合肥工业大学合肥工业大学土木与水利工程学院土木与水利工程学院赵 静地基处理Ground Treatment水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩桩) Cement Fly-ash Gravel Pile一、概述一、概述1 1、概念、概念 在在碎碎石石桩桩的的基基础础上上加加进进一一些些石石屑屑、粉粉煤煤灰灰和和少少量量水水泥泥，加水加水拌和制成的一种具有拌和制成的一种具有粘结强度粘结强度的桩。的桩。2 2、优点、优点（1 1）施工工艺：）施工工艺：与沉管灌注桩相同与沉管灌注桩相同（2 2）材料：）材料：仅需少量水泥仅需少量水泥（3 3）受力特性：）受力特性：与水泥搅拌桩类似与水泥搅拌桩类似深层密实深层密实一、概述一、概述3 3、与碎石桩区别、与碎石桩区别水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩一、概述一、概述4 4、适用情况、适用情况 适适用用于于处处理理粘粘性性土土、粉粉土土、砂砂土土和和已已自自重重固固结结的的素素填填土土等等地地基基。对对淤淤泥泥质质土土应应按按地地区区经经验验或或通通过过现现场场试试验确定其适用性。验确定其适用性。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩二、加固机理二、加固机理 CFG桩桩加加固固软软基基，桩桩和和桩桩间间土土一一起起通通过过褥褥垫垫层层形形成成CFG复复合合地地基基。主主要要有有三三种种作作用用：桩桩体体作作用用、挤挤密密作作用用、褥垫层作用褥垫层作用。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩二、加固机理二、加固机理（一）桩体作用（一）桩体作用 桩土应力比桩土应力比2435（碎石桩（碎石桩24）。）。（二）挤密作用（二）挤密作用（三）褥垫层作用（三）褥垫层作用 褥垫层由级配砂石、粗砂、碎石等组成，其作用：褥垫层由级配砂石、粗砂、碎石等组成，其作用：1 1、保证桩、土共同承担荷载、保证桩、土共同承担荷载 提供了上、下刺入的条件提供了上、下刺入的条件2 2、减少基础底面的应力集中、减少基础底面的应力集中水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩二、加固机理二、加固机理（三）褥垫层作用（三）褥垫层作用3 3、褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比、褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比 合理发挥桩间土作用合理发挥桩间土作用4 4、褥垫厚度可以调整桩土水平荷载分担比、褥垫厚度可以调整桩土水平荷载分担比 详详细细解解释释见见复复合合地地基基处处理理及及其其工工程程实实例例（牛牛志志荣，李宏，等编著，中国建材工业出版社，荣，李宏，等编著，中国建材工业出版社，20002000）水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（一）设计思路（一）设计思路1 1、CFGCFG桩复合地基通过褥垫层将桩和承台断开桩复合地基通过褥垫层将桩和承台断开 改改变变了了过过去去过过分分依依赖赖桩桩承承担担垂垂直直和和水水平平荷荷载载的的传传统统设计思想。设计思想。2 2、通过改变褥垫层厚度调整桩土水平荷载分担比、通过改变褥垫层厚度调整桩土水平荷载分担比3 3、大桩距的、大桩距的“疏桩理论疏桩理论”以调动桩间土承载能力以调动桩间土承载能力 通过桩体能够上下刺入来保证桩间土始终参与工作。通过桩体能够上下刺入来保证桩间土始终参与工作。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（二）设计参数（二）设计参数1 1、桩径、桩径 桩径宜取桩径宜取350600mm。2 2、桩距、桩距 桩桩距距应应根根据据设设计计要要求求的的复复合合地地基基承承载载力力、土土性性、施施工工艺等确定，宜取工工艺等确定，宜取3 35 5倍桩径倍桩径。3 3、桩长、桩长 水水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石桩桩应应选选择择承承载载力力相相对对较较高高的的土土层层作作为桩端持力层。为桩端持力层。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（二）设计参数（二）设计参数4 4、承载力计算、承载力计算（1）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： 应应通通过过现现场场复复合合地地基基载载荷荷试试验验确确定定，初初步步设设计计时时也也可按下式估算：可按下式估算： 其其中中：fspk-复复合合地地基基承承载载力力特特征征值值；m-面面积积置置换换率率；Ap-桩桩截截面面积积；-桩桩间间土土承承载载力力折折减减系系数数；fsk-处处理理后后桩桩间间土土承承载载力力特特征征值值；Ra-单单桩桩竖竖向向承承载载力特征值力特征值水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（二）设计参数（二）设计参数4 4、承载力计算、承载力计算（2）单桩竖向承载力特征值，应符合下列规定）单桩竖向承载力特征值，应符合下列规定：当当采采用用单单桩桩载载荷荷试试验验时时，应应将将单单桩桩竖竖向向极极限限承承载载力力除以安全系数除以安全系数2 ；当无单桩载荷试验资料时当无单桩载荷试验资料时,可按下估算可按下估算(同桩基础同桩基础)： 其其中中：up-桩桩周周长长；n-桩桩长长内内土土层层数数；li-i土土层层厚厚度度；qsi,qp-桩桩周周第第i层层上上的的侧侧阻阻力力、桩桩端端端端阻阻力力特特征征值值 桩体试块抗压强度桩体试块抗压强度平均值应满足：平均值应满足：水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（二）设计参数（二）设计参数5 5、褥垫层、褥垫层 桩桩顶顶和和基基础础之之间间应应设设置置褥褥垫垫层层，褥褥垫垫层层厚厚度度宜宜取取150300mm，当当桩桩径径大大或或桩桩距距大大时时褥褥垫垫层层厚厚度度宜宜取取高值。高值。 褥褥垫垫层层材材料料宜宜用用中中砂砂、粗粗砂砂、级级配配砂砂石石或或碎碎石石等等，最大粒径最大粒径不宜大不宜大30mm。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩三、设计计算三、设计计算（二）设计参数（二）设计参数6 6、沉降计算、沉降计算 沉沉降降包包括括：加加固固区区沉沉降降s1、下下卧卧层层沉沉降降s2、褥褥垫垫层层沉降沉降s3，s3很小。很小。 按照分层总和法计算：按照分层总和法计算：水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩为加固区土层模量提高系数为加固区土层模量提高系数：s s- - -沉降计算经验系数，参见规范沉降计算经验系数，参见规范四、施工方法四、施工方法（一）施工工艺（一）施工工艺 应根据现场条件选用下列施工工艺：应根据现场条件选用下列施工工艺： 1 1、长螺旋钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩：适用于地下水位以上的粘性：适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土；土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土； 2 2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩：适用于粘：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性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地；场地； 3 3、振动沉管灌注成桩、振动沉管灌注成桩：适用于粉土、粘性土及素填土：适用于粉土、粘性土及素填土地基。地基。水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩四、施工方法四、施工方法（二）具体要求（二）具体要求 除应执行国家现行有关规定外，尚应符合下列要求除应执行国家现行有关规定外，尚应符合下列要求: 1 1、施工前应进行配合比试验、施工前应进行配合比试验：坍落度：坍落度 2 2、施工速度、施工速度 3 3、桩顶需高出设计标高、桩顶需高出设计标高0.5m0.5m以上以上4 4、成桩过程中，抽样做混合料试块、成桩过程中，抽样做混合料试块5 5、褥垫层铺设宜采用静力压实法、褥垫层铺设宜采用静力压实法6 6、施工垂直度偏差、施工垂直度偏差7 7、施工顺序、施工顺序8 8、保护桩长、保护桩长9 9、桩头处理、桩头处理水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩五、质量检验五、质量检验（一）施工质量控制（一）施工质量控制1 1、施工监测、施工监测 地面隆起测量、桩顶位移测量、断桩判断及检查地面隆起测量、桩顶位移测量、断桩判断及检查2 2、逐桩静压、逐桩静压3 3、静压振拔技术、静压振拔技术4 4、大直径预制桩尖的采用、大直径预制桩尖的采用（二）质量检验（二）质量检验 28d、总桩数、总桩数0.5%1%、且单体工程不少于、且单体工程不少于3点点1 1、桩间土、桩间土：标贯、静探、取样：标贯、静探、取样2 2、单桩和复合地基检验：、单桩和复合地基检验：载荷试验载荷试验3 3、总桩数的、总桩数的10%10%进行低应变动力试验：进行低应变动力试验：检测完整性检测完整性水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩六、工程实例六、工程实例水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩本章完谢 谢!