桩属高粘结强度桩，比素混凝土桩经济； 添加石屑主要改善级配，可提高桩身强度。 碎石桩和CFG桩的对比 1桩土受力特征 1 时程曲线 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，但桩和土的荷载分担均为一常值，它不随时间的变化而改变。 2桩土荷载分担 3不同部位桩的受力 一般是角桩受力最大，边中桩次之，中心桩最小。 4桩传递轴向力的特征 桩基础，桩的最大轴向力发生在桩的顶部。 CFG桩，桩的最大轴向力在中性点处。 从加载一开始桩就存在一个负摩擦区。 5桩间土应力的分布（同桩） 2复合地基变形特性 1变形模式 Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ Ｓ１—桩范围内土层的压缩量 Ｓ２—下卧层的压缩量 Ｓ３—褥垫层的压缩量 ２桩长对变形的影响 桩长—分担大—土分担小—Ｓ１小 Ｓ３可不考虑。 ３基础宽度的影响 复合地基也一样，当置换率、桩长及土性相同时，给定荷载下加固区压缩变形Ｓ１ 、下卧层压缩变形Ｓ２ 、以及总压缩量Ｓ都随基础宽度增加而增大。　 ４深层变形性状 无论是单桩复合地基还是群桩复合地基，在荷载较小时，复合地基桩间土表面的变形都小于天然地基的变形。随着荷载的增加，两者的变形相等，之后则有复合地基的变形大于天然地基的变形。 1褥垫层的作用 １ 保证桩、土共同承担荷载 。 褥垫层的设置为CFG桩复合地基在受荷后提供了桩上、下刺入的条件，即使桩端落在好的土层上（承载力高），至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。 ２褥垫厚度可以调整桩、土荷载分担比。荷载一定时，褥垫层越厚，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。 ３减少基础底面的应力集中 当褥垫层厚度大于10cm时，桩对基础产生的应力集中已显著降低。当褥垫层的厚度为30cm时，σp／σs只有1.23 ４褥势层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比 褥垫厚度越大，桩顶水平位移越小，即桩顶受的水平荷载越小。大量工程实践和室内试验表明，褥垫层厚度不小于10cm时，桩体不会发生水平折断，桩在复合地基中不会失去工作能力。 2褥垫层厚度 褥垫层厚度一般取15～30cm为宜，当桩距过大时，褥垫层厚度还可适当加大。褥垫层材料可用碎石、级配砂石(限制最大粒径)粗砂、中砂。 13.4复合地基工程特性 1　承载力提高幅度大 2　适用范围广 3　刚性桩的性状明显 4　桩体的排水作用 5　时间效应 6　桩体强度和承载力的关系 一般取桩顶应力的3倍。 7　复合地基变形小 建筑物的沉降量一般可控制在2~4cm。 13.5复合地基设计计算 １　勘察、试验 ２　承载力计算（同夯实水泥土桩） ３沉降计算 Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２ 实用方法－复合模量法 ４设计参数： ①桩长: 结合土性、桩周摩阻系数和端承系数，即可预估桩长,一般要求桩端置于良好土层。 ②桩径d CFG桩常采用振动沉管法施工，一般为350～600㎜ ③桩距 S=(3～5) d ④桩体强度 ⑤褥垫层厚度及材料 褥垫层厚度一般取15～30cm为宜，当桩距过大时，褥垫层厚度还可适当加大。褥垫层材料可用碎石、级配砂石(限制最大粒径)粗砂、中砂。 5布桩 13.6复合地基施工 在进行CFG桩复合地基设计时，必须同时考虑CFG桩的施工，并要了解施工可能出现的问题，以及如何防止这些问题的发生与施工时采用什么样的设备和施工工艺。要根据场地土的性质、设计要求的承载力、变形以及拟建场地周围环境等情况综合考虑施工设备及施工工艺和控制施工质量措施。 目前常用的施工设备及施工方法有： （一）振动沉管灌注成桩 （二）长螺旋钻孔灌注成桩 （三）泥浆护壁钻孔灌注成桩 （四）长螺旋钻孔泵压混合料成桩 长螺旋钻孔灌注成桩 这种施工方法适用于地下水位埋藏较深的粘性土、粉土、填土等，成孔时不会发生塌孔现象，并适用于对周围环境要求如噪音、泥浆污染比较严格的场地。 泥浆