CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩.doc

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩(Cement Flyash Gravel Pile)的简称，由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。 l 桩体主体材料为碎石，石屑为中等粒径骨料，可改善级配，粉煤灰具有细骨料和低标号水泥作用。通过调整水泥掺量和配合比，桩体强度可在C5C20之间变化，一般为C5C10。 l CFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地基刚性桩 。.CFG桩复合地基概述l复合地基根据材料特性可分为： l 散体材料桩复合地基桩周土强度 l 柔性桩复合地基桩周土强度、桩身材料强度 l 刚性桩复合地基桩周土强度 CFG桩由于自身具有一定的粘结性，故可在全长范围内受力，能充分发挥桩周摩阻力和端承力，桩土应力比高,一般为1040。复合地基承载力的提高幅度较大，并有沉降小，稳定快的特点。 CFG桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等。对塑性指数高的饱和软粘土使用要慎重。 CFG桩由碎石、粉煤灰、水泥、石屑加水拌和形成。各种材料之间的配合比对混合料的强度及和易性有很大影响。一般水泥采用32.5Mpa普通水泥，碎石粒径2050mm,石屑粒径2.510mm,混合料密度2.12.2t/m3。 石屑掺量的影响 l 碎石料之间一般为点接触，接触比表面积小，桩体抗剪强度较低。在碎石料中掺入中等粒度的石屑后，可改善级配，增大接触比表面积，提高桩体的抗剪强度。 石屑的掺量可用石屑率S来表示： l l l G1、G2单位立方混合料中石屑和碎石的质量。 l 根据有关试验资料，在相同水灰比(W/C)和粉煤灰水泥之比(F/C)条件下，石屑率S与坍落度和强度之间的关系，石屑率都存在一个最佳值，过大或过小对坍落度和强度都不利。两者的最佳值比较接近，都在25%30%范围内。不同水泥、粉煤灰掺量的影响 l 对某一石屑率，不同水泥、粉煤灰掺量得出的混合料的立方抗压强度与水灰比W/C成反比。当石屑掺量为最佳石屑率时，控制混合料坍落度为30mm，根据不同水泥、粉煤灰掺量的配合比实验，如果增加粉煤灰的掺量，为了保证30mm的坍落度，混合料的需水量得增加；反之，需水量得减小。l 施工时，混合料要严格按设计配合比配备，搅拌时间不少于1min，碎石和石屑含杂质不超过5%。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160200mm,振动沉管灌注桩施工的坍落度宜为3050mm。一般原理 l CFG桩复合地基的加固机理包括置换作用和挤密作用，其中以置换作用为主。当CFG桩用于挤密效果好的土层时，既有置换作用，又有挤密作用，当用于挤密效果差的土层时，只有置换作用。 l CFG桩与碎石桩的差别之一在于CFG桩可全长受力，桩土应力比大，而且具有很大的可调性，在软土中可高达100左右。CFG复合地基中由桩承担的荷载一般为40%75%，提高承载力的幅度可达4倍或更高lCFG桩褥垫有如下几种作用： 保证桩、土共同承担荷载 l 在桩基中，当承台承受竖向荷载时，对摩擦桩，承台产生沉降，使桩间土发挥一定的承载能力，且变形越大，桩距越大，作用越明显，但与桩间土承载能力相比，所占比例很小；对端承桩，承台沉降变形一般很小，桩间土承载能力很难发挥。 CFG复合地基的设计原则是充分利用桩间土的垂直和水平承载能力。由于CFG桩复合地基的置换率一般不大于10%，其余不小于90%的基底面积为桩间土，总荷载扣除桩间土承担的荷载后就是CFG桩应承担的荷载。显然，遵循这一设计原则，可大量减少桩的数量，再加上CFG桩不消耗钢筋，桩体利用工业废料和石屑作为掺合料，水泥用量少，可大大降低工程造价。减少基础底面的应力集中 l 根据实测的桩土应力比与褥垫层厚度H的变化关系，当褥层厚度很小时，桩对基础底面产生应力集中。但当褥垫厚度大于10cm时，应力集中明显降低(桩土应力比约为6)，当褥垫层厚度为30cm时，桩土应力比降为1.23 桩基中，桩顶以下桩身各部位的位移都大于相应部位土的位移，桩侧土体对桩产生与桩的位移相反方向的侧阻力，即正摩擦力。桩的最大轴力发生在桩的顶部。 l CFG桩复合地基则不同，任一荷载下桩顶的沉降、桩间土表面以及基础的沉降均不相同。在某一深度Z0范围内，土的位移大于桩的位移。土对桩产生的摩擦力方向与桩沉降方向一致，即所谓的负摩擦力。 l Z0处桩的位移和土的位移相等，该断面所处位置为中性点。当ZZ0时，桩的位移大于土的位移，土对桩产生的是正摩阻力由于褥垫层的设置无论桩端落在软土层还是硬土层。从加荷一开始就存在一个负摩擦区。在桩基中，负摩擦对桩的承载能力会产生不利的影响，而在CFG桩复合地基中，土对桩的负摩擦作用对复合地基并非有害它对提高桩间土的承载力，减少复合地基的沉降变形起着有益的作用一、设计内容 l CFG桩复合地基的设计内容包括桩径、桩距、桩长、承载力计算、变形计算和褥垫厚度。 l桩径 l 一般桩径为350600mm，由施工设备的桩管决定。CF