五CFG桩PPT课件

1 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 1 概述水泥粉煤灰碎石桩法又称CFG桩法 是指由水泥 粉煤灰 石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩 并由桩 桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法 水泥粉煤灰碎石桩法于1988年开始立项研究 1994年开始推广应用 目前已在23个省市 1000多项工程中使用 近年逐渐开始在高层建筑中应用 它吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点 第一 施工工艺与普通振动沉管灌注桩一样 工艺简单 与振冲碎石桩相比 无场地污染 振动影响也较小 第二 所用材料仅需少量水泥 便于就地取材 基础工程不会与上部结构争 三材 这也是比水泥搅拌桩优越之处 第三 受力特性与水泥搅拌桩类似 它与一般碎石桩的差异 如表5 13所示 2 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 CFG桩 3 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 4 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 水泥粉煤灰碎石桩 CFG桩 法适用于处理粘性土 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 2 加固机理CFG桩加固软弱地基 桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基 如图5 14所示 其加固软弱地基主要有三种作用 桩体作用 挤密作用 褥垫层作用 5 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 6 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 1 桩体作用CFG桩不同于碎石桩 是具有一定粘结强度的混合料 在荷载作用下CFG桩的压缩性明显比其周围软土小 因此基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上 出现应力集中现象 复合地基的CFG桩起到了桩体作用 2 挤密作用CFG桩采用振动沉管法施工 由于振动和挤压作用使桩间土得到挤密 3 褥垫层作用 保证桩 土共同承担荷载 减少基础底面的应力集中 调整桩土荷载分担比 7 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 8 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 9 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 3 设计计算 1 设计思路当CFG桩桩体强度较高时 具有刚性桩的性状 但在承担水平荷载方面与传统的桩基有明显的区别 桩基础是一种常用的基础类型 桩在基础中既可承受垂直荷载也可承受水平荷载 它传递水平荷载的能力远远小于传递垂直荷载的能力 而CFG桩复合地基通过褥垫层把桩和承台 基础 断开 改变了过份依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统设计思想 10 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 基底摩阻力Tt传递到桩和桩间土上 桩顶应力为 p 桩间土应力为 s 由于CFG桩复合地基置换率一般不大于10 则有不低于90 的基底面积的桩间土 承担了绝大部分水平荷载 而桩承担的水平荷载则占很小一部分 11 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 按照上述设计思想 复合地基水平承载力比按照传统桩基设计有相当大的增值 至于垂直荷载的传递 如何在桩基中发挥桩间土的承载能力是大家都在探索的课题 大桩距布桩的 疏桩理论 就是为调动桩间土承载能力而形成的新的设计思想 传统桩基中只提供了桩可能向下刺入变形的条件 而CFG桩复合地基通过褥垫与基础联接 并有上下双向刺入变形模式 保证桩间土始终参与工作 因此垂直承载力设计首先是将土的承载能力充分发挥 不足部分由CFG桩来承担 显然 与传统的桩基设计思想相比 桩的数量可以大大减少 CFG桩不只是用于加固软弱的地基 对于较好的地基土 若建筑物荷载较大 天然地基不够 就可以用CFG桩来补足 12 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 参数确定 布桩范围水泥粉煤灰碎石桩可只布置在基础范围内 对可液化地基 基础内可采用振动沉管水泥粉煤灰碎石桩 振动沉管碎石桩间作的加固方案 但基础外一定范围内须打设一定数量的碎石桩 桩身材料桩孔内夯填的混合料配合比应按工程要求 掺和料的性质及采用的水泥品种 由配合比试验确定 并满足下式要求 13 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 桩径水泥粉煤灰碎石桩桩径宜取350 600mm 桩径过小 施工质量不容易控制 桩径过大 需要加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载 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3 5倍桩径 通常情况下可按照下述原则确定桩距 a 对挤密性好的土 如砂土 粉土和松散填土 桩距可取较小值 b 对单 双排布桩的条形基础和面积不大的独立基础等 桩距可取较小值 反之 满堂布桩的筏基 箱基以及多排布桩的条形基础等 桩距可适当放大 c 地下水位高 地下水丰富的建筑物场地 桩距也可适当放大 14 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 褥垫层桩顶和基础之间应设置褥垫层 褥垫层厚度宜取150 300mm 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 最大粒径不宜大于30mm 水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值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 初步设计时可按下式估算 15 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 沉降计算水泥粉煤灰碎石桩处理后的地基变形计算应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 的有关规定执行 计算深度必须大于复合土层的深度 4 施工 1 成桩水泥粉煤灰碎石桩的施工 应根据现场条件选用下列施工工艺 长螺旋钻孔灌注成桩 适用于地下水位以下的粘性土 粉土 素填土 中等密实以上的砂土 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 振动沉管灌注成桩 适用于粉土 粘性土及素填土地基 16 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 长螺旋钻孔施工 17 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 2 施工顺序连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩颈 但很少发生桩完全断开 跳打一般很少发生已打桩桩径被挤小或缩颈现象 但土质较硬时 在已打桩中间补打新桩时 已打桩可能被振断或振裂 在软土中 桩距较大可采用隔桩跳打 在饱和的松散粉土中施打 如桩距较小 不宜采用隔桩跳打方案 满堂布桩 无论桩距大小 均不宜从四周向内推进施工 施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7天 18 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 3 桩头处理CFG桩施工完毕待桩体达到一定强度 一般为7天左右 方可进行基槽开挖 在基槽开挖中 如果设计桩顶标高距地面不深 一般不大于1 5m 宜考虑采用人工开挖 不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响 而且经济可行 如果基槽开挖较深 开挖面积大 采用人工开挖不经济 可考虑采用机械和人工联合开挖 但人工开挖留置厚度一般不宜小于700mm 桩头凿平 并适当高出桩间土1 2cm 清土和截桩时 不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土 4 褥垫铺设褥垫层铺设宜采用静力压实法 当基础底面下桩间土含水量较小时亦可采用动力夯实 夯填度 夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值 不得大于0 9 19 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 桩头清理 20 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 桩头清理 21 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 桩头清理完毕 22 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 切割桩头 23 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 切割桩头 24 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 切割后桩头 25 第五章挤密桩法 5 5水泥粉煤灰碎石桩法 5 质量检验 1 施工质量检验主要应检查施工记录 混合料坍落度 桩数 桩位偏差 褥垫层厚度 夯填度和桩体试块抗压强度等 2 水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时 承载力