CFG桩在湿陷性黄土地区的应用

1、(CFG桩在湿陷性黄土地区的应用利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛桩复合地基，能充分发挥CFG桩的高承载力性能和抗变形性能，通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载力。一、基本原理CFG筑中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即Cement-FIyash-Gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，使之具有刚桩和桩间桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩CFG粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。难以发挥，不能成为复合地基。对于CFG桩复合地基，当基础承受竖向荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的模量远比土的模量大，故桩比

2、土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入。伴随这一变化过程，与工作，使桩、土共同承担荷载。二、设计参数CFG桩复合地基设计主要确定以下5个设计参数，分别为桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料。1、桩长。CFG桩复合地基要求桩端落在好的土层上，这是CFG桩复合地基设计CFG报告分析各土层，确定桩端持力层和桩长、并计算单桩承载力。2、桩径d。CFG桩桩径的确定取决于所采用的成桩设备，一般设计桩径为350mm600mm。3、桩间距s。一般桩间距s=（3-5）d，桩间距的大小取决于设计要求的复合地s长，因此s的大小应综合考虑。4、桩体强度。原则上，桩体配合比按桩体强度控

3、制，桩体试块抗压强度应满足下式要求：fcu3Ra/Ap150mm28d立方体抗压强度平均值（KPa）；Ra-单桩竖向承载力特征值（KN）；Ap-桩的横截面积（m）。25、褥垫层厚度及材料。褥垫层厚度一般取1030cm为宜，当桩径和桩间距过大碎石、级配砂石（最大粒径不宜大于30mm）。三、工程概况某锅炉房占地1075m(43mx25m)，平面形状为长方形，主楼高26.5m，局部楼高230m，结构型式为框排架结构。该场地经过平整，地形较平坦，地貌单元属巴公盆地东部平缓黄土丘陵区，工程地质条件如表1所示。表1工程地质物理力学指标土层名厚度/m 承载力特征值 极限侧阻力标准极限端阻力标准fak(KPa

4、)值qsk(KPa)值qpk(KPa)素填土5.66.45.56.90.51.70.91.8-15-1080黄土状粉质粘土粉质粘土粉质粘土9524017045040050粉质粘土粉质粘土粉土4.05.02.13.84.05.6260190300400856050090115全-强风化泥质页岩中风化砂岩9003502500四、方案选择拟建场地地表以下29m层以上的素填土和黄土状粉质粘土层较厚，总厚约黄土场地，湿陷等级为II级。场地虽然经过强夯，但处理深度不够，611m仍经过多方案比较，最终采用CFG桩处理地基，桩径40cm，有效桩长不小于13m，CFG0.2m。五、复合地基承载力的计算结合工程实

5、践经验，CFG桩复合地基特征值可用下面的公式进行估算：fspk=mRa/Ap+（1-m）fsk式中：fspk-复合地基承载力特征值（KPa）；m-面积置换率；Ra-CFG单桩竖向承载力特征值（KN）；Ap-CFG单桩的横截面积（m）；2-桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取（0.750.95），天然地基承载力较高时取大值；经验时，可取天然地基承载力特征值。单桩竖向承载力特征值Ra的取值，应符合下列规定。1、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，可按下式估算：Ra=upqsili+qpAp式中：up-桩的周长（m）；n-桩长范围内所

6、划分的土层数；qsi-桩周第iGB50007的有关规定确定；li-第i层土的厚度（m）；qp-桩端端阻力特征值（KPa），与土性和施工工艺有关，可按地区的有关规定确定；Ap-桩的截面积（m）。22、经CFG桩处理后的地基，当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后CFG桩复合地基承载力特征值fa为fa=fspk+r(d-0.5)0式中：r-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度；0d 基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。CFG桩复合地基承载力计算时需满足建筑物荷载要求，当承受轴心荷载时：Pkfa承受偏心荷载时，除满足上式外，尚应满

7、足下式要求：Pkmax1.2fa式中：pk-相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值（KPa）；pkmax 相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值（KPa）。六、复合地基沉降计算与天然地基相同，复合土层的模量取该层天然地基模量的倍，如下图所示。复合地基的模量提高系数，=fspk/fak沉降量计算从略七、检测结果分析1、复合地基静载荷试验 3 布置区域为长方形布桩，压板边长为 1.4mx1.45m。载荷试验的最大荷载取设计承载力特征值的 2 倍，即复合地基取 500KPa。从 Q-S 曲线可以看出，复合地基静载荷试验曲线均为缓变形曲线，无明显拐点。根据建筑基桩检测技术规范 s

8、/b=0.012(b 最大加荷量的一半，因此取最大加荷量的一半作为 CFG 桩复合地基承载力特征值。从 3 个试验点的检测结果看，CFG 桩复合地基承载力特征值均大于 250kpa，复合地基承载力提高近 1 倍，满足设计要求。2、单桩竖向抗压静载荷试验结果试验进行了 3 根 CFG 桩单桩极限承载力不小于 600KN，及累计的沉降量大于 60mm 的现象。3、低应变桩身完整性检测本工程低应变检测 CFG 桩桩身完整性 40 40 根 CFG桩，类桩 34 根，类桩 6 根，无类和类桩。八、 结论1、CFG 桩属高粘结强度桩，它与素混凝土桩的区别仅仅在于桩体材料的构成不同，而在受力和变形特性方面没有什么区别，从复合地基静压结果数据看，CFG桩复合地基的承载力得到大幅度的提高，地基变形得以降低和控制。2、复合地基中由于 CFG 桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行、工程质量易保证等优点，工程造价一般为桩基的 1/31/2，经济效益和社会效