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GroundTreatment,水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)CementFly-ashGravelPile,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