1CFG桩复合地基实用设计方案方法
1CFG桩方案汇总
CHINA RAILWAY 12 BUREAU GROUP CO.,LTD.本工程为西电新园小区高层住宅4#楼,位于西安市桃园路与团结东路十字东北角,南邻团结东路,西邻桃园路,东侧为劳动公园。
本工程地下1层为人防区、车库及设备用房,层高为4.8m,地上32层为住宅,层高2.9m,建筑总高度为93.25m。
主楼地基采用CFG 素混凝土刚性桩复合地基处理方法,梅花形布置,桩长22m,桩距1.5m、行距1.3m,桩径0.5m,共763根,桩顶褥垫层采用0.3m厚4:6级配砂石,主楼筏板以外地下室采用50cm 厚4:6级配砂石垫层。
1.1 地形地貌、地层结构根据陕西工程勘察研究院提供的《岩土工程勘察报告》,本工程场地地貌单元属西安市皂河一级阶级。
地形较平坦、开阔。
本工程场地在勘探深度范围内地层岩性主要为第四系松散堆积物,即由全新统人工填土、冲洪积黄土状土、粉质粘土、粗砂和上、中更新统冲洪积粉质粘土及中粗砂等组成,地层分布与埋藏情况详见表1所示。
表1 地层描述综合表Array1.2 水文地质勘察钻孔实测稳定水位埋深为8.3~10.00m,根据区域水文地质资料,地下水水位年变化幅度约为1.5m,勘察阶段为年枯水期较低水位。
当开挖深度范围内有地下水时,须报告CHINA RAILWAY 12 BUREAU GROUP CO.,LTD.建设方,建设方应委托有资质的单位进行降水设计。
1.3 施工场地条件本工程施工位于桃园路西电新园小区内,运输车辆由桃园路通过小区内施工通道进出现场。
施工通道宽4.0m,为单行道。
桃园路为双向四车道,交通便利,车辆繁多,上下班时间,道路较为拥堵。
土方开挖至打桩工作面施作标高后,场地应平整,以满足长螺旋钻机自重和抗倾覆的要求。
1.4 设计要求CFG桩施工标高如图1所示,土方开挖至-8.02m处为打桩施工作业面,桩顶设计标高为-8.72m,打桩施工完毕后,切掉0.7m高虚桩头,换填0.3m厚4:6级配砂石垫层,砂石垫层设计顶标高为-8.42m。
复合地基加固法中的CFG桩的设计与应用
承载力标准值 .  ̄5 k a时其适 用性值得考虑 。若 以挤 密或 消除液化为 目的 时,采用 C G桩是 不经济的。 < 0 P F 关键 词 :复合地基 ;C G桩 ;加 固原理 ;设计计算 ;施 工工艺选择 F
me h n s o G l n c mp s t o n a i n r i fr e n swe l si d p i g s o e, d sg r c p e , c l ta in me h d , c n t ci n p o e s c a im fCF pi i o o ief u d t e n o c me ta l a t a a t c p e o s n e i n p i i ls n acd t t o s o o s r t r c s u o s lc in a d q a i n p c in wa i l x o n e e e t n u l y i s e t sman y e p u d d. I sp o o e n t i a e a G i o ] e a p id t h o tg o n r a me ti ih o t o t wa r p s d i h s p p rt tCF p l c u d b p l o t e s f r u d te t n n h g — h e e wa n ie rn u o issmp e c n tu t n p o e sa d w d p l a ii . As i t r l sg a e i t d i o f mala u t fc me ta d y e g n e i g d e t t i l o sr ci r c s n i e a p i b lt o c y t mae i r v lp l wi a d [ n o s l mo n e n n s a i e h i a o l a h, i h s s mi rme h nia r p ris a e n x n i . I c n b p l d t s el n o sf l s t r ld a d u s t rt d c a f s y t a i l c a c lp o e e s c me tmi i g p l a t e t a e a p i o mic l e u i , au ae n n a u ae ly, sl ,s n y e a l i t a d
完整版 水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)法复合地基处理
水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)法复合地基处理一、编制依据二、施工准备(一) 技术准备(1)熟悉图纸a、与建设、监理、设计等相关单位就施工、设计及生产安排中可能遇到的问题充分交换意见,在充分理解设计意图和施工要点的基础上作好内部施工技术交底、安全交底工作。
对现场施工环境、排水系统、交通运输、土方堆放场地、施工限制等作出施工总体安排,并对投标时的施工组织设计进行优化、细化。
b、组织技术、生产管理人员熟悉设计图纸、工程内容、工期安排等,在明确总体工作的基础上对各分项工程的施工工艺流程、质量控制要点、施工准备所需的人、材、机、外部环境等做到心中有数,项目总工负责澄清项目实施中存在的疑问,并做好技术交底工作。
c、根据场地情况合理布置测量控制点,要求通视好、不影响交通,并考虑到基坑开挖。
d、图纸会审会议上提出我方的意见,并形成文字会议记录。
e、组织施工人员就施工当中可能遇到的技术难题选择最优方案,为圆满完成工程施工任务打好基础。
(2)技术交底由项目技术负责人对项目部施工员、质检员进行图纸和《施工组织设计》的技术交底;由项目施工员对作业班组作技术质量安全交底,履行交底签字手续。
(3)建立测量控制网根据业主所提供红线(或轴线点)和水准点,建立适合本工程的测量定位网络和标高控制网络,其中重要的坐标控制点要做成相对永久性的测站点,同时得到监理(或业主)的认可。
(4)做好各类原材料的复检工作。
(二) 材料机具准备施工机具和配套设备:振动沉管法=振动打桩机+配套设备;螺旋钻机成孔泵压砼= 钻机+砼输送泵+砼运输车。
为保证施工的连续性,在使用临电时,需配备一台发电机。
CFG 施工整体流程图振动沉管法C FG 桩施工工艺流程图长螺旋钻管内泵压C FG 桩施工工艺流程图(一) 振动沉管法CFG 桩施工拱形,标记处理场地范围内地下构筑物及管线。
测量放线桩底相对于场平面的深度。
平、稳固,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%。
复合地基cfg桩设计流程
复合地基cfg桩设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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第一讲CFG桩复合地基
第一讲CFG桩复合地基(一)第一讲CFG桩复合地基(一)目录概述2.CFG 桩体材料3.CFG桩设计计算4.CFG桩施工工艺5.实施举例1.概述CFG桩是在碎石桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和,制成的一种粘结强度较高的桩体,称之为水泥粉煤灰碎石桩(Cement Fly-ash Gravel Pile),简称为CFG桩。
CFG桩与碎石桩不同主要体现在:单桩承载力、复合地基承载力、地基变形、三轴应力应变曲线及适用范围等方面,如表1所示。
CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。
CFG桩复合地基技术是由中国建筑科学研究院地基所研制成功的,并于1996年被国家列为重点推广项目。
CFG桩的施工早期常用振动沉管机设备,现在施工长桩多用超流态混凝土压灌工艺,即利用新型中空式长螺旋钻机一次性钻进至设计孔深,从钻杆内(内径通常不小于150mm)泵压超流态混凝土,边压注CFG料边提升钻杆至桩顶而成桩的一种工艺。
施工CFG 短桩多采用长螺旋钻机或人工洛阳铲干成孔,孔底夯实,浇灌CFG料并用碎石桩应用的工程类型有工业和民用建筑,高耸结构物、多层和高层建筑,基础形式有条形基础、独立基础、箱形基础和筏基。
有滨海一带的软土,也有承载力在200kPa左右的较密实的土。
2.CFG 桩体材料近些年,随着CFG桩在高层建筑地基处理广泛应用,桩体材料组成和早期有变化,主要由水泥、碎石、砂、粉煤灰和水组成,其中粉煤灰为Ⅱ~Ⅲ级细灰,在桩体混合料中主要提高混合料的可泵性。
在CFG桩(或素混凝土桩)工程中,一般采用如下几种外加剂,来达到工程要求,如早强剂、防冻剂、泵送剂等。
3.CFG桩设计计算3.1单桩竖向承载力特征值下式计算:单桩承载力特征值Ra式中:Ra—单桩承载力特征值(KN);qsi—第i层土侧摩阻力特征值(Kpa),可按地区经验确定;qp—桩端端阻力特征值(kPa),可按地区经验确定;Ap—单桩截面积(m2);Up—桩周长(m);li-第 i层土厚度(m);n——桩长范围内划分的土层数;ap---桩端端阻力发挥系数,与增强体的荷载传递性质、增强体长度及桩土相对刚度密切相关,CFG桩设计一般取1.0。
CFG桩复合地基处理设计方案
长螺旋钻挖成孔→泵压灌注砼成桩→钢管笼底振动施压→拔出钢管。
(1)钻机就位:钻机就位后,应使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度,也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后,方可开钻。
①粉质粘土:褐黄、褐灰色,局部地段褐黑色,大部分可塑、局部硬塑状。主要由粘、粉粒组成,含较多铁锰质氧化物。局部地段夹少量朽木、全风化卵石和粉土透镜体,且砂粒富集。该层在场地内分布局限,厚度1.60m~8.30m。
②粉质粘土:褐灰色、褐黑色,软塑状。主要由粘、粉粒组成,含铁锰质氧化物,在14#孔夹朽木,部分钻孔等局部地段为淤泥质粉质粘土,多呈层状夹在含卵石粉质粘土中间,此次勘察范围内部分地段分布,厚度1.60m~2.40m。
(2)含粉质粘土卵石
含粉质粘土卵石在大部分地段呈两层分布,浅层分布的含卵石粉质粘土埋深3.10~6.60m,标高大致在531.0~534.0m;深层分布的含卵石粉质粘土埋深7.00~11.00m,标高大致在526.0~530.0m。根据其状态可分为两类:
①含粉质粘土卵石:黄褐色,褐灰色,可塑状。所含卵石粒径一般为2~5cm,大者可达15cm以上,全风化~中风化,卵石含量40~50%;局部地段砾石含量较高,渐变为砾砂。该层在场地内普遍分布,厚度0.70m~10.50m。
(MPa)
变形
模量Eo
(MPa)
抗剪强度指标
粘聚力
标准值
Ck
(kPa)
内摩擦角标准值
φk(度)
素填土
18.0
3.0
5
15
粉质粘土
(可塑)
CFG桩复合地基设计
CFG桩复合地基设计复合地基是指由各种地基形式组合而成的一种地基形式,通常用于土质较差、地基不平整或承受较大荷载的场所。
CFG桩是一种常见的地基形式,由钢筋混凝土打成的,具有较高的承载能力和抗震性能,因此在复合地基设计中常常使用CFG桩。
复合地基设计是为了满足地基承载能力和变形要求而采取的综合措施,通常包括采用不同形式的地基结构和地基加固技术。
在设计复合地基时,首先需要进行地质勘察和地力试验,确定地基土质和承载力参数。
然后根据建筑物的荷载特点和变形要求,选择适当的地基形式和加固措施。
选择CFG桩作为复合地基的一种形式,主要是考虑到CFG桩具有以下优点:首先,CFG桩采用钢筋混凝土制成,具有较高的承载能力和抗震性能;其次,CFG桩可以通过预制生产,提高施工效率和质量控制;再次,CFG桩的施工过程不受季节和气候的限制,适用于各种复杂的地质条件;最后,CFG桩可以根据需要进行加固和修补,具有较好的可靠性和耐久性。
在CFG桩复合地基设计中,需要根据实际情况确定桩的直径、长度、间距和布置方式。
一般情况下,桩的直径和间距可以根据地基土质和建筑物荷载计算确定,桩的长度可以根据地下水位和地基层厚度确定。
在桩的布置方式上,可以采用均布式、交叉式或网格式等布置方式,以提高地基的整体承载能力和变形性能。
除了CFG桩,复合地基设计中还可以考虑其他地基形式,如桩基、悬臂梁、板框梁等。
这些地基形式可以根据具体情况灵活选择和组合,以满足地基的承载和变形要求。
例如,在软土地区,可以采用桩基和CFG桩的组合形式,既能提高承载能力,又能控制变形。
在地震区域,可以采用悬臂梁和CFG桩的组合形式,提高地基的抗震性能。
在复合地基设计中,还需要考虑地基与建筑物之间的相互作用。
地基与建筑物之间的相互作用会导致地基的变形和应力集中,从而影响地基的稳定性和耐久性。
因此,在设计复合地基时,需要综合考虑地基和建筑物的相互作用,并进行相应的分析和计算。
CFG桩复合地基施工方法及适用范围
1 CFG桩复合地基施工方法及适用范围水泥粉煤灰碎石桩的施工,应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水位、场地周边是否有居民、有无对振动反应敏感的设备等多种因素选择施工工艺。
一般有以下施工工艺可供选择。
(l)振动沉管灌注成桩工艺若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土,以消除液化和提高地基承载力为目的,此时应选择振动沉管打桩机施工;振动沉管灌注成桩属挤上成桩工艺,对桩间土具有挤(振)密效应。
但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。
在饱和粘性土中成桩,会造成地表隆起,挤断已打桩,且振动和噪声污染严重,在城市居民区施工受到限制。
在夹有硬的粘性土时,可采用长螺旋钻机引孔,再用振动沉管打桩机制桩。
(2)长螺旋钻孔灌注成桩工艺长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂上,属非挤土成桩工艺,该工艺具有穿透能力强,无振动、低噪音、无泥浆污染等特点,但要求桩长范围内无地下水,以保证成孔时不塌孔。
(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺,是国内近几年来使用比较广泛的一种新工艺,属非挤土成桩工艺,具有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。
长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻成孔、管内泵压混合料成桩工艺,在城市居民区施工,对周围居民和环境的不良影响较小。
(4)泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺适用于分布有砂层的地质条件,以及对振动噪音要求严格的场地。
该方法钻孔速度较快,但是泥浆对场地的污染严重,影响后续孔的施工,且往往孔底沉渣较大也会影明成桩质量。
2CFG桩复合地基的施工要求①施工时应按设计配合比配制混合料,在搅拌机中加水搅拌,加水量由混合料坍落度控制,长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩施工的坍落度为160-200mm,振动沉管灌注成桩的坍落度宜为30-50mm,振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超出200mm。
②长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆的时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,以保证管内有一定高度的配合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料,沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制,拔管线速度应控制在1.2- l .5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,速度应尽可能放慢。
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术--------土木工程2012-1 三组(组长:刘锦伟组员:王仁磊王鑫王永腾王友金王忠廷徐立飞)摘要:CGF桩复合地基在高层建筑中的应用越来越广,本文在CFG桩复合地基的工作原理,长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺,施工中常出现的问题及其解决办法等方面进行了介绍。
并且探讨了在褥垫层的设计、施工方面应注意的问题,并提出了解决的对策。
关键词:CFG桩;复合地基技;施工技术。
一、 CFG桩复合地基概述1. 概述CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。
它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高黏结强度桩。
CFG桩和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。
CFG桩复合地基1994年由建设部和国家科委列为全国重点推广项目,1997年被列为国家级工法,已列入新的国家行业标准《建筑地基处理技术规范》。
若采用CFG桩复合地基,桩将不必到达岩石,且可根据地质条件的需要(岩石沟谷、软弱夹层等)调整桩长,通过预计的变形确保建筑物的安全。
CFG桩、基础(指独立基础、条形基础或筏形基础)的工程量可严格控制并作出预算。
除下雨、地震等人力不和抗拒因素外,工程工期也可控制在许可范围之内。
2.发展状况CFG桩复合地基是桩土共同受力的刚性桩复合地基。
CFG桩的试验研究始于1998年,被列为建设部“七五”课题,并始在实际工程上得到应用。
在1992年,部级鉴定通过了CFG桩复合地基技术,接着,在1994年,分别成为国家重点工程项目和国家重点推广项目。
在1997年,正式列为国家级工法,并制定企业标准,2002年发布了中国人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》P] (JGJ79-2002),这部规范将在2013年被新版规范所取代。
国家将这项技术列为"九五”重点攻关项目,并投资研究其施工工艺和设备以更好地推广CFG桩复合地基技术。
国家于1999年12月验收通过。
此后全国各省市得到了广泛地应用,最初在多层建筑中应用较多,随后逐渐应用到了高层建筑中。
CFG桩复合地基施工方案
CFG桩复合地基施工方案在建筑工程中,地基是建筑物的重要组成部分,它承受着建筑物的重量并将其传递到地下。
地基的选择和施工方案直接影响到整个建筑物的安全和稳定性。
在一些特殊情况下,例如软弱土层的地区,可以采用复合地基施工方案,其中一个常用的方法是CFG桩。
CFG桩指的是水泥飞灰碎石桩,它是一种由水泥、飞灰和碎石组成的混凝土桩。
它的施工过程包括在地下钻孔、注浆和振捣,从而形成一个强固的挤浆桩。
CFG桩具有以下几个优点:1.承载力强:由于CFG桩是由混凝土组成的,因此其承载力非常强。
它可以有效地分散建筑物的重量,并将其传递到土壤中,从而确保建筑物的稳定性和安全性。
2.环保节能:CFG桩采用了飞灰作为原材料的一部分,飞灰是煤炭燃烧的副产品,对环境影响较小。
此外,使用CFG桩作为地基可以减少对天然资源的需求,节约能源。
3.施工速度快:CFG桩的施工相对比较简单,可以快速完成。
在施工过程中,可以同时进行多个孔的钻进和注浆,从而节约时间和人力资源。
基于CFG桩的复合地基施工方案涉及以下步骤:1.土体勘察:在进行任何地基施工之前,需要进行详细的土体勘察,确定土壤的性质和特点。
这将有助于确定CFG桩的布置方案和参数。
2.钻孔:根据土体勘察的结果,确定CFG桩的布置方案和孔径尺寸。
然后使用钻机,在地下钻孔,钻孔深度要达到设计要求,并在孔底形成一个钻孔底部。
3.注浆:在完成钻孔后,使用注浆设备将三明治注浆管插入钻孔中。
三明治注浆管由内中外三根管组成,中间的管道用于注入水泥浆液,而其他两根管道用于排空钻孔中的泥土。
然后开始注浆,注浆管由孔底向上进行注浆。
注浆的过程中,注浆管不断向上提升,以确保注浆剂的均匀分布。
4.振捣:在注浆完成后,使用振捣设备将振捣筒插入钻孔中。
振捣筒的作用是将注浆剂振捣均匀,并确保CFG桩的质量和强度。
振捣的过程中,振捣筒要逐渐提升,直到钻孔完全注浆为止。
5.后处理:在振捣完成后,钻孔被填充和平整,以便后续施工可以进行。
CFG桩复合地基技术
.
2
二、材料配合比
水泥标号:P.O 32.5,P.O 42.5 碎石粒径:20~50mm 石屑粒径:2.5~10mm 混合料密度:2.1~2.2 t/m3 塌落度:18~20(管内泵送砼) 桩身强度:C15~C20
进入粘性土层的措施,来避免此情况发生。
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26
4) 桩体上部存气
截桩头时,发现个别桩桩顶部存有空间不大的空心。
主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。
钻杆成孔钻进时,管内充满空气,钻孔到预定标高开
始泵混合料,此时要求排气阀工作正常能将管内空气 排出。若排气阀被 就会导致桩体存气并形成空 洞。
一组(3块)试块(边长150mm立方体),标准养护,标
准试验测定其抗压强度。 .
21
目前长螺旋钻机成孔深度分为12、16、18、24和30m等
.
22
(2) CFG 桩施工中常见问题及质量控制措施
1) 堵管 堵管是长螺旋钻管内泵压CFG桩成桩工艺常遇到的
主要问题之一。它直接影响 CFG桩的施工效率,增 加工人劳动强度, 还会造成材料浪费。特别是故障 排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬, 增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。
①当采用单桩载荷试验时,
Ra
Ru 2
②当无单桩载荷试验时,可按下式估算:
n
Ra up qslii qpAp (按桩侧阻力和桩端阻力估算) i1
Ra
1 3
fcuAp
(按桩体材料抗压强度估算)
4、褥垫层:
一般取10~30cm厚砂石、碎石、中粗砂等;
CFG桩复合地基设计及施工方案
XXX6#住宅楼CFG桩复合地基处理技术设计及施工方案1、工程概况XXX6号住宅楼位于XXX市平谷区兴谷开发区1号区,平谷区第八小学北侧:建筑物为6层混合结构住宅楼2幢,高约17。
55m,无地下室,基础埋深约—1.50m左右。
设计要求复合地基处理后修正前地基承载力特征值不小于180Kpa,整体建筑平均沉降量不大于30mm,局部倾斜小于0.0022、工程地质及水文地质条件2.1、场区工程地质条件根据XXX慧岩工程勘察有限公司提供的《XXX5号、6号住宅楼岩土工程勘察报告》(工程编号2009-15),勘探深度范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类,并按地层岩性和物理力学性质指标,进一步划分为8个大层,各土层的基本特征见勘察报告。
2。
2、场区水文地质条件根据勘察资料,该场区测得一层地下水。
第一层地下水类型为上层滞水,初见水位埋深约为2.70m,标高27.37m~28。
01m.该区历年最高水位接近自然地表(1959年),近3~5年最高地下水位标高为地表下1。
0m。
该场区地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
3、CFG桩方案设计3.1、方案选择由岩土工程勘察报告可知,基础底板所处的土层天然地基承载力及变形量均不能满足上部结构的要求,须采取有效的措施进行加固处理。
综合上述工程地质、水文地质条件,并结合勘察报告建议及设计要求,采用CFG桩复合地基处理方案。
该方案具有施工速度快、成本低、质量易保证等特点。
3.2、设计依据1. XXX慧岩工程勘察有限公司提供的《XXX5号、6号住宅楼岩土工程勘察报告》(工程编号2009-15)(电子版);2。
设计单位提供的复合地基设计相关参数(2010年5月);3.《岩土工程勘察规范》GB50021—2001(2009年版);4。
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002);5。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002);6。
CFG 桩复合地基设计方法与实例
0 引
言
文提出了 C F G桩 复 合 地 基 的设 计 方 法 与 过 程 , 并
结 合工程实 例进 行 分析 , 最 后 给 出 该 工 程 实 例 的 检i 贝 0 结果 , 说明C F G桩 复合 地 基 的 处 理 效 果 。
C F G桩 即 为 水 泥 ( C e me n t ) 、 粉 煤灰 ( F l y _ As h ) 、 碎石 ( Gr a v e 1 ) 等 混 合 料 加 水 拌 和 在 土 中灌 注形成竖 向的增强体 ( 简称 C F G) l 】 ] , C F G 桩 复 合 地 基 与其 他 复 合 地 基 相 比 , 具 有 承 载 力 提 高 幅 度 大、 地 基 变 形 小 及 适 用 范 围 较 大 等 特 点 。C F G 桩 复合地基 可适用于条形基 础 、 独立 基础 , 也 可 适 用 于箱 基 和 伐 基 ; 在工业厂房 、 民 用 建 筑 中 均 有 大 量
C F G 桩 复 合 地 基设 计 方 法 与 实 例
万 翔 , 尹 志伟 邵 庆 良
2 3 0 0 0 9 ; 2 . 中国五洲 工程设计 集团有限公司 , 北京 1 0 0 0 5 3 ) ( 1 . 合肥工业大学 建筑设计研究 院 , 安徽 合肥
摘
要: : 文章首先介绍 了 C F G桩设计原则和设计方法 , 并以实际工程为例介绍了 C F G桩 复合地基 、 基础设计 的全过程及静 载试
验分析 。结果证明 , C F G桩 复合地基 与传统桩基相 比, 经济 、 环境及社会效益显著 。
关键词 : C F G桩 ; 复合地基 ; 静 载试 验 中图 分 类 号 : TU4 7 3 . 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 3 — 5 7 8 1 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 7 7 — 0 3
CFG桩复合地基设计
CFG桩复合地基设计摘要:针对现在有小高层基础设计大部分采用复合桩基,复合桩基在满足承载力和变形计算的同时也大大节省了基础方面的工程造价。
但是现在设计人员对复合桩基础的设计还存在一定的误区,这样可能会导致复合桩基的造价有很提高,从而发挥不了复合桩基的优势。
关键词:复合桩基,承载力,变形,褥垫层CFG(Cemement,Flyash,Grabel,Piles)桩,即水泥粉煤灰碎石桩,一般由碎石,石屑,粉煤灰,掺适量水泥加水拌合而成。
以水泥粉煤灰碎石桩形成的复合地基具有承载力高、沉降值小并且有施工方法简便,易行,适用地层广泛,施工周期短,造价低的特点。
近年我国北方地区应用较为广泛。
1、工程概况:拟建工程位于山东省济宁市,为18层剪力墙结构住宅楼,设置一层地下室,地下室上有二层裙房。
基础埋深为0.00以下5.0米,0.00相对绝对标高为43.80米,场地长期抗浮设计水位取绝对高程40.80m。
筏板基础底在粉土上,粉土的天然地基承载力特征值=120Mpa.不满足设计的要求(经过PKPM计算基础平均压应力Pk=300Kpa)。
须采用CFG复合桩基。
2、地质资料:①层素填土(Q4ml):黄褐色,以粉土、粘性土为主,少含小石子、砖屑等杂质,稍密,稍湿,均匀性较差,回填时间10年以上。
场区普遍分布,统计厚度:平均4.0m。
土重度γ=17.8(kN/m3),压缩模值Es1-2=5.90(MPa),地基础承载力特征值fak=100(KPa)。
②层粉土(Q4al+l):灰黄色,含云母碎片,具铁锈,湿,密实,摇震反应迅速,光泽反应无,干强度及韧性低。
统计厚度:平均 3.0m。
土重度γ=19.30(kN/m3),压缩模值Es1-2=7.50(MPa),地基础承载力特征值fak=120KPa。
桩的侧阻力特征值qsik=31KPa。
③层粉质粘土(Q4al+l):灰黄色,可塑,含铁质氧化物,局部夹粘土薄层,摇震反应无,稍有光泽,韧性及干强度中等。
CFG桩复合地基设计
CFG桩复合地基设计如何提设计要求一、前言当前CFG桩复合地基在高层建筑地基处理得到了广泛应用,但复合地基设计在不同地区有不同的方式,有的地区结构工程师既作上部结构又作复合地基设计,有的地区则是结构工程师作上部结构和基础设计,岩土工程师作复合地基设计,复合地基设计资料和设计要求由结构工程师提供。
其中,经常遇到的一个问题是结构工程师提供的设计资料不全或设计要求不够准确。
由于设计资料不齐全或设计要求不够准确、甚至不合理,给复合地基设计带来许多困难,或给工程带来不应有的损失。
显然,讨论一下如何提供设计资料和设计要求是有益的。
二、CFG桩复合地基设计所需的资料CFG桩复合地基设计需提供如下的资料:(1)工程地质勘察报告;(2)相关的建筑、基础平面图和剖面图;标明±0.00对应的标高;基底标高;电梯井、集水坑底标高;基础外轮廓线;若有裙房应标明主楼和裙房(或车库)的相关关系以及裙房(或车库)的基础形式和几何尺寸。
(3)建筑物荷载;(a)相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值(用于地基承载力验算);(b)相应于荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值(用于地基变形验算);(c)当主楼周围有裙房(或车库)时,还应提供裙房(或车库)基底压力标准值,以便考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。
(d)当需作抗冲切验算时(如框筒体系),尚需提供荷载设计值。
(4)设计要求的复合地基承载力和变形。
三、常见的几个问题(1)问题1:只提复合地基承载力特征值不小于多少、复合地基变形不大于多少而不提供荷载复合地基计算有两个主要内容,一是复合地基承载力计算,二是复合地基变形计算。
复合地基承载力是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002(后称《地基规范》)和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002(后称《地基处理规范》),按下式验算:γ(1)fPf+)5.0≤d(-=kaspkmP-相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值;式中kf修正后复合地基承载力特征值(根据《地基处理规范》,只做深度修正,且-a修正系数取1);f复合地基承载力特征值;-spkγ基础底面以上土的加权平均重度;-m-d基础埋置深度。
CFG桩复合地基施工
CFG 桩复合地基施工CFG 桩 (钻孔压灌素混凝土桩 ) 复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案,该方法施工简单、速度快、质量便于控制。
某工程中采用此技术,且开创了首次在总高度超过 100m 的工程中运用此技术,效果良好。
一、工程概况某工程总建筑面积约 23 万 m 2,由四栋高档塔式涉外公寓组成,其中 1#楼已施工完毕交付施工,现进行 2#楼施工, 2#楼总建筑面积 62089mm 2,地下三层,地上 34 层。
主楼基础为箱形基础,主体结构类型为全现浇剪力墙结构。
2#楼工程总高度 102m ,设计± 0.00 相等于绝对标高 38.5m ,基底标高为 -15.86m 、-16.36m 、-15.56m ,分别相等于绝对高程22.64m 、 22.14m 、 21.94m 。
二、 CFG 桩设计情况(一)地质勘测情况:基底持力层为细粉砂⑤层(局部为粘质粉土、粉质粘土⑥层) ,其地基承载力标准值为220kpa 。
(二) CFG 桩设计要求:1. 建筑物主楼最终沉降量≤ 80mm ;2. 建筑物最大倾斜≤总高度的0.8‰;3. 不考虑地下室的抗浮问题。
4. 地基承载力需≥ 615 kpa 。
(三) CFG 桩设计参数:桩数988 根 平均桩长11.5m 平均桩径420mm混凝土 等C20级单桩承载力标准值 750kN桩 间 距 1.29 ×1.30m 1.39 ×1.36m 1.52× 1.42m褥 垫 层150mm 厚砂石褥垫层(四) CFG 桩复合地基承载力简要验算:1. 复合地基范围的面积为: 21795.08m2. 复合地基承载力为:750× 988/1795.08 + 220=632.79 kPa > 615 kPa (设计要求地基承载力)地基承载力符合设计要求。
三、施工工艺: (一)施工准备:1. 主要设备机具准备:长螺旋钻机( 45kW ×2)1 台;混凝土 1 台搅拌机 1 台输送泵坍落度测筒 1 个试块模具 2 套配电箱 1 台经纬仪 1 台水准仪 1 台2.材料准备:水泥: 32.5#普通硅酸盐水泥;碎石:粒径5-20mm ;砂子:细中砂,含泥量≤5%;粉煤灰。
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CFG桩复合地基实用设计与工程应用探析摘要:根据高速公路软基处理特点和质量要求,以解决实际工程问题为背景,从实用设计方法、施工控制等方面系统的对CFG桩在高速公路软基处理中的应用进行了研究,同时通过工程实例,介绍了CFG桩复合地基在软基处理的具体应用。
关键词:CFG桩复合地基;软基;高速公路;处理1 CFG桩复合地基实用设计方法1.1 CFG桩复合地基的设计思路在长期的工程实践中,复合地基的设计方法可归结为以下三类:(1)正常使用极限状态的承载力作为控制条件,以正常使用极限状态的沉降量作为验算条件;(2)正常使用极限状态的沉降量作为控制条件,以正常使用极限状态的承载力作为验算条件;(3)沉降量和承载力双控制。
对于第一种设计思路,其适用条件为CFG桩复合地基加固的土体性质较好、桩体强度大且置换率较高的情况,按承载力为控制条件,沉降量一般会满足要求。
当CFG桩复合地基加固的土体性质差,如淤泥、欠固结填土等,往往出现承载力满足,但沉降不满足的情况。
特别是在高速公路软基处理中,其置换率一般较低、路堤荷载较小,更容易出现沉降或差异沉降不满足。
从而前面两种设计思想,在两个条件都满足的情况下,有可能会出现当其中的一个条件满足时,另外一个条件有较大的富裕的问题,这样就会在物力和财力上造成较大的浪费。
因此最佳的设计是两个条件同时满足,这就要求在设计的过程中寻求最优方案。
但由于影响CFG桩复合地基承载和变形的因素较多,针对沉降量和承载力两个约束条件的情况,就桩径、桩长、桩距、置换率等多个设计参数人工寻求最优解存在较大的困难。
由上述的讨论分析可知,采用第二种设计思路对高速公路CFG桩复合地基进行设计较为适宜。
1.2实用设计方法(1)桩长:CFG桩复合地基的一个重要原则是要求桩落在好的土层上,因此桩长是复合地基设计时候首先需要确定的参数。
它取决于承载力和变形的要求、地质条件和设备能力等因素,并且前桩端应该进入持力层0.5〜1.0m。
(2)桩径:CFG桩桩径的确定取决于采用的设备,一般桩径为35cm〜60cm,路堤荷载作用下,为了减小不均匀沉降,应采用相对较小的桩径以达到相对较密的桩间距,一般取50cm左右。
(3)桩间距:路堤荷载一般包括一下几项:路堤荷载高度,H1;路面结构层荷载厚度,H2 ; 汽车荷载,H3 ;路堤荷载P=( H1+H3) X Y S+H2?Y2 ; (4)复合地基沉降量计算:根据经验或工程实际选择几个置换率,然后根据下式求出相应的沉降量。
作出复合地基沉降与置换率的关系图线,根据沉降及差异沉降控制标准确定较为合理的置换率。
再由置换率及布桩形式确定桩间距。
(5)复合地基承载力验算:式中:天然地基承载力可根据天然地基承载力静载等试验确定,或根据地质条件估算。
单桩承载力可由静载荷试验确定,或根据下式估算:若承载力不满足要求,再对置换率进行调整设计化桩体强度确定:桩体试块抗压确定平均值应满足下式要求:当桩体强度不满足时,为了施工方便,最好在同一个工程中采用统一的桩体强度,即配合比相同,可以通过加密桩间距进行调整,有利于减小不均匀沉降。
B 褥垫层厚度确定:采用刚性承台,褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石,不宜选用卵石,因为其咬合力小,褥垫层厚度一般为10 30 cm 。
对于大桩距的情况,褥垫层厚度应加厚,为了形成柔性承台,减小不均匀沉降,增加路堤的整体稳定性,应适当增加褥垫层厚度,并在垫层中增设一到两层土工格栅。
高速公路软基处理中一般需根据桩距进行估算,公式:2 CFG桩复合地基的工程应用2.1工程背景广州至肇庆高速公路二期工程K5+410〜K5+572.50段路基宽47.2m、长近162.5m,路堤与一河道斜交(河道约30m宽),河道中间与两侧附近的淤泥厚度变化极不均匀(两者厚度相差约10m〜13m),地形较平坦,以旱地为主,地面标高约为5.1〜7.2m,该路段软土以淤泥、淤泥质亚粘土为主,其含水量约为26.3%〜66.6%,天然孔隙比为0.651〜1.712之间,承载力低,直接快剪凝聚力C在5〜10kPa,摩擦角①在0o〜12.80之间,再加之路堤填土高(8.4m),通过稳定性计算,不能满足路基稳定和沉降要求。
因此,该路段的软基需采取必要的工程措施进行处理2.2实用设计方案(1)桩长的确定:对于一般情况,CFG桩需打设至持力层下1.0m〜1.5m。
针对上述实际工程,根据地质资料,该路段软土层厚约20.6m,以下为全风化泥质粉砂岩,故桩长取21.6m。
(2)桩径、桩间距、桩体强度的确定:一般要考虑路堤填土高度、路面结构层厚度、车辆动载以及适当的安全贮备,需要进行复合地基承载力的计算。
根据CFG桩复合地基的特点和分析,笔者建议承载力的估算采用如下简易实用的方法:式中:「沖,k为复合地基承载力标准值;fk为天然地基承载力标准值,m为面积置换率;n为桩土应力比;Ap为CFG单桩截面积;a \从/Ik'T sk为加固后桩间土承载力标准值; A 0.75〜0.95; Rk为CFG单桩承载力标准值。
在己知天然地基承载、单桩承载力标准值和复合地基承载力标准值的条件下,求出置换率m。
根据高速公路软基处理特点,建议在高速公路软基处理中,桩径取500 mm ,桩体强度取C12〜C15,在计算时取桩间土发挥系数(3= 0.9,桩间土强度提高系数a= 1.5,采用正方形布桩时桩间距I可用下式估算:根据上述滑塌段路堤填土高度、路面结构层厚度、车辆动载以及适当的安全贮备等情况,复合地基承载力标准值「sp ,k取2引)Kpa ,天然地基承载力标准值fk取45 Kpa 。
考虑到留有一定的安全贮备以及便于施工,实际桩距应取1=150 m 。
(3)沉降估算:CFG桩复合地基的最终累计沉降量可下式进行估算:式中:n1为加固范围内土分层数;n2为沉降计算深度范围内总的分层数;P0为对应荷载的附加压力;匸S1为第i层土的压缩模量,zi ,z 1 —1为处理地面至第i层、第i —1层土底面的距离;a,Q i —1为处理地面至第i层、第i —1层土底面范围内平均附加应力系数;Z为加固区土的模量提高系数;如为沉降计算修正系数。
3施工工艺与质量控制大量的工程实践表明,CFG桩复合地基承载力方面不会有太大的问题,但是CFG桩的施工经常会出现缩径和断桩,难以穿透厚的硬土层,施工时会产生较的振动及噪音污染。
如何避免出现断桩是CFG桩施工的重要问题。
只要做好CFG桩施工前的工艺试验,加强施工过程的监测,一般可以避免上述成桩质量事故的产生,特别是断桩事故的发生。
通过试验段的CFG桩施工,发现CFG成桩质量主要由施工过程中桩头与套管的垂直程度、提升套管的高度、拔管速度、留振时间等因素决定的。
因此在沉管前,在已成桩的桩顶埋设标尺,观察施工对已成桩的挤压情况,防止己成桩受挤压而断裂并了解地面地冒情况。
具体的质量控制要点如下:(1)试桩。
施工工艺性试验可配合工程桩施工进行,主要考查设计的施工打顺序、桩距能否保证桩身质量。
试桩不少于5根,试桩成功后方可进行大面积施工。
(2)沉管和拔管工艺桩机就位后,首先对机械进行调平和对中,根据桩机顶部吊下的垂球即可控制垂直度,垂直度控制在 1 %以内。
位置偏差为大于10cm。
在幵始沉管时,桩头垂直套入套管内,防止因套管与桩头接触不紧密而使淤泥挤入套管中,沉管时锤头落距不能过大(不大于 1.5m),防止因冲量太大而造成套管与桩头分离。
当套管沉入到下承层时,加大沉入力度,使套管沉放下承层不小于1.0m。
达到要求的沉管深度后,加入事先拌和好的混合料进行成桩施工。
在制作桩体时应特别注意拔管的高度与速度。
在没有施工现场成桩试验等有关参数时,桩管内灌满混合料后,应先锤击5〜10s,再幵始边锤击边拔,以防止桩底出现吊脚现象。
每次拔管高度宜控制在 1.0〜2.0m,拔管速度控制在1.0m〜1.4m/min以内,每提升管1.5m〜2.0m时,留振10s,当离地面2m时,拔管速度控制在0.5m〜0.7m/min以内,每米留振20s;拔管过程中,应分段添加混合料,桩管内混合料始终高于拔管高度 1.5m,以保证桩身的完整性。
当拔管通过淤泥夹层时,应适当放慢拔管速度,以防止桩身出现缩径现象。
在施工过程中根据实际情况采用按序跳打的施工工艺,在加固桥头时应从台背向路堤填土一侧施打;如果加固路堤应从路堤向路堤外施打;同一排桩要跳打向一个方向逐渐推进,以防止地冒。
(3)混凝土坍落度控制在30〜50mm,水灰比宜在0.5〜0.6之间。
(4)按序跳打施工,向一个方向逐渐推进,以防止地冒,在己成桩的桩顶埋设标尺,观察施工对己成桩的挤压情况,防止已成桩受挤压而断裂并了解地面地冒情况。
(5)若遇孤石,则桩位应适当移位,以保证桩体满足设计要求。
(6)定期对桩机进行检测,保证施工的连续性。
参考文献:1]冯仲仁,朱瑞赓.我国高速公路软基处理研究的现状与展望[J]. 武汉工业大学学报,2007,(8) |:2] 阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M ] •中国水利水电出版社,2007.:3] 于宗飞.复合地基承载力载荷试验及承载力确定的标准化问题:J].建筑结构学报,2007,(9) |:4] 王大通,袁立民,石海.CFG桩桩身材料强度试验研究]J]. 地质灾害与环境保护,2008, (1) I:5] 李彦利.CFG桩复合地基承载特性探讨】J] •电力勘测,2007,(⑵。