水利工程地基处理--CFG桩.ppt

合肥工业大学 土木与水利工程学院 赵 静,地基处理 Ground Treatment,水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) Cement Fly-ash Gravel Pile,一、概述 1、概念 在碎石桩的基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有粘结强度的桩。 2、优点 （1）施工工艺：与沉管灌注桩相同 （2）材料：仅需少量水泥 （3）受力特性：与水泥搅拌桩类似,深层密实,一、概述 3、与碎石桩区别,水泥粉煤灰碎石桩,一、概述 4、适用情况 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。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。,水泥粉煤灰碎石桩,二、加固机理 CFG桩加固软基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG复合地基。主要有三种作用：桩体作用、挤密作用、褥垫层作用。,水泥粉煤灰碎石桩,二、加固机理 （一）桩体作用 桩土应力比2435（碎石桩24）。 （二）挤密作用 （三）褥垫层作用 褥垫层由级配砂石、粗砂、碎石等组成，其作用： 1、保证桩、土共同承担荷载 提供了上、下刺入的条件 2、减少基础底面的应力集中,水泥粉煤灰碎石桩,二、加固机理 （三）褥垫层作用 3、褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比 合理发挥桩间土作用 4、褥垫厚度可以调整桩土水平荷载分担比 详细解释见复合地基处理及其工程实例（牛志荣，李宏，等编著，中国建材工业出版社，2000）,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （一）设计思路 1、CFG桩复合地基通过褥垫层将桩和承台断开 改变了过去过分依赖桩承担垂直和水平荷载的传统设计思想。 2、通过改变褥垫层厚度调整桩土水平荷载分担比 3、大桩距的“疏桩理论”以调动桩间土承载能力 通过桩体能够上下刺入来保证桩间土始终参与工作。,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （二）设计参数 1、桩径 桩径宜取350600mm。 2、桩距 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。 3、桩长 水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （二）设计参数 4、承载力计算 （1）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载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算： 其中：fspk-复合地基承载力特征值；m-面积置换率；Ap-桩截面积；-桩间土承载力折减系数；fsk-处理后桩间土承载力特征值；Ra-单桩竖向承载力特征值,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （二）设计参数 4、承载力计算 （2）单桩竖向承载力特征值，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,可按下估算(同桩基础)： 其中：up-桩周长；n-桩长内土层数；li-i土层厚度；qsi,qp-桩周第i层上的侧阻力、桩端端阻力特征值 桩体试块抗压强度平均值应满足：,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （二）设计参数 5、褥垫层 桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。 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30mm。,水泥粉煤灰碎石桩,三、设计计算 （二）设计参数 6、沉降计算 沉降包括：加固区沉降s1、下卧层沉降s2、褥垫层沉降s3，s3很小。 按照分层总和法计算：,水泥粉煤灰碎石桩,为加固区土层模量提高系数： s-沉降计算经验系数，参见规范,四、施工方法 （一）施工工艺 应根据现场条件选用下列施工工艺： 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。,水泥粉煤灰碎石桩,四、施工方法 （二）具体要求 除应执行国家现行有关规定外，尚应符合下列要求: 1、施工前应进行配合比试验：坍落度 2、施工速度 3、桩顶需高出设计标高0.5m以上 4、成桩过程中，抽样做混合料试块 5、褥垫层铺设宜采用静力压实法 6、施工垂直度偏差 7、施工顺序 8、保护桩长 9、桩头处理,水泥粉煤灰碎石桩,五、质量检验 （一）施工质量控制 1、施工监测 地面隆起测量、桩顶位移测量、断桩判断及检查 2、逐桩静压 3、静压振拔技术 4、大直径预制桩尖的采用 （二）质量检验 28d、总桩数0.5%1%、且单体工程