CFG桩设计.doc

一、方案编制依据1 甲方提供资料喀什市老城区改造项目外迁安置（周转）房五号片区（市水泥厂）、一号小区（南）续建工程地基处理工程总平面图（电子版）喀什市老城区改造项目外迁安置（周转）房五号片区（市水泥厂）、一号小区（南）续建工程地基处理工程岩土工程勘察报告（暂未提供正式报告）2 规程、规范类岩土工程勘察规范(GB50021-2001)建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)建筑抗震设计规范（GB50011-2001）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）3 CFG桩计算4.1地基处理设计4.1.1复合地基承载力要求基本情况及要求地基承载力见下表：楼座0.00（m）基底标高（m）地基承载力标准值（Kpa）A-1#22.30-8.17500A-2#22.45-8.17500要求基础最终平均沉降量不大于100mm。4.1.2地层力学特性层号岩性平均层厚（m）fks（kpa）qsik（kpa）Qpk（kpa）压缩模量Es（MPa）说明1重粉质粘土粘土1.741004.02粘质粉土砂质粉土0.91206.01粘质粉土砂质粉土3.81160507.02粘质粘土重粉质粘土1.84140455.03粉砂2.171705518.0经验值粘质粉土砂质粉土2.37200559.01粉质粘土0.62160506.5粉细砂5.262206080025经验值1重粉质粘土粘土1.78200508.02粘质粉土砂质粉土1.382206511.03粉细砂2.232506530.0经验值细砂13.8528070120040.0经验值1中粗砂2.8432045.0经验值重粉质粘土粘土5.7422010.01粘质粉土砂质粉土3.8825015细砂未揭穿35048.0经验值基础持力层落于第1粘质粉土砂质粉土，2粘质粘土重粉质粘土，据勘察报告持力层地基承载力为140 Kpa。4.1.3 CFG桩设计1、桩径、桩长L的初步确定CFG桩桩径由施工方法和机械条件决定，鉴于施工深度范围内地层承载力为140 Kpa，又因在基坑内水位以下的地层施工，采用长螺旋钻机成孔，压灌成桩的施工方法，选用直径410mm。参考基底下土层物理力学性质，结合施工技术和经济条件，拟选择细砂层为桩端持力层，根据工程勘察资料及桩端进入持力层的规定，有效桩长为18m，保护桩头为0.5m，总桩长18.50m。桩身混凝土强度等级为 C20 。2、CFG桩的设计计算（A-1#、A-2#楼座）利用“大力神 ”设计计算软件计算原 始 数 据基础类型:矩形基础荷载类型:竖直均布荷载基础底面埋深:8.17(m) 基础长度:54.00(m) 基础宽度:17.30 (m)地下水位:10.00 (m)土层数:9基底应力特征值:500.00 (kPa)桩长:18.00 (m)土层编号 土层厚度(m) 压缩模量(MPa) 1 0.80 3.00 2 1.60 4.00 3 2.60 7.00 4 4.40 5.00 5 2.50 9.00 6 6.60 25.00 7 3.50 8.00 8 0.70 11.00 9 14.40 40.00 目标计算点坐标:x=27.00 (m)y=8.64 (m)沉降计算深度:32.12 (m)根据勘察报告，选取A-1#的10#12#钻孔、15#16#钻孔， A-2#的7#9#钻孔、13#14#钻孔,十个孔所揭露地层平均值作为参数进行复合地基承载力计算。（1）、CFG桩竖向承载力Rk计算单桩承载力的计算根据 建筑地基处理基技术规范（JGJ79-2002）9.2.6式： Rk=UpqsiLi+qpApk （1）， 式中： qp：桩端土的极限摩阻力标准值； Up：桩身横截面周长（m）； qsi：第i层桩周土极限摩阻力标准值； Li：第i层桩周土厚度； Ap：桩身横截面面积； k：安全系数，取0.50.6；将相关层的平均地层厚度和qsik的数值代入公式（1），得Rk=773.00kN ，CFG桩单桩承载力特征值取750kN m。（2）、CFG桩复合地基面积置换率mCFG桩宜布置在基础内布置。fsp.kmRk/Ap+（1-m）fs.k （2）：桩间土强度发挥度；取0.90根据工程地质情况，将相关数值代入公式（2），得：单桩承载力按750KN，复合地基承载力为500kpa时：A-1#、 A-2#楼CFG桩置换率：0.067所以，A-1# 、A-2#楼CFG桩复合地基面积置换率取6.7%。（3）、确定CFG桩间距d1）、基础内按置换率求得桩数合理布桩A-1# A-2#楼基础面积都为778.7m2桩数n=0.067778.7/0.132=395.25根取桩数n=396根。（楼座基础不规则，布桩可根据实际情况变化且总桩数不小于396根）按正方型布置CFG桩桩间距 =1.404m, 取d=1.40m。2）、桩体试块抗压强度=14.143Mpa，经计算CFG桩身强度等级选取C20，取CFG桩身强度等级为C25。3）、CFG桩桩顶铺设一层20cm褥垫层，褥垫层用于调整CFG桩与桩间土的应力，保证复合地基加固体与原土体共同承担荷载。4 CFG桩施工根据场区土层条件，本工程采用长螺旋钻机成孔，灌注C25商品混凝土。CFG桩采用中心压灌技术，即钻孔与灌注混凝土合二为一，一次性完成。钻机钻孔至设计深度后，开始提钻并同时用混凝土泵通过钻具中心管道压入混凝土，直至设计标高处而成桩。其工艺流程如下： CFG桩复合地基主要施工过程施放桩位点 钻机就位、成孔 混合料搅拌 成 桩 压灌混合料 清土、凿桩头铺设碎石垫层（1）施放桩位点基坑开槽时应预留50cm的原状土，根据建筑施工单位施放的基础轴线、水准点，以及CFG桩复合地基平面布置图施放CFG桩桩位点，并用钢钎30cm-50cm注入石灰粉标记。放点精度2cm。放点工作完成后，报请现场监理工程师进行检查验收。（2）钻机就位成孔桩位点经检验合格，开始钻孔。先将钻机准确就位、调整平整，然后进行钻进，当钻具钻至设计深度后，空钻12分钟，以便使孔底虚土被钻出。（3）灌注C25商砼混凝土采用商品混凝土，坍落度控制在20020mm。CFG桩混合材料所用原材料水泥、碎石、中砂、泵送剂、粉煤灰等均按规定分批复试，保证质量符合规范规定。本工程采用C25商品混凝土。（4）压灌混凝土成桩钻至设计深度后，用混凝土泵通过管路把C25商品混凝土打入孔底，与此同时提钻，孔底单向活门自动打开，使混凝土流出，并使钻具在混凝土内埋深0.51.0m左右。确保提钻速度与混凝土的泵入速度相匹配，以防止出现断桩。（5）清土、凿桩头成桩后经57天养护后，开始进行清挖桩间土和凿剔桩头工作。清运桩间土：人工结合机械将弃土装入小运土车中，运至现场业主和监理指定区域。凿剔桩头：采用人工以钢钎对称截断，在截掉大部分桩头后，用小锤、钢钎将桩顶修平至设计标高。若桩顶浮浆过厚，应将浮浆全部凿除，截桩后若有低于设计标高的，则桩头四周需外扩5cm，并用高于桩身强度的混凝土补平，补混凝土时桩顶需清理干净并润湿。（6）铺设褥垫层.褥垫层设计的目的 a.保证桩、土共同承担荷载 b.调整桩、土荷载分担比 c.减少基础底面的应力集中 .褥垫层参数如下 a.褥垫层厚度：20cm b.褥垫材料：碎石,最大粒径不大于30mm c. 褥垫施工：采用平板振捣器，往复振捣三遍 d.夯填度： 0.97e.桩、褥垫层和基础关系图 桩、褥垫层和基础关系图在对CFG桩进行隐蔽工程验收后，进行褥垫层的铺设。铺设材料选用最大粒径不超过30mm的碎石。先虚铺22cm，然后用平板振动器纵横方向进行振动压实，达到20cm，即至基底设计标高。褥垫层的外边线是从结构外皮线往外延20cm。5 施工质量措施主要控制指标要求CFG桩成桩后桩径400mm，有效桩长达到设计要求，桩身强度达到设计要求，桩的施工偏差满足下述要求：轴线点定位偏差2cm，桩尖对位偏差2cm，成桩偏差轴线方向100mm，垂直轴线方向100mm；成孔垂直度偏差1.5%，桩径偏差30mm，桩长偏差0.2m；灌注充盈系数K1.0；CFG混凝土塌落度20020mm；6加固效果检测1、 检测方法施工期间可以穿插进行CFG桩复合地基检测，按照有关规范要求，单桩或复合地基进行静载荷