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1、地地 基基 处处 理理7CFGCFG桩桩桩桩一、概述一、概述一、概述一、概述 7 CFG7 CFG7 CFG7 CFG桩桩桩桩(水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩)1 1概念：概念：概念：概念：水水水水泥泥泥泥粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩，简简简简称称称称CFG(CementCFG(Cement Fly-ashFly-ashGravel)Gravel)桩桩桩桩。是是是是由由由由碎碎碎碎石石石石和和和和适适适适量量量量的的的的石石石石屑屑屑屑，粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰和和和和少少少少量量量量水水水水泥泥泥泥，加加加加水水水水拌拌拌拌和和和和后后后
2、后用用用用成成成成桩桩桩桩机机机机具具具具制制制制成成成成具具具具有有有有一一一一定定定定粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度的的的的柔柔柔柔性性性性桩桩桩桩。过过过过调调调调整整整整水水水水泥泥泥泥掺掺掺掺量量量量及及及及配配配配比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在比，可使桩体强度等级在C5C20C5C20之间变化。之间变化。之间变化。之间变化。22适用土类适用土类适用土类适用土类 CFGCFG桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基适适适适用用用用于于于于可可可可塑塑塑塑-硬硬硬硬塑塑塑塑状状状状粘粘粘粘性性性性土土土土、粉粉粉粉土土土土、砂砂砂砂土土土土、碎碎碎
3、碎石石石石土土土土的的的的地地地地基基基基处处处处理理理理工工工工作作作作。对对对对于于于于素素素素填填填填土土土土、淤淤淤淤泥泥泥泥质质质质土土土土、流流流流-软软软软塑塑塑塑状状状状粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。粘性土应慎用。可按地区经验或经试验确定其有效性后使用。3 3优点：优点：优点：优点：CFGCFG地地地地基基基基加加加加固固固固方方方方法法法法吸吸吸吸取取取取了了了了振振振振冲冲冲冲碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩法法法法和和和和水水水水泥泥泥泥搅搅搅搅拌拌
4、拌拌桩桩桩桩法法法法的的的的优优优优点点点点,表现在五个方面。表现在五个方面。表现在五个方面。表现在五个方面。施施工工工工艺艺与与普普通通振振动动沉沉管管灌灌注注桩桩一一样样,工工艺艺简简单单，与与振振冲冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小碎石桩相比，无场地污染，振动影响也较小;仅仅需需少少量量水水泥泥而而桩桩体体强强度度增增强强效效果果好好，便便于于就就地地取取材材，基础工程不会与上部结构争基础工程不会与上部结构争“三材三材”；受力特性与水泥搅拌桩类似；受力特性与水泥搅拌桩类似；沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好。沉降量和差异沉降控制效果好
5、。CFGCFG桩桩桩桩的的的的材材材材料料料料强强强强度度度度等等等等级级级级与与与与普普普普通通通通灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩相相相相近近近近，在在在在竖竖竖竖向向向向受受受受力力力力时时时时，其其其其单单单单桩桩桩桩承承承承载载载载力力力力、沉沉沉沉降降降降量量量量与与与与同同同同等等等等条条条条件件件件下下下下的的的的灌灌灌灌注注注注桩桩桩桩相相相相差差差差无无无无几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。几，因此其绝对沉降量在复合地基中是最小的几种形式之一。此此此此外外
6、外外，由由由由于于于于有有有有褥褥褥褥垫垫垫垫层层层层的的的的变变变变形形形形协协协协调调调调作作作作用用用用，基基基基础础础础的的的的局局局局部部部部倾倾倾倾斜斜斜斜、相相相相邻邻邻邻柱柱柱柱基基基基的的的的沉沉沉沉降降降降差差差差也也也也得得得得以以以以减减减减小小小小。因因因因此此此此其其其其沉沉沉沉降降降降量量量量和和和和差差差差异异异异沉沉沉沉降降降降量量量量控制效果好。控制效果好。控制效果好。控制效果好。适应范围广适应范围广l以以地地基基形形式式而而言言，CFG桩桩既既可可适适用用于于条条形形基基础础、独独立立基基础础，也可用筏基和箱形基础；也可用筏基和箱形基础；l就就土土性性而而
7、言言，CFG桩桩可可用用于于处处理理黏黏性性土土、粉粉土土、砂砂土土和和填填土土；CFG既既可可用用于于挤挤密密效效果果好好土土，也也可可用用于于挤挤密密效效果果差差的的土土。当当CFG桩桩用用于于挤挤密密效效果果好好的的土土时时，承承载载力力的的提提高高既既有有挤挤密密作作用、又有置换作用用、又有置换作用；l当当CFG桩桩用用于于不不可可挤挤密密土土时时，承承载载力力的的提提高高只只有有置置换换作作用用。对对淤淤泥泥质质土土和和天天然然地地基基承承载载力力较较低低的的土土(fka50kPa)，应应按按地地区经验或通过现场试验确定区经验或通过现场试验确定CFG桩的适用性。桩的适用性。CFG桩图
8、桩图4 4 CFG桩与桩与碎石柔性桩的比较：碎石柔性桩的比较：CFGCFG桩桩桩桩身身身身具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的粘粘粘粘结结结结性性性性，单单单单桩桩桩桩承承承承载载载载力力力力效效效效果果果果好好好好，能能能能充充充充分分分分发发发发挥挥挥挥桩桩桩桩周周周周摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力和和和和端端端端承承承承力力力力，故故故故可可可可通通通通过过过过改改改改变桩长调节承载力变桩长调节承载力变桩长调节承载力变桩长调节承载力；CFG桩桩对对复复合合地地基基承承载载力力调调节节幅幅度度大大，最最高高可可提提高高4 4倍以上；倍以上；碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩为为为为散散散散体体体体材材
9、材材料料料料桩桩桩桩，桩桩桩桩身身身身无无无无粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度，主主主主要要要要依依依依靠靠靠靠桩桩桩桩周周周周土土土土约约约约束束束束力力力力来来来来承承承承受受受受上上上上部部部部荷荷荷荷载载载载，桩桩桩桩长长长长超超超超过过过过有有有有效效效效长长长长度度度度之之之之后后后后，增增增增加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。加桩长对提高不大。碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩对对对对复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载 力力力力 提提提提 高高高高 幅幅幅幅 度度度度 只只只只 有有有有0.510.51倍。倍。倍。倍。CFG桩桩可可通通过过增增加加桩桩长长
10、，减少地基变形；减少地基变形；CFG桩桩的的桩桩土土应应力力比比较较高高，一一般般在在1040，故故桩桩周周围围压压对对应应力力应应变变特特征征影影响响较较少少，即即以以桩桩体体为为主；主；CFG桩桩对对多多层层及及高高层建筑物适用。层建筑物适用。碎碎石石桩桩桩桩长长超超过过有有效效长长度度之后，对地基变形影响较小。之后，对地基变形影响较小。碎碎石石桩桩桩桩土土应应力力比比一一般般只只有有为为1.54.0，增增加加桩桩长长对对提提高高复复合合地地基基承承载载力力意意义义不不大大，只只有有提提高高置置换换率率，而而提提高高置置换换率率又又会给施工造成很多困难。会给施工造成很多困难。碎碎石石桩桩较
11、较少少用用于于高高层层建建筑筑物地基。物地基。二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征二、材料配合比对桩体力学性能的影响特征 1粉煤灰粉煤灰 粒粒度度大大小小及及配配比比，是是影影响响粉粉煤煤灰灰质质量量的的主主要要指指标标。由由于于原原煤煤种种类类，煤煤粉粉细细度度以以及及燃燃烧烧条条件件的的不不同同，对对粉粉煤煤灰灰粒粒度度及及配比的影响均很大。配比的影响均很大。球球形形颗颗粒粒影影响响粉粉煤煤灰灰的的活活性性。此此外外，由由于于球球形形颗颗粒粒在在水水泥泥浆浆体体中中起起润润滑滑作作用用。所所以以粉粉煤煤灰灰中中如
12、如果果圆圆滑滑的的球球形形颗颗粒粒占占多多数数，就就具具有有需需水水量量小小，活活性性高高的的特特点点。一一般般粉粉煤煤灰灰越越细细，球球形形颗颗粒粒越越多多，因因而而水水化化及及接接触触界界面面增增加加，容容易易发发挥挥粉粉煤煤灰灰的活性。的活性。2碎碎石、石屑和水泥石、石屑和水泥1)碎石。碎石。自身强度大、利用成本小，自身强度大、利用成本小，因此构成因此构成CFGCFG桩的骨料。桩的骨料。2)石石屑屑。渗渗入入石石屑屑是是填填充充碎碎石石间间的的孔孔隙隙，使使其其级级配配良良好好，增增加加颗颗粒粒间间的的接接触触面面，提提高高联联结结强强度度。CFGCFG桩桩中中若若不不掺掺和和中中等等粒
13、粒度度的的骨骨料料石石屑屑，粗粗骨骨料料碎碎石石间间多多数数为为点点接接触触。接接触触比比表表面面积积小小，整整体体联联结结强强度度必必然然较较低低，受受力力一一旦旦达达到到联联结结强强度度的的极极限限，桩桩体体就就会会破破坏坏；而而掺掺加加石石屑屑后后将将使使填填料料级级配配良良好好，接接触触比比表表面面积积增增大大，有有效效提高了桩体抗剪强度。提高了桩体抗剪强度。3)水水泥泥。化化学学胶胶凝凝、粘粘结结与与固固化化剂剂作作用用。水水泥泥的的掺掺入入，使使得得呈呈散散体体状状态态的的碎碎石石、石石屑屑、粉粉煤煤灰灰被被充充分分粘粘结结为为一一个个整整体体，大大大大提高了桩体强度。提高了桩体强
14、度。3配比试验及其力学性能配比试验及其力学性能粉煤灰、石子、石屑、水泥的成分配比，对桩体强度、和粉煤灰、石子、石屑、水泥的成分配比，对桩体强度、和易性有很大影响，主要通过室内试验确定。易性有很大影响，主要通过室内试验确定。试验内容主要包括：试验内容主要包括：不同石屑掺量不同石屑掺量的配比试验；的配比试验；不同水泥、粉煤不同水泥、粉煤灰灰掺量掺量的配比试验；的配比试验；不同龄期及养护条件不同龄期及养护条件的配比试验。的配比试验。物物理理力力学学性性能能测测试试。在在各各种种配配比比试试验验条条件件下下，开开展展相相应应的的力力学学性性能能测测试试，以以获获得得最最佳佳成成分分配配比比参参数数。力
15、力学学性性能能测测试试主主要要内内容容包包括括不不同同养养护护龄龄期期条条件件下下的的抗抗压压强强度度、劈劈裂裂抗抗拉拉强强度度、轴轴心抗压强度、静力受压弹性模量等参数心抗压强度、静力受压弹性模量等参数。4 石屑掺量的影响石屑掺量的影响 对对强强度度的的影影响响：碎碎石石料料之之间间为为点点接接触触，接接触触比比表表面面积积小小，桩桩体体抗抗剪剪强强度度较较低低。掺掺入入中中等等粒粒度度的的石石屑屑后后，级级配配变变得得良良好好，增增大基础比表面积，提高桩体的抗剪强度；大基础比表面积，提高桩体的抗剪强度；对对塌塌落落度度和和强强度度的的影影响响：石石屑屑掺掺入入率率存存在在一一个个最最佳佳值值
16、，过过大或过小对塌落度和强度都不利，最佳值在大或过小对塌落度和强度都不利，最佳值在2530范围内。范围内。5不同水泥、粉煤灰掺量的影响不同水泥、粉煤灰掺量的影响 对对于于某某一一石石屑屑率率，不不同同水水泥泥、粉粉煤煤灰灰掺掺量量得得出出的的混混合合料料的的立方抗压强度立方抗压强度R28与与灰水比灰水比C/W成正比；成正比；增增加加粉粉煤煤灰灰的的掺掺量量，要要保保证证30mm的的塌塌落落度度（？），混混合合料需水量要增加。料需水量要增加。塌塌塌塌落落落落度度度度的的的的概概概概念念念念：用用用用一一一一个个个个上上上上口口口口100mm100mm、下下下下口口口口200mm200mm、高高高
17、高300mm300mm喇喇喇喇叭叭叭叭状状状状的的的的桶桶桶桶,叫叫叫叫塌塌塌塌落落落落度度度度桶桶桶桶,灌灌灌灌入入入入混混混混凝凝凝凝土土土土后后后后捣捣捣捣实实实实,然然然然后后后后拔拔拔拔起起起起桶桶桶桶,混混混混凝凝凝凝土土土土因因因因自自自自重重重重产产产产生生生生塌塌塌塌落落落落现现现现象象象象，用用用用桶桶桶桶高高高高(300mm)(300mm)减减减减去去去去塌塌塌塌落落落落后后后后混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为混凝土最高点的高度，称为塌落度塌落度塌落度塌落度(mm).(mm).如如如如果果果果差差差差值值值值为为为为30mm,30m
18、m,则则则则塌塌塌塌落落落落度度度度为为为为30,30,一一一一般般般般允允允允许许许许有有有有一一一一定定定定的的的的幅幅幅幅度度度度,所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度所以就有了比如塌落度30503050这样的技术指标了这样的技术指标了这样的技术指标了这样的技术指标了.塌落度塌落度T与石屑率与石屑率S的关系曲线的关系曲线抗压强度抗压强度R28与石屑率与石屑率S的关系曲线的关系曲线三、加固机理三、加固机理三、加固机理三、加固机理 1 1、桩体作用、桩体作用、桩体作用、桩体作用 CFGCFG桩桩桩桩不不不不同同同同于于于于碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩，是是是是具具具具有有
19、有有一一一一定定定定粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度的的的的混混混混合合合合料料料料。在在在在荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下CFGCFG桩桩桩桩的的的的压压压压缩缩缩缩性性性性明明明明显显显显比比比比其其其其周周周周围围围围软软软软土土土土小小小小，因因因因此此此此基基基基础础础础传传传传给给给给复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的附附附附加加加加应应应应力力力力随随随随地地地地基基基基的的的的变变变变形形形形逐逐逐逐渐渐渐渐集集集集中中中中到到到到桩桩桩桩体体体体上上上上，出出出出现现现现应应应应力力力力集集集集中现象，复合地基的中现象，复合地基的中现象，复合地基的中现象，复合
20、地基的CFGCFG桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用桩起到了桩体作用。据据据据南南南南京京京京造造造造纸纸纸纸厂厂厂厂复复复复合合合合地地地地基基基基载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验结结结结果果果果，在在在在无无无无褥褥褥褥垫垫垫垫层层层层情情情情况况况况下下下下，CFCCFC桩桩桩桩单单单单桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩体体体体应应应应力力力力比比比比n=24.3n=24.329.429.4；四四四四桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比n=31.4n=31.435.235.2；而而而而碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩
21、复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比n=2.2n=2.22.42.4，可可可可见见见见，CFGCFG桩桩桩桩复复复复合合合合地地地地基基基基的的的的桩桩桩桩土土土土应应应应力力力力比比比比明明明明显显显显大大大大于于于于碎碎碎碎石石石石桩桩桩桩复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比复合地基的桩土应力比，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著，表明其桩体作用非常显著。当当当当CFGCFG桩桩桩桩用用用用于于于于挤挤挤挤密密密密效效效效果果果果好好好好的的的的土土土土时时时时，由由由由于于于于CFGC
22、FG桩桩桩桩采采采采用用用用振振振振动动动动沉沉沉沉管管管管法法法法施施施施工工工工，其其其其振振振振动动动动和和和和挤挤挤挤压压压压作作作作用用用用使使使使桩桩桩桩间间间间土土土土得得得得到到到到挤挤挤挤密密密密，重重重重度度度度、压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量均均均均，复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力的的的的提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换提高既有挤密又有置换。当当当当CFGCFG桩桩桩桩用用用用于于于于不不不不可可可可挤挤挤挤密密密密的的的的土土土土体体体体时时时时，其其其其承承承承载载载载力力力力的的的的提提提提高只是高只是高只是高
23、只是置换作用。置换作用。置换作用。置换作用。2 2、挤密与置换作用、挤密与置换作用、挤密与置换作用、挤密与置换作用3 3、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用、褥垫层的调整匀化的作用由由级级配配砂砂石石、粗粗砂砂、碎碎石石等等散散体体材材料料组组成成的的褥褥垫垫，在在复复合合地基中有四种作用：地基中有四种作用：1)1)保保保保证证证证桩桩桩桩、土土土土共共共共同同同同承承承承担担担担荷荷荷荷载载载载。褥褥垫垫层层的的设设置置为为CFG桩桩复复合合地地基基在在受受荷荷后后提提供供了了桩桩上上、下下刺刺入入的的条条件件，即即使使桩桩端端落落在在好好土土层层上，至少
24、可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。2)2)减减减减少少少少基基基基础础础础底底底底面面面面的的的的应应应应力力力力集集集集中中中中。在在基基础础底底面面处处桩桩顶顶应应力力p与与桩桩间间土土应应力力s之之比比随随褥褥垫垫层层厚厚度度的的变变化化急急剧剧减减小小(图图3-6-2)。当当褥褥垫垫层层厚厚度度大大于于10cm时时，桩桩对对基基础础产产生生的的应应力力集集中中已已显显著著降降低低。当当褥垫层的厚度为褥垫层的厚度为30cm时，时，ps只有只有1.23。p/s与褥垫层厚度关系曲线与褥垫层厚度关系曲线3)褥褥垫垫厚厚度度可可以
25、以调调整整桩桩土土荷荷载载分分担担比比。荷荷载载一一定定时时，褥褥垫垫越越厚厚，土土承承担担的的荷荷载载越越多多。荷荷载载水水平平越越高高，桩桩承承担担的的荷荷载载占占总总荷荷载载的的百百分分比比越越大大。下下表表1表表示示6桩桩复复合合地地基基测测得得的的Pn/P总总值值随随荷荷载载水水平和褥垫厚度的变化。平和褥垫厚度的变化。表表表表1 1 1 1 桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比桩体承担荷载占总荷载百分比图图表表示示基基础础承受水平荷载承受水平荷载时时，不不同同褥褥垫垫厚厚度度、桩桩顶顶水水平平位位移移Up和和水水平平荷荷载载Q的的关关系系曲曲
26、线线，显显示示褥褥垫垫厚厚度度越越大大，桩桩顶顶水水平平位位移移越越小小，即即桩桩顶顶受受的的水水平平荷荷载载越越小。小。图图图图 不同厚度垫层时不同厚度垫层时不同厚度垫层时不同厚度垫层时Q Q Q Q-U U U Up p p p曲线曲线曲线曲线11垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚2cm2cm；2 2垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚10cm10cm；33垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚20cm20cm；44垫层厚垫层厚垫层厚垫层厚30cm30cm褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？褥垫的合理厚度？4)褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。确定褥垫的合理厚度的基本
27、原则确定褥垫的合理厚度的基本原则确定褥垫的合理厚度的基本原则确定褥垫的合理厚度的基本原则1）褥褥垫垫厚厚度度过过小小。桩桩对对基基础础产产生生的的应应力力集集中中过过于于显显著著。桩桩对对基基础础有有冲冲切切作作用用，势势必必需需要要加加厚厚基基础础；如如果果基基础础承承受受水水平平荷荷载载，可可能能造造成成复复合合地地基基桩桩发发生生断断裂裂；桩桩间间土土承承载载能能力力也也不不能能充充分分发发挥挥，必然增加桩的数量或桩长。必然增加桩的数量或桩长。2）褥褥垫垫厚厚度度过过大大(尽尽管管桩桩间间土土承承载载能能力力可可以以充充分分发发挥挥）。如如果果厚厚度度过过大大，不不仅仅造造成成浪浪费费，
28、且且几几乎乎等等同同于于换换土土回回填填；褥褥垫垫层层下下复复合合地地基基表表面面的的桩桩土土应应力力比比n很很小小，意意味味着着浅浅层层地地基基土土承承担担了了较较高高的的荷荷载载，而而浅浅层层地地基基土土的的强强度度往往往往又又较较低低。尽尽管管浅浅层层土土分分担担的的荷荷载载会会很很快快向向桩桩转转移移(桩桩顶顶部部存存在在负负摩摩阻阻力力区区？)，但但浅浅层层土土压压缩缩变变形形造成的过大沉降量，实际上使复合地基中设置的桩失去意义。造成的过大沉降量，实际上使复合地基中设置的桩失去意义。褥褥褥褥垫垫垫垫厚厚厚厚度度度度的的的的合合合合理理理理性性性性在在在在于于于于既既既既要要要要保保保
29、保证证证证桩桩桩桩在在在在水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。不会发生断裂，又要合理发挥桩和桩间土的承载能力。负摩阻力负摩阻力软软软软弱弱弱弱土土土土层层层层较较较较好好好好土土土土层层层层地地地地面面面面下下下下沉沉沉沉 正正正正摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力负负负负摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力正正正正摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力中性点中性点中性点中性点四、设计要点四、设计要点四、设计要点四、设计要点 1 1 1 1、处理范围。、处理范围。、处
30、理范围。、处理范围。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。可只在基础范围内布置。2 2 2 2、桩径。、桩径。、桩径。、桩径。350350350350600mm600mm600mm600mm3 3 3 3、桩桩桩桩距距距距。桩桩桩桩距距距距应应应应根根根根据据据据设设设设计计计计要要要要求求求求的的的的复复复复合合合合地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力、土土土土性性性性、施施施施工工工工工工工工艺艺艺艺等确定，宜取等确定，宜取等确定，宜取等确定，宜取3 37 7倍的桩径倍的桩径倍的桩径倍的桩径。具体选用时可参考。具体选用时可参考。具体选用时可参考。具体选用时可
31、参考表表表表2 2。表表2CFGCFG桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值桩桩距选用参考值 4 4、桩位布置。、桩位布置。可按等边三角形及正方形可按等边三角形及正方形布桩布桩。5 5、褥、褥垫层垫层。桩顶桩顶与基与基础间设础间设置的褥置的褥垫层垫层厚度取厚度取1530cm；垫层垫层材材料最大粒径料最大粒径30mm(可用中粗砂、可用中粗砂、级级配砂石等配砂石等)。6 6、要要通通过过现现场场复复合合地地基基试试验验确确定定地地基基承承载载力力特特征征值值fspk ，初初步步设设计计时，可按下试计算：时，可按下试计算：Ra单桩竖向承载力特征值；单桩竖向承载力特征值；m面积置换率面积置换
32、率；桩桩间间土土承承载载力力折折减减系系数数 ，按按地地质质经经验验取取值值，或或取取0.750.750.950.95，天天然然地地基基承承载载高高者者取取大大值值；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；Ap桩的截面积（桩的截面积（m2）；）；(2)(2)无试验资料时：无试验资料时：up桩周长；桩周长；n桩长范围内所划分的土层数；桩长范围内所划分的土层数；qsi,qp桩桩周周第第i层层土土的的侧侧向向阻阻力力，桩桩端端阻阻力力特特征征值值，由由当当地地静载荷试验结果统计分析算得静载荷试验结果统计分析算得。Li第第i层土之厚度层土之厚度.7 7、单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载
33、力特征值Ra的取值原则的取值原则 (1)(1)当当采采用用单单桩桩载载荷荷试试验验时时，应应将将原原桩桩极极限限承承载载力力除除以以安安全全系数系数2；8 8、桩体试块抗压强度均值、桩体试块抗压强度均值式式中中fcu桩桩体体混混合合料料试试块块（边边长长150mm立立方方体体）标标准准养养护护28d立方体抗压强度平均值（立方体抗压强度平均值（kPa）9 9、沉沉降降变变形形计计算算。处处理理后后的的变变形形计计算算按按现现行行国国标标GB5007GB5007有有关关规规定定执执行行，且且计计算算深深度度要要大大于于复复合合土土层层的的厚厚度度。复复合合土土层层的的分分层层与与天天然然地地基基相
34、相同同，各各复复合合土土层层的的压压缩缩模模量量等等于于该该层层天天然然地地基基压压缩缩模模量量的倍，的倍，值可按下式确定值可按下式确定:fspk复合地基承载力特征值复合地基承载力特征值(kPakPa)fak基础底面下天然地基承载力特征值基础底面下天然地基承载力特征值(kPakPa)表表3-6-3 地基沉降地基沉降变形计算经验系数变形计算经验系数y yS式中：式中：Ai第层土附加应力系数沿土层厚度的积第层土附加应力系数沿土层厚度的积的分值的分值(平均附加应力系数乘以厚度再乘以平均附加应力系数乘以厚度再乘以压力压力);Esi基础底面下第基础底面下第i层土的压缩模量值层土的压缩模量值(MPa),)
35、,桩长桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值 变变变变形形形形计计计计算算算算经经经经验验验验系系系系数数数数 S S 根根根根据据据据当当当当地地地地沉沉沉沉降降降降观观观观测测测测资资资资料料料料及及及及经经经经验验验验确确确确定定定定,也也也也可可可可采采采采用表用表用表用表3-6-33-6-3中的中的中的中的经验统计数值经验统计数值经验统计数值经验统计数值影影响响CFG桩桩复复合合地地基基沉沉降降变变形形的的因因素素包包括括三三部部分分：加加固固深深度度范范围围内内的的土土层层s1；下下卧卧层层S2；褥褥垫垫层层S3。S3可可以以忽忽略略。
36、假假定定加加固固区区复复合合各各分分层层土土体体与与天天然然地地基基各各分分层层均均为为均均值值土土层层，于是总沉降量为：于是总沉降量为：其中，其中，n1、n2分别为加固区分层数与总分层数；分别为加固区分层数与总分层数；pi为荷载为荷载p在第在第i层产生的平均附加引力；层产生的平均附加引力；hi为第为第i层土的分层厚度；层土的分层厚度；变形计算经变形计算经验系数验系数S；Esi基础底面下第基础底面下第i层土的压缩模量值；层土的压缩模量值；为为fspk(复合地复合地基承载力特征值基承载力特征值)与与fak(基础底面下天然地基承载力特征值基础底面下天然地基承载力特征值)之比之比五、施工要点五、施工
37、要点五、施工要点五、施工要点 11施工工艺施工工艺施工工艺施工工艺水水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石桩桩的的施施工工，应应根根据据现现场场条条件件选选用用下下列列施工工艺：施工工艺：(1)长长螺螺旋旋钻钻钻钻孔孔灌灌注注成成桩桩，适适用用于于地地下下水水位位以以上上的的粘粘性性土、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)长长螺螺旋旋钻钻钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料灌灌注注成成桩桩，适适用用于于粘粘性性土土、粉粉土土、砂砂土土，以以及及对对噪噪声声或或泥泥浆浆污污染染要要求求严严格格的的场场地。地。(3)振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩，主主要要适适用用
38、于于粉粉土土、粘粘性性土土及及素素填填土地基。土地基。22施工要求施工要求施工要求施工要求长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料灌灌注注成成桩桩施施工工和和振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工除除应应执执行行国国家家现现行行有有关关规规定定外外，尚尚应应符符合合下列要求：下列要求：(1)施施工工前前应应按按设设计计要要求求由由试试验验室室进进行行配配合合比比试试验验，施施工工时时按按配配合合比比配配制制混混合合料料。长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料成成桩桩施施工工的的坍坍落落度度宜宜为为160200mm，振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工的的坍坍落落度度
39、宜宜为为3050mm，振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩后后桩桩顶顶浮浮浆浆厚厚度不宜超过度不宜超过200mm。(2)长长螺螺旋旋钻钻孔孔、管管内内泵泵压压混混合合料料成成桩桩施施工工在在钻钻至至设设计计深深度度后后，应应准准确确掌掌握握提提拔拔钻钻杆杆时时间间，混混合合料料泵泵送送量量应应与与拔拔管管速速度度相相配配合合，遇遇到到饱饱和和砂砂土土或或饱饱和和粉粉土土层层，不不得得停停泵泵待待料料；沉沉管管灌灌注注成成桩桩施施工工拔拔管管速速度度应应按按匀匀速速控控制制，拔拔管管速速度度应应控控制制在在1.21.5mmin左左右右，如如遇遇淤淤泥泥或或淤淤泥泥质质土土，拔拔管管速速度度应应适适当
40、放慢。当放慢。(3)施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。(4)成成桩桩过过程程中中，抽抽样样做做混混合合料料试试块块，每每台台机机械械一一天天应应做做一一组组(3块块)试试块块(边边长长为为150mm的的立立方方体体)，标标准准养养护护，测测定定其其立方体抗压强度。立方体抗压强度。33施工工艺过程施工工艺过程施工工艺过程施工工艺过程对于振动沉管机施工，其振动成桩工艺如下：对于振动沉管机施工，其振动成桩工艺如下：1)沉管沉管(1)桩桩机机就就位位须须水水平平、稳稳固固，调调整整沉沉管管与与地地面面垂垂直直，确确保保垂垂直度偏差不大于直度偏差不大于1。
41、(2)若若采采用用预预制制钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩尖尖，须须埋埋人人地地表表以以下下300mm左左右。右。(3)启启动动马马达达，开开始始沉沉管管过过程程中中注注意意调调整整桩桩机机的的稳稳定定，严严禁禁倾斜和错位。倾斜和错位。(4)沉沉管管过过程程中中须须做做好好记记录录。激激振振电电流流每每沉沉1m记记录录一一次次，对对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。2)投料投料(1)在在沉沉管管过过程程中中可可用用料料斗斗进进行行空空中中投投料料，待待沉沉管管至至设设计计标标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐。高后须尽快投料，直到管内混合料
42、面与钢管料口平齐。(2)如如上上料料量量不不多多，须须在在拔拔管管过过程程中中进进行行孔孔中中投投料料，以以保保证证成成桩桩顶标高满足设计要求。桩桩顶标高满足设计要求。(3)各料配比应严格执行规定，碎石和石屑含杂质不大于各料配比应严格执行规定，碎石和石屑含杂质不大于5。(4)按按设设计计配配比比配配制制混混合合料料，投投入入搅搅拌拌机机加加水水拌拌和和，加加水水量量由由混混合合料料坍坍落落度度控控制制，一一般般坍坍落落度度为为3050mm，成成桩桩后后桩桩顶顶浮浮浆浆厚度一般不超过厚度一般不超过200mm。(5)混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于1min。
43、3)拔管拔管(1)当当混混合合料料加加至至钢钢管管投投料料口口平平齐齐后后，开开动动马马达达，沉沉管管原地原地留振留振10s左右，左右，然后然后边振动边拔管边振动边拔管。(2)拔拔管管速速度度按按均均匀匀线线速速控控制制，一一般般控控制制在在1.21.5mmin左右，如遇左右，如遇淤泥或淤泥质土淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢。，拔管速率可适当放慢。(3)当当桩桩管管拔拔出出地地面面，确确认认成成桩桩符符合合设设计计要要求求后后用用粒粒状状材料或湿粘土封顶材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。，然后移机继续下一根桩施工。4)施工顺序施工顺序连连续续施施打打可可能能造造成成的的缺缺陷陷是
44、是桩桩径径被被挤挤扁扁或或缩缩颈颈，但但很很少少发发生桩完全断开；生桩完全断开；跳跳打打一一般般很很少少发发生生已已打打桩桩桩桩径径被被挤挤小小或或缩缩颈颈现现象象，但但土土质质较硬时，在已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。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，在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打桩距较大可采用隔桩跳打；在在饱饱和和的的松松散散粉粉土土中中施施打打，如如桩桩距距较较小小，不不宜宜采采用用隔隔桩桩跳跳打方案打方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。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
45、施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于施打新桩时与已打桩间隔时间不应少于7 7天。天。天。天。5)混合料坍落度混合料坍落度为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为35cm。6)保护桩长度保护桩长度所所谓谓保保护护桩桩长长度度是是指指成成桩桩时时预预先先设设定定加加长长的的一一段段桩桩长长，基基础施工时将其剔掉。础施工时将其剔掉。保保护护桩桩长长度度越越长长，桩桩的的施施工工质质量量越越容容易易控控制制，但但浪浪费费的的料料也也越越多多。设设计计桩桩顶顶标标高高离离地地表表距距离离不不大大于于1.5m时时，保保护护桩桩长长可可取取
46、5070cm，上部用土封顶。，上部用土封顶。桩桩顶顶标标高高离离地地表表距距离离较较大大时时，保保护护桩桩长长可可设设置置70100cm，上部用粒状材料封顶直到地表，上部用粒状材料封顶直到地表7)褥垫铺设褥垫铺设为为了了调调整整CFG桩桩和和桩桩间间土土的的共共同同作作用用，宜宜在在基基础础下下铺铺设设一一定定厚厚度度的的褥褥垫垫层层。褥褥垫垫材材料料多多为为粗粗砂砂、中中砂砂或或级级配配砂砂石石，限限制制最大粒径不超过最大粒径不超过3cm。褥褥垫垫层层铺铺设设宜宜采采用用静静力力压压实实法法，当当基基础础底底面面下下桩桩间间土土的的含含水水量量较较小小时时，也也可可采采用用动动力力夯夯实实法
47、法，夯夯填填度度(夯夯实实后后的的褥褥垫垫层层厚厚度与虚铺厚度的比值度与虚铺厚度的比值)不得大于不得大于0.9。8)施工垂直度偏差施工垂直度偏差施施工工垂垂直直度度偏偏差差不不应应大大于于1；对对满满堂堂布布桩桩基基础础，桩桩位位偏偏差差不不应应大大于于0.4倍倍桩桩径径；对对条条形形基基础础，桩桩位位偏偏差差不不应应大大于于0.25倍倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。44易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施易出现问题及处理措施 1)桩体上浮桩体上浮渗渗透透性性较较低低的的软软土土地地基基中中(特特别别是是饱饱和和软软土土)采采
48、用用振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩时时，如如果果布布桩桩较较密密，大大量量桩桩体体的的快快速速沉沉降降必必然然引引起起土土体体的的水水平平位位移移与与隆隆起起，使使桩桩体体上上浮浮，桩桩端端与与持持力力层层脱脱空空，或或者者桩桩身身断断裂裂、上上端端桩与下段桩脱空。桩与下段桩脱空。此类桩的单桩静荷载实验此类桩的单桩静荷载实验Q-S曲线如图所示。曲线如图所示。上浮桩典型上浮桩典型上浮桩典型上浮桩典型Q-SQ-S曲线曲线曲线曲线快速刺入段快速刺入段快速刺入段快速刺入段 加加载载至至桩桩侧侧摩摩阻阻力力达达到到极极限限后后，桩桩体向土中快速刺入；体向土中快速刺入；桩桩端端沉沉至至桩桩端端土土或或下
49、下段段桩桩接接触触紧紧密密后端阻力发挥作用，后端阻力发挥作用，Q-S曲线变缓；曲线变缓；变缓段变缓段变缓段变缓段直直至至端端阻阻力力或或下下段段桩桩承承载载力力达达到到极极限而使得限而使得Q-S曲线再次陡降。曲线再次陡降。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。措施：对上浮桩可采用快速静压的方法。再次陡降段再次陡降段再次陡降段再次陡降段 2）桩体偏位）桩体偏位与与发发生生桩桩体体上上浮浮情情况况类类似似，先先施施工工的的桩桩受受到到后后期期施施工工的的桩桩体体影影响响而而位位移移，可可通通过过合合理理安安排排打打桩桩流流程程来
50、来解解决决。但但桩桩位位密密集集且且土土质以饱和黏土为主时，应尽量采用质以饱和黏土为主时，应尽量采用非挤土成桩工艺非挤土成桩工艺。3）桩身断裂）桩身断裂由由于于拔拔管管速速度度快快、桩桩身身剂剂土土影影响响、机机械械开开挖挖碰碰撞撞桩桩头头等等因因素素均均会会造造成成桩桩身身断断裂裂。一一些些工工程程桩桩身身断断裂裂者者可可达达到到总总桩桩数数的的40%以以上上。应应在在选选择择设设计计、选选择择成成桩桩工工艺艺上上以以及及施施工工过过程程控控制制等等各各方方面面综合考虑解决。综合考虑解决。此此外外，采采用用振振动动沉沉管管灌灌注注成成桩桩时时，还还应应注注意意对对周周围围环环境境可可能能产生