桩及施工技术修改

1、 概述 加固原理 设计与计算 施工工艺 效果检验 主要内容主要内容 概述概述定义、性定义、性 质质 o水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑 或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，简称CFG桩。 通过调整水泥掺量和配合比，桩体强度可在通过调整水泥掺量和配合比，桩体强度可在C5C5 C20C20之间变化，一般为之间变化，一般为C5C5C10C10。 CFGCFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地 基刚性桩基刚性桩 。 概述概述定义、性定义、性 质质 碎石粗骨料碎石粗骨料 石屑中等粒径骨料，使得级配良好；石屑中等粒径骨料，使得级配良好； 粉煤灰粉煤灰种

2、种 类：类： 干排灰干排灰 湿排灰湿排灰 主要成分：主要成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、FeFe2 2OO3 3、CaOCaO以及以及MgOMgO 活性成分：活性成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3及及CaOCaO。 细骨料和低标号水泥作用，提高桩体后期强度。细骨料和低标号水泥作用，提高桩体后期强度。 水泥提高强度。水泥提高强度。 概述概述技术发展技术发展 2020世纪世纪8080年代，中国建筑科学研究院立题开始试验研究；年代，中国建筑科学研究院立题开始试验研究； 19921992年，通过部级鉴定；年，通过部级鉴定； 19941994年，被建设部列为全国推广项

3、目；年，被建设部列为全国推广项目； 19951995年，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。年，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。 目前，目前，CFGCFG桩可加固多层建筑及桩可加固多层建筑及3030层以下高层建筑。从层以下高层建筑。从 民用建筑到工业建筑均可使用。民用建筑到工业建筑均可使用。 概述概述与碎石桩比较与碎石桩比较 多层和高层建筑地基 多层建筑地基 适用范围适用范围 应力应变曲线为直线关系，应力应变曲线为直线关系， 围压对应力应变曲线没有多围压对应力应变曲线没有多 大影响大影响 应力应变曲线不呈直线关系。应力应变曲线不呈直线关系。 增加围压，破坏主应力差增大增加围压，破坏主应

4、力差增大 三轴应力应三轴应力应 变曲线变曲线 增加桩长可有效地减少变形，增加桩长可有效地减少变形， 总的变形量小总的变形量小 减少地基变形的幅度较小，减少地基变形的幅度较小， 总的变形量较大总的变形量较大 变形变形 承裁力提高幅度有较大的可承裁力提高幅度有较大的可 调性，可提高调性，可提高4倍或更高倍或更高 加固粘性土地基承载力的提加固粘性土地基承载力的提 高辐度较小，一般为高辐度较小，一般为051 倍倍 地基承载力地基承载力 桩的承载力主要来自全桩长桩的承载力主要来自全桩长 的摩阻力及桩端承载力，桩越的摩阻力及桩端承载力，桩越 长则承载力越高。以置换率长则承载力越高。以置换率10 计，桩承担

5、的荷载占总荷载计，桩承担的荷载占总荷载 的百分比为的百分比为4075 桩的承载力主要靠桩顶以下桩的承载力主要靠桩顶以下 有限长度范围有限长度范围内桩周土的侧向内桩周土的侧向 约束。当桩长大于有效桩长时，约束。当桩长大于有效桩长时， 增加桩长对承载力的提高作用增加桩长对承载力的提高作用 不大。以置换率不大。以置换率10计，桩承计，桩承 担荷载占总荷载的百分比为担荷载占总荷载的百分比为15 30 单桩承单桩承 载力载力 CFG桩碎石桩 概述概述适用范围适用范围 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

6、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。 南京造纸厂地基采用南京造纸厂地基采用CFGCFG桩加固，加固前后取土进行物理力学指标桩加固，加固前后取土进行物理力学指标 概述概述适用范围适用范围 按照施工工艺不同，分为挤土和非挤土两类按照施工工艺不同，分为挤土和非挤土两类 振动沉管法施工挤土法振动沉管法施工挤土法 （泥浆护壁）螺旋钻孔施工非挤土法（泥浆护壁）螺旋钻孔施工非挤土法 概述概述勘察要求勘察要求 工程地质勘察内容：工程地质勘察内容： 1 1、岩土、岩土埋藏条件及物理力学性质埋藏条件及物

7、理力学性质。持力层、下卧层埋藏深。持力层、下卧层埋藏深 度、厚度、性状、变化及应力历史；度、厚度、性状、变化及应力历史； 2 2、查明、查明水文地质条件水文地质条件。地下水位埋藏（地下水位线位置、。地下水位埋藏（地下水位线位置、 流向、地下水类型）、地下水对混凝土的腐蚀作用；流向、地下水类型）、地下水对混凝土的腐蚀作用； 3 3、查明、查明特殊土特殊土（膨胀土、湿陷性土或液化土层）的特性；（膨胀土、湿陷性土或液化土层）的特性； 4 4、确定各层土的、确定各层土的f fak ak，预测地基沉降及其均匀性； ，预测地基沉降及其均匀性； 5 5、提供采用、提供采用CFGCFG桩桩设计所需的岩土工程设

8、计所需的岩土工程技术参数技术参数，确定和，确定和 估算估算f fpk pk， ，并可提出并可提出CFGCFG桩桩长度长度和建议的和建议的施工方法施工方法。 概述概述勘察要求勘察要求 勘探点布置：勘探点布置： 1 1、根据拟建建筑物的等级、体形、平面形状等布置；、根据拟建建筑物的等级、体形、平面形状等布置； 2 2、勘探点的布置应能、勘探点的布置应能控制持力层层面坡度、厚度、性状变控制持力层层面坡度、厚度、性状变 化；化； 3 3、勘探点、勘探点间距间距可根据地基复杂程度等级确定。可根据地基复杂程度等级确定。持力层层面持力层层面 高差较大时，间距应小些；高差较大时，间距应小些； 4 4、应取勘探

9、孔总数的、应取勘探孔总数的1/3-1/21/3-1/2作为控制性勘探孔作为控制性勘探孔； 5 5、勘探点、勘探点深度应在桩尖以下深度应在桩尖以下，参见详勘阶段的控制性勘探，参见详勘阶段的控制性勘探 孔深度。孔深度。 室内试验：室内试验： 1 1、土的物理力学常规试验项目；、土的物理力学常规试验项目； 2 2、对、对基底以下土层做灵敏度试验基底以下土层做灵敏度试验 为褥垫层施工提供依据为褥垫层施工提供依据 对高灵敏度的土，褥垫层施工时应尽量避免对高灵敏度的土，褥垫层施工时应尽量避免 桩间土扰动，以防止发生桩间土扰动，以防止发生“橡皮土橡皮土”现象；现象； 概述概述勘察要求勘察要求 增加内容：增加

10、内容： 1 1、提供各土层的、提供各土层的桩侧摩阻力和桩端阻力桩侧摩阻力和桩端阻力 桩侧摩阻力：一般按灌注桩施工工艺提供桩侧摩阻力：一般按灌注桩施工工艺提供 桩端阻力：按灌注桩和打入桩分别提供桩端阻力：按灌注桩和打入桩分别提供 可按可按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范有关规定确定也可参阅有关规定确定也可参阅 CFGCFG桩复合地基技术规定桩复合地基技术规定（Q/JY06-1997Q/JY06-1997）附录）附录A A、B B； 2 2、若有、若有填土填土，应说明填土的材料组成；，应说明填土的材料组成； 概述概述勘察要求勘察要求 工作机理工作机理单桩单桩 一、一、CFGCFG桩的刚性桩

11、性状桩的刚性桩性状 散体材料桩：主要通过有限桩长（一般为散体材料桩：主要通过有限桩长（一般为6 610d10d），传），传 递竖向荷载。递竖向荷载。 当当LL有效桩长（碎石桩：有效桩长（碎石桩：4d4d），桩传递荷载的作用已明），桩传递荷载的作用已明 显减弱。显减弱。 CFGCFG桩不同于碎石桩，其桩身有一定的桩不同于碎石桩，其桩身有一定的粘结强度粘结强度。 在外荷载作用下，桩身不会发生在外荷载作用下，桩身不会发生鼓胀破坏鼓胀破坏，并可全桩长发，并可全桩长发 挥侧摩阻力。桩端落在好的土层上具有挥侧摩阻力。桩端落在好的土层上具有明显的端承力明显的端承力。 即：桩承受的荷载通过桩的摩阻力和桩端阻力

12、传递到深层即：桩承受的荷载通过桩的摩阻力和桩端阻力传递到深层 地基中，地基中，f fspk spk可大幅度提高。 可大幅度提高。 0 20 40 60 80 s（mm） 100 200 300600500400 p（kPa） 2 1 1 1、桩长、桩长L=15.5mL=15.5m，桩端落在淤泥质土中，单桩复合地基，桩端落在淤泥质土中，单桩复合地基 载荷试验载荷试验f fspk spk=205kPa =205kPa。 2 2、桩长、桩长L=15.5mL=15.5m，桩端落在较好土层中，单桩复合地基，桩端落在较好土层中，单桩复合地基 载荷试验载荷试验f fspk spk=315kPa =315kP

13、a。 由此可见：由此可见：CFGCFG桩没有碎桩没有碎 石桩那样的临界桩长，石桩那样的临界桩长， 可像刚性桩那样把外荷可像刚性桩那样把外荷 载传递到深层地基中，载传递到深层地基中， 对上软下硬地质条件尤对上软下硬地质条件尤 为适用为适用。 工作机理工作机理单桩单桩 国棉四厂纺纱车间，基底在厚度为国棉四厂纺纱车间，基底在厚度为2.42.44.8m4.8m的粉的粉 质粘土层上（质粘土层上（f fak ak=90 =90100kPa100kPa），要求：复合地基），要求：复合地基 f fspk spk150kPa 150kPa。 原设计：采用碎石桩原设计：采用碎石桩d=400mmd=400mm，L=

14、6mL=6m，l=1ml=1m，施工，施工 试桩后检测试桩后检测f fspk spk=130kPa =130kPa. . 改用改用CFGCFG桩桩d=360mmd=360mm，L=7.5-8mL=7.5-8m，l=1.3-1.45ml=1.3-1.45m，桩，桩 端落在坚硬土层上，端落在坚硬土层上， f fspk spk180kPa 180kPa。 工作机理工作机理单桩单桩 二、单桩承载力的可调性二、单桩承载力的可调性 CFGCFG桩的桩长桩的桩长L L可根据工程要求和地质条件确定，可根据工程要求和地质条件确定，从几从几 米到二十几米米到二十几米 在在CFGCFG桩复合地基中桩体承担的荷载占总

15、荷载的桩复合地基中桩体承担的荷载占总荷载的35%-35%- 70%70%，有的工程比例更高，这使得复合地基承载力大幅，有的工程比例更高，这使得复合地基承载力大幅 度提高，并具有很大的可调性。度提高，并具有很大的可调性。 地基承载力较高，荷载又不是很大时，地基承载力较高，荷载又不是很大时，L L可短些；可短些； 地基承载力较低，荷载时，地基承载力较低，荷载时，L L可设计长些可设计长些 工作机理工作机理单桩单桩 四、时间效应四、时间效应 刚施工完的刚施工完的CFGCFG桩桩体可作为桩桩体可作为良好的竖向排水通道良好的竖向排水通道帮助桩帮助桩 间土消散由于外界施工等荷载产生的超孔隙水压力，间土消散

16、由于外界施工等荷载产生的超孔隙水压力，直直 到桩体结硬为止到桩体结硬为止。这种排水过程可延续几小时这种排水过程可延续几小时。 通过施工后分层凿开桩体和载荷试验，没有发现排水作通过施工后分层凿开桩体和载荷试验，没有发现排水作 用会影响用会影响桩体强度桩体强度。反而这种排水作用对桩间土的固结。反而这种排水作用对桩间土的固结 和防止地面隆起有一定作用。和防止地面隆起有一定作用。 三、桩体的排水作用三、桩体的排水作用 桩体强度提高桩体强度提高 桩与桩间土之间相互作用加强。桩与桩间土之间相互作用加强。 工作机理工作机理单桩单桩 工作机理工作机理复合地基复合地基 一、褥垫层的加固作用一、褥垫层的加固作用

17、褥垫层不是基底下常做的褥垫层不是基底下常做的 10cm10cm的素混凝土垫层。的素混凝土垫层。 褥垫层是在褥垫层是在CFGCFG桩桩顶与混桩桩顶与混 凝土垫层间的由粒状材料凝土垫层间的由粒状材料 组成的散体材料垫层。组成的散体材料垫层。 CFGCFG桩桩+ +桩间土桩间土+ +褥垫层褥垫层 =CFG=CFG状复合地基状复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 1 1、褥垫层保证桩与桩间土共同承担荷载、褥垫层保证桩与桩间土共同承担荷载 H=0 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 H0 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 2 2、褥

18、垫层调整桩、土荷载分担比、褥垫层调整桩、土荷载分担比 1 1）、调整竖向桩、土荷载分担比）、调整竖向桩、土荷载分担比 1) 1( nm mn Ap Ap pp p 1) 1( 1 nm m Ap Ap ss s 桩荷载分担比桩荷载分担比 土荷载分担比土荷载分担比 p p、s s与与m m、n n有关有关 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 2 2）、调整水平桩、土荷载分担比）、调整水平桩、土荷载分担比 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 根据叶书麟主编的根据叶书麟主编的地基处理工程实例应用手册地基处理工程实例应用手册中给出的复中给

19、出的复 合地基水平载荷试验的资料表明：合地基水平载荷试验的资料表明：褥垫层褥垫层H H越大，桩顶水平位移越大，桩顶水平位移 越小。即桩顶承受的水平荷载越小。越小。即桩顶承受的水平荷载越小。 大量工程实践和室内外试验结果表明：大量工程实践和室内外试验结果表明：只要褥垫层只要褥垫层H H不小于不小于10cm10cm， 桩体就不会发生水平折断，桩在复合地基中就不会失去工作能桩体就不会发生水平折断，桩在复合地基中就不会失去工作能 力。力。 Q U p 不同垫层厚度时不同垫层厚度时 - - 曲线曲线 1) 1)垫层厚垫层厚2cm2cm2)2)垫层厚垫层厚10cm10cm3)3)垫层厚垫层厚20cm20c

20、m4)4)垫层厚垫层厚30cm30cm 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 根据实测的桩土应力比与褥垫层厚度根据实测的桩土应力比与褥垫层厚度H H的变化关系：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，当褥层厚度很小时，桩对基础底面产生应力集中，和桩和桩 基础一样，需要考虑桩对桩基的冲切破坏；基础一样，需要考虑桩对桩基的冲切破坏； 但当褥垫厚度大于但当褥垫厚度大于10cm10cm时，应力集中明显降低时，应力集中明显降低( (桩土应力桩土应力 比约为比约为6)6)； 当褥垫层厚度为当褥垫层厚度为30cm30cm时，桩土应力比降为时，桩土应力比降为1.

21、231.23。 3 3）、减少基础底面的应力集中）、减少基础底面的应力集中 工作机理工作机理复合地基复合地基 褥垫层的加固作用褥垫层的加固作用 CFGCFG复合地基的设计原则：充分利用桩间土的垂复合地基的设计原则：充分利用桩间土的垂 直和水平承载能力。直和水平承载能力。 由于由于CFGCFG桩复合地基的置换率一般不大于桩复合地基的置换率一般不大于10%10%，其余不小，其余不小 于于90%90%的基底面积为桩间土，总荷载扣除桩间土承担的荷的基底面积为桩间土，总荷载扣除桩间土承担的荷 载后就是载后就是CFGCFG桩应承担的荷载。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，再加显

22、然，遵循这一设计原则，可大量减少桩的数量，再加 上上CFGCFG桩不消耗钢筋，桩体利用工业废料和石屑作为掺合桩不消耗钢筋，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。料，水泥用量少，可大大降低工程造价。 二、设计思想二、设计思想 CFGCFG桩不只是用于加固软弱地基；桩不只是用于加固软弱地基； 对于较好的地基土，若建筑物荷载较大，天然地基承载对于较好的地基土，若建筑物荷载较大，天然地基承载 力不够也可利用力不够也可利用CFGCFG桩补足。桩补足。 工作机理工作机理复合地基复合地基 设计思想设计思想 三、复合地基受力特性三、复合地基受力特性 1 1、桩、土荷载分担作用、桩

23、、土荷载分担作用 p p、s s通常与通常与p p、L L、H H、土的性质有关、土的性质有关 刚性基础下刚性基础下CFGCFG桩复合地基桩复合地基p p、s s随随p p的变化的变化 L=1.2mL=2.0mL=3.2m 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基受力特性复合地基受力特性 CFGCFG桩复合地基：桩复合地基：s s桩顶 桩顶 s s桩间土表面 桩间土表面 s s基础底面基础底面 z s 0 sp z0 ss z N 0 z0 Nmax 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基受力特性复合地基受力特性 负摩阻力作用：负摩阻力作用： 桩基础中：桩基础中：（桩穿越欠固结土层、地下

24、水位变化等情况）（桩穿越欠固结土层、地下水位变化等情况） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。 CFGCFG桩复合地基中：桩复合地基中：（褥垫层的存在）（褥垫层的存在） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。 负摩阻力对桩间土的承载力有负摩阻力对桩间土的承载力有提高提高的的 作用。作用。 它对提高桩间土的承载力，减少复合地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。基的沉降变形起着有益的作用。 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基受力特性复合地基受力特性 3 3、桩间土应力分布、桩间土应力分布 刚性基础下，

25、不同位置处桩间土的应力不同。刚性基础下，不同位置处桩间土的应力不同。 s1 s1 s1 s1 s2 s2, , s1 s1/ / s2 s2=1.25 =1.251.451.45 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基受力特性复合地基受力特性 3 3、CFGCFG桩复合地基深层变形性状桩复合地基深层变形性状 曲线曲线1 1：天然地基土，：天然地基土，p=119kPap=119kPa 曲线曲线2 2：9 9桩复合地基，桩复合地基，p=320kPap=320kPa， s s= =119kPa119kPa l ZlZl时，时，s s1 1slZl时，时，s s1 1ss2 2深层土深层土 桩的设

26、置使一部分荷载传入地桩的设置使一部分荷载传入地 基深层基深层 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基变形特性复合地基变形特性 桩对桩间土变形的影响：桩对桩间土变形的影响： 桩对桩间土的侧向约束使得桩对桩间土的侧向约束使得s ss s， 随着桩数量的增加随着桩数量的增加s ss s下降的程度越大下降的程度越大 褥垫层的设置必然会存在褥垫层的设置必然会存在负摩阻力区负摩阻力区，桩对桩间土有向，桩对桩间土有向 上的摩阻力影响，使得上的摩阻力影响，使得s ss s。 荷载较小时荷载较小时，桩侧摩阻力起主要作用，端阻较小，桩侧摩阻力起主要作用，端阻较小 总应力面积之和为负，使得总应力面积之和为负，使

27、得ss s。 荷载较大时荷载较大时，端阻增加，负侧摩阻力区减小，端阻增加，负侧摩阻力区减小 总应力面积之和为正，使得总应力面积之和为正，使得ss s。 工作机理工作机理复合地基复合地基 复合地基变形特性复合地基变形特性 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 一、桩身材料及配比设计一、桩身材料及配比设计 1 1、CFGCFG桩桩身材料桩桩身材料 CFGCFG桩由桩由碎石、粉煤灰、水泥、石屑加水碎石、粉煤灰、水泥、石屑加水拌和形成。各种拌和形成。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。材料之间的配合比对混合料的强度及和易性有很大影响。 水泥：一般采用水泥：一般采用4

28、2.542.5级普通硅酸盐水泥级普通硅酸盐水泥 碎石：粒径一般为碎石：粒径一般为202050mm50mm 石屑：石屑：碎石料之间一般为点接触，接触比表面积小，桩体抗剪强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。触比表面积，提高桩体的抗剪强度。 有资料表明：在碎石含量和水泥掺量不变的情况下，掺入石屑有资料表明：在碎石含量和水泥掺量不变的情况下，掺入石屑 后，桩体强度可提高后，桩体强度可提高50%50%。 设计计算设计计算桩身材料及配比设计

29、桩身材料及配比设计 粉煤灰：粉煤灰： 种种 类：干排灰类：干排灰 湿排灰湿排灰 湿灰活性低于干灰湿灰活性低于干灰 （部分活性组成先行水化）（部分活性组成先行水化） 活性成分：活性成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3及及CaOCaO。 细度：粉煤灰细度：粉煤灰细度越大，球形颗粒越多细度越大，球形颗粒越多， 其水化及接触面越多，容易发挥其活性。其水化及接触面越多，容易发挥其活性。 烧失量（粉煤灰中未燃尽煤的含量）：烧失量（粉煤灰中未燃尽煤的含量）：烧失量过烧失量过 大大，需增加用水量，这样会，需增加用水量，这样会影响粉煤灰的质量，影响粉煤灰的质量， 降低混合料的强度。降低混合料的强

30、度。 2 2、CFGCFG桩桩体配比桩桩体配比 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 1 1）、桩体配比设计）、桩体配比设计 由于各种材料性质差异，很难给出一个统一的、精确度很高的由于各种材料性质差异，很难给出一个统一的、精确度很高的 配比。配比。 下面给出的方法，曾经在工程中使用过，效果良好，供参考：下面给出的方法，曾经在工程中使用过，效果良好，供参考： 石屑率：石屑率： 21 1 GG G 单方混合料中碎石的用量单方混合料中碎石的用量 （kg/mkg/m3 3） 单方混合料中石屑的用量单方混合料中石屑的用量 （kg/mkg/m3 3） 据试验研究结果：据试验研究结果：取取0

31、.25-0.330.25-0.33为合理石屑率。为合理石屑率。 混合料混合料28d28d强度与强度与水泥强度等级水泥强度等级及及灰水比灰水比之间的关系之间的关系 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 )071. 0(366. 0 28 w c RR b c 水泥强度等级（水泥强度等级（kPakPa） 单方混合料中水泥的用量（单方混合料中水泥的用量（kg/mkg/m3 3） 单方混合料中水的用量（单方混合料中水的用量（kg/mkg/m3 3） 混合料塌落度混合料塌落度T按按3cm控制，控制，水灰比水灰比w/c与与粉灰比粉灰比F/c的关系的关系 c F c w 791. 0187.

32、 0 单方混合料中粉煤灰的用量（单方混合料中粉煤灰的用量（kg/mkg/m3 3） 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 混合料的混合料的密度密度一般为：一般为：2.1-2.2t/m2.1-2.2t/m3 3 利用以上关系，利用以上关系，参考混凝土配比用水量，并加大参考混凝土配比用水量，并加大2%-5%2%-5%，进进 行配比设计行配比设计 （1 1）单方用水量）单方用水量w w： 参考混凝土控制塌落度参考混凝土控制塌落度T=3cmT=3cm时，单方用水量时，单方用水量 （2 2）单方水泥用量）单方水泥用量c c： R Rc cb b为为42.542.5级普通水泥级普通水泥 w

33、 R R c b c )071. 0 366. 0 ( 28 a10 28 MPR 取 c=134.9kg w=189kg （3 3）单方粉煤灰用量）单方粉煤灰用量F F： 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 791. 0 187. 0- c c w F）（ 21 GG c=134.9kgw=189kg F=207.1kg （4 4）单方石屑用量）单方石屑用量G G1 1和碎石用量和碎石用量G G2 2： 混合料的密度取：混合料的密度取：2.2t/m2.2t/m3 3 则：则：2200kg 189kg 134.9kg 207.1kg kg3 .467 211 ）（GGG kg

34、7 .12013 .467-1669 2 G 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 取取=0.28=0.28 则：则： kg1669 21 GG 可按上述配比试配，并按塌落度可按上述配比试配，并按塌落度T=3cmT=3cm调整用水量调整用水量 2 2）、桩体配比试验）、桩体配比试验 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 （1 1）不同石屑掺量）不同石屑掺量配比试验。配比试验。 水灰比水灰比w/cw/c与与粉灰比粉灰比F/cF/c一定时，一定时， 过小，则和易性差。过小，则和易性差。 （混合料离析、泌水）混合料离析、泌水） 过大，则过大，则混合料流动性小，混合料流

35、动性小， 塌落度低塌落度低 在在25%-33%25%-33%，塌落度出现峰值。为最佳石屑率，塌落度出现峰值。为最佳石屑率 水灰比水灰比w/cw/c与与粉灰比粉灰比F/cF/c一定时，一定时，与与R R28 28之间的关系与 之间的关系与 相似，其最佳石屑率与也相近。相似，其最佳石屑率与也相近。 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 （2 2）不同水泥、粉煤灰掺量的配比试验。）不同水泥、粉煤灰掺量的配比试验。 对某一石屑率，不同水泥、粉煤灰掺量得出的混合料的立对某一石屑率，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方抗压强度与水灰比W/CW/C成反比。成反比。 当石

36、屑掺量为最佳石屑率时，控制混合料坍落度为当石屑掺量为最佳石屑率时，控制混合料坍落度为3cm3cm， 根据不同水泥、粉煤灰掺量的配合比实验，根据不同水泥、粉煤灰掺量的配合比实验，如果增加粉如果增加粉 煤灰的掺量，为了保证煤灰的掺量，为了保证3cm3cm的坍落度，混合料的需水量得的坍落度，混合料的需水量得 增加；反之，需水量得减小。增加；反之，需水量得减小。 c/w 0.2 0.4 0.6 0.1 0.2 R28/Rcb 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 （3 3）养护条件和龄期的配比试验。）养护条件和龄期的配比试验。 试验结果显示：试验结果显示：无论水中养护，还是标准养护。混

37、合料的后无论水中养护，还是标准养护。混合料的后 期强度仍有较大增长。期强度仍有较大增长。龄期超过半年，后期强度还在增长。龄期超过半年，后期强度还在增长。 这是因为粉煤灰经过一段时间在水中溶解能较好地发挥其活这是因为粉煤灰经过一段时间在水中溶解能较好地发挥其活 性。性。 3 3、CFGCFG桩桩体材料强度与地基承载力间的关系桩桩体材料强度与地基承载力间的关系 当桩体材料强度大于某值时，提高桩体强度对复合地基当桩体材料强度大于某值时，提高桩体强度对复合地基 承载力不再有影响。承载力不再有影响。 因此，复合地基设计时，不必把桩体强度标号取得过高，因此，复合地基设计时，不必把桩体强度标号取得过高， 一

38、般取一般取桩顶应力的桩顶应力的3 3倍即可。倍即可。 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160-200mm,振动沉管灌注桩施工的坍落度宜为 30-50mm。 设计计算设计计算桩身材料及配比设计桩身材料及配比设计 设计计算设计计算复合地基承载力设计复合地基承载力设计 二、复合地基承载力设计二、复合地基承载力设计 CFG桩复合地基地基承载力特征值，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： sk p spk fmm A R f)1 (. a skspk fnmf)1(1 设

39、计计算设计计算复合地基承载力设计复合地基承载力设计 也可按下式估算：也可按下式估算： 其中：其中：桩间土承载力折减系数，一般取桩间土承载力折减系数，一般取0.80.8； n n桩土应力比，一般取桩土应力比，一般取10141014； mm桩的置换率。桩的置换率。 综合考虑综合考虑施工对桩间土的影响施工对桩间土的影响、桩对桩间土变形的影响桩对桩间土变形的影响、桩与桩间桩与桩间 土承载力发挥的问题土承载力发挥的问题、褥垫层对于桩间土承载力发挥的影响褥垫层对于桩间土承载力发挥的影响等因素等因素 k p spk fmm A R f a a )1 (. 其中：其中：桩间土承载力发挥度，一般工程取桩间土承载

40、力发挥度，一般工程取0.90-0.950.90-0.95， 重要、变形要求较高的工程取重要、变形要求较高的工程取0.75-0.90.75-0.9； 桩间土强度提高系数，按经验取值，桩间土强度提高系数，按经验取值， 如无经验，一般粘性土取如无经验，一般粘性土取1.01.0；灵敏度高，施工速度快时；灵敏度高，施工速度快时1.0 F1， 即不再发生阀门打不开的情况，避免了桩体存气形成空芯。 混 合 料 液 面 地 下 水 水 头 地下水水头 混合料液面 侧开式常规钻头侧开式常规钻头下开式专利钻头下开式专利钻头 实施二：严格对桩顶以下实施二：严格对桩顶以下2.5m内混合料进行振捣密实内混合料进行振捣密

41、实 2009年年6月月18日，由施工员日，由施工员 在技术交底单中专门写入在技术交底单中专门写入 “要求对桩顶以下要求对桩顶以下2.5m内混内混 合料用振动棒进行振捣合料用振动棒进行振捣”的的 具体要求，并召开专题技术具体要求，并召开专题技术 交底会，在会上，施工员韦交底会，在会上，施工员韦 龙初对本工程龙初对本工程CFG桩施工操桩施工操 作方法（包括对桩顶以下作方法（包括对桩顶以下 2.5m内混合料用振动棒进行内混合料用振动棒进行 振捣）等内容作了详细地交振捣）等内容作了详细地交 底，技术交底单交由底，技术交底单交由CFG桩桩 劳务分包队组每一名施工人劳务分包队组每一名施工人 员签字。员签字

42、。 专题技术交底会现场图片专题技术交底会现场图片 2009年年6月月20日日2009年年7月月24日，日，CFG桩砼施桩砼施 工过程中，由施工员初现场指挥、质检员现场进工过程中，由施工员初现场指挥、质检员现场进 行监控行监控:在每一根桩泵完混合料超过设计桩顶标高在每一根桩泵完混合料超过设计桩顶标高 以上以上500 mm时，即要求混凝土振捣工对桩顶以时，即要求混凝土振捣工对桩顶以 下下2.5m内混合料用振动棒进行振捣，振捣时应做内混合料用振动棒进行振捣，振捣时应做 到快插慢拔，插点应均匀排列，逐点移动，顺序到快插慢拔，插点应均匀排列，逐点移动，顺序 进行，均匀振实，不得遗漏，振至表面泛浆、排进行

43、，均匀振实，不得遗漏，振至表面泛浆、排 除气泡时为止。除气泡时为止。 实施三：采用隔排隔桩跳打的打桩顺序实施三：采用隔排隔桩跳打的打桩顺序 分批进行施工分批进行施工 2009年年6月月1617日，由项目技术主管编制本工程日，由项目技术主管编制本工程CFG桩桩 施工方案施工方案，在方案中明确了隔排隔桩跳打的打桩顺序，在方案中明确了隔排隔桩跳打的打桩顺序， 并附并附“CFG桩打桩顺序平面示意图桩打桩顺序平面示意图”。为防止新打桩对已。为防止新打桩对已 打桩挤压打桩挤压,使得已打桩产生缩颈和断桩现象，故采取分使得已打桩产生缩颈和断桩现象，故采取分5批批 桩进行隔桩隔排跳打，依照第桩进行隔桩隔排跳打，

44、依照第1批、第批、第2批批.第第5批的打批的打 桩顺序，打完一批桩再打下一批桩，具体打桩顺序见图六、桩顺序，打完一批桩再打下一批桩，具体打桩顺序见图六、 图七。方案编制完成后送分公司主任工程师及公司生产处、图七。方案编制完成后送分公司主任工程师及公司生产处、 质量科技处、安全处审核，总工办审批。另外，由施工员质量科技处、安全处审核，总工办审批。另外，由施工员 在技术交底单中对隔排隔桩跳打的顺序要求，作了详细地在技术交底单中对隔排隔桩跳打的顺序要求，作了详细地 交底。并在施工过程中对打桩顺序严格加以监控。交底。并在施工过程中对打桩顺序严格加以监控。 A B B 打桩机总体行走路线 第1批打的桩

45、第2批打的桩 第3批打的桩 第4批打的桩 第5批打的桩 图例： 开始 结束 A B B B 开始 结束 打桩机总体行走路线 第1批打的桩 第2批打的桩 第3批打的桩 第4批打的桩 第5批打的桩 图例： 实施四：加强现场管理协调，做好成孔、实施四：加强现场管理协调，做好成孔、 搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合 为保证成桩过程连续进行为保证成桩过程连续进行,项目项目 部部提前一个月按材料计划的提前一个月按材料计划的 要求进行备料要求进行备料，备好了施工，备好了施工 所需全部碎石、粉煤灰、水所需全部碎石、粉煤灰、水 泥、外加剂等材料，避免供泥、外加剂等材料，避免供

46、 料出现问题导料出现问题导 致停机待料。致停机待料。 2009年年6月月20日日2009年年7月月24日，日，CFG桩砼施工过程中，桩砼施工过程中， 由项目经理负责现场总协调工作，施工队长负责组织队组由项目经理负责现场总协调工作，施工队长负责组织队组 人员进行实施，做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的人员进行实施，做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的 密切配合密切配合(见图八见图八),特别是机长与泵工应密切配合，做到提特别是机长与泵工应密切配合，做到提 钻速度应与混凝土泵送量相匹配钻速度应与混凝土泵送量相匹配, 保证带压提钻，充盈系保证带压提钻，充盈系 数控制在数控制在1.31.5之间。严格掌

47、握混合料的输入量大于提之间。严格掌握混合料的输入量大于提 钻产生的空孔体积钻产生的空孔体积,使混合料面经常保持在钻头以上使混合料面经常保持在钻头以上1m,以以 免在混合料中形成充水的孔洞。成桩的提拔速度严格按设免在混合料中形成充水的孔洞。成桩的提拔速度严格按设 计要求控制在计要求控制在2m/min3m/min。管理人员对提拔速度进。管理人员对提拔速度进 行严格地监控。行严格地监控。 实施五：采取先灌注混合料再提钻的操作方式实施五：采取先灌注混合料再提钻的操作方式 为保证水下成桩质量，2009年6月20 日2009年7月24日，CFG桩砼施工 过程中，由施工队长负责组织队组人 员进行实施,要求机

48、长钻杆钻至设计标 高后不提钻,先向空心钻杆内灌注约 8m 高的混合料,然后再提钻进行桩底 混合料灌注。之后,边灌注边提钻,保 持连续灌注,均匀提升,可基本做到钻 头始终埋入混凝土内1m 左右。严禁 采用先提钻后灌注混合料,形成往水中 灌注混合料的错误作法。 采取先灌注混合料采取先灌注混合料 再提钻的操作方式再提钻的操作方式 2009年年9月月13日，由检测单位依据规范的要求对所有成桩日，由检测单位依据规范的要求对所有成桩 后的后的CFG桩进行低应变动力检测，检测桩数按总桩数桩进行低应变动力检测，检测桩数按总桩数482 根的根的10%即即49根。检测结果为：桩身结构完整的一类桩根。检测结果为：桩

49、身结构完整的一类桩44 根根;桩身结构基本完整、桩身局部轻微离析、对桩的使用不桩身结构基本完整、桩身局部轻微离析、对桩的使用不 构成影响的二类桩构成影响的二类桩5根。一、二类合格桩共根。一、二类合格桩共49根根,占检测桩占检测桩 总数的总数的100%。实现了。实现了QC小组预定的目标。小组预定的目标。 1、质量效果：、质量效果： 2009年年9月月18日，由建设、设计、监理、勘察、施工单位日，由建设、设计、监理、勘察、施工单位 各方人员参加、县建设工程质监站监督，进行了本工程各方人员参加、县建设工程质监站监督，进行了本工程1#、 2#楼楼CFG桩复合地基处理工程的验收，桩复合地基处理工程的验收

50、，CFG桩复合地基整桩复合地基整 体合格率达到体合格率达到100%，达到并超过了预期的目标（，达到并超过了预期的目标（1#楼、楼、 2#楼地基处理工程质量验收报告见图十一）。楼地基处理工程质量验收报告见图十一）。CFG桩复合桩复合 地基在饱和软土、高水位等复杂地质情况下，施工质量仍地基在饱和软土、高水位等复杂地质情况下，施工质量仍 得到了较好地控制，获得了建设、监理单位、质监站的一得到了较好地控制，获得了建设、监理单位、质监站的一 致好评。致好评。 合格率前后对比图合格率前后对比图 由于CFG桩成桩质量好，没有出现三、四类桩。避 免了由于产生三、四类桩补桩而造成的经济损失， 按现状调查时三、四

51、类桩出现的频率占总桩数的5% 即24根桩、平均桩长10m计算，可节约费用19669元, 计算方法如下： 3.140.25210417.6元/m324=19669元。 2、经济效益：、经济效益： 2、经济效益：、经济效益： 3、节能、环保和社会效益、节能、环保和社会效益 ： 本工程CFG桩复合地基采用长螺旋钻孔、管 内泵压混合料灌注成桩法施工，由于CFG桩 桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不需配 筋以及充分发挥桩间土的承载能力，与桩基 相比，工程造价仅为桩基的1/31/2，大大节 约了能源，减少了碳排放。 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩法施 工噪声小，无泥浆污染，保护了环境。总体 上来说，节

52、能、环保和社会效益非常显著。 1、坚持QC小组活动经常化、科学化，扩大QC小 组的影响力； 2、通过公司组织的技术交流会进行交流； 3、为了使活动成果能有效巩固，2009年12月，小 组将成果补充整理编制成CFG桩复合地基施工工 艺标准，编号为XEJ/QB25-2009，报公司质量科 技处审核，经总工室批准后正式发布，为公司在 CFG桩复合地基施工提供了参考的依据。 没有总结就没有提高。为此，小组在本课题得到解决 之后，认真回顾活动的全过程，我们觉得通过本次活动我 们QC小组的每一位成员的质量意识得到了提高；个人分 析问题与解决问题的能力得到了提高；树立了团队精神和 协作意识；对QC活动知识更

53、加丰富，对QC工具运用技巧 更加熟练；创新意识和能力进一步加强。 0 1 2 3 4 5 QC活动知识 创新意识 质量意识 个人能力 团队精神 活动前 活动后 综合素质自我评价雷达图综合素质自我评价雷达图 通过调整水泥掺量和配合比，桩体强度可在通过调整水泥掺量和配合比，桩体强度可在C5C5 C20C20之间变化，一般为之间变化，一般为C5C5C10C10。 CFGCFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地桩是在碎石桩的基础上发展起来的，属复合地 基刚性桩基刚性桩 。 概述概述定义、性定义、性 质质 碎石粗骨料碎石粗骨料 石屑中等粒径骨料，使得级配良好；石屑中等粒径骨料，使得级配良好； 粉煤

54、灰粉煤灰种种 类：类： 干排灰干排灰 湿排灰湿排灰 主要成分：主要成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、FeFe2 2OO3 3、CaOCaO以及以及MgOMgO 活性成分：活性成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3及及CaOCaO。 细骨料和低标号水泥作用，提高桩体后期强度。细骨料和低标号水泥作用，提高桩体后期强度。 水泥提高强度。水泥提高强度。 概述概述勘察要求勘察要求 勘探点布置：勘探点布置： 1 1、根据拟建建筑物的等级、体形、平面形状等布置；、根据拟建建筑物的等级、体形、平面形状等布置； 2 2、勘探点的布置应能、勘探点的布置应能控制持力层层面坡度、厚度、性状变控制持力层层面坡度、厚度、性状变 化；化； 3 3、勘探点、勘探