CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)79p.ppt

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1、CFGCFG桩桩(水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩)概述概述 加固原理加固原理 设计与计算设计与计算 施工工艺施工工艺 效果检验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桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂或砂加水拌和形成的加水拌和形成的高粘结强度桩高粘结强度桩，简称，简称CFG桩。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C5C5C20C20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

2、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，

3、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和高层建筑地基 多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

4、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，破坏主应力差增大 三轴应力应变曲线三轴应力应变曲线 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0.51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

5、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内桩周土的侧向有限长度范围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1530 单桩承载力单桩承载力 CFGCFG桩桩碎石桩碎石桩概述概述适用范围适用范围 CFG CFG

6、桩由于自身具有一定的粘结性，故可在全长范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力比高一般为10104040。复合地基承载力的提高幅度较。复合地基承载力的提高幅度较大，并有沉降小，稳定快的特点。大，并有沉降小，稳定快的特点。CFGCFG桩可用于加固桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等散的砂土、粉土等。对塑性指数高的饱和软粘土使用。对塑性指数高的饱和软粘土使用要慎重。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

7、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

8、、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 fakak，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 fpkpk，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

9、；、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、应取勘探孔总数的、应取勘探孔总数的1/31/31/21/2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

10、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桩间土扰动，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

11、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，其桩身有一定的粘结强度

12、。桩不同于碎石桩，其桩身有一定的粘结强度。在外荷载作用下，桩身不会发生鼓胀破坏，并可全桩长发在外荷载作用下，桩身不会发生鼓胀破坏，并可全桩长发挥侧摩阻力。桩端落在好的土层上具有明显的端承力。挥侧摩阻力。桩端落在好的土层上具有明显的端承力。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 fspkspk可大幅度提高。可大幅度提高。020406080s（mm）100 200 300600500400p（kPa）211 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

13、荷试验载荷试验f fspkspk=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 fspkspk=315kPa=315kPa。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

14、土层上（f fakak=90=90100kPa100kPa），要求：复合地基），要求：复合地基f fspkspk150kPa150kPa。原设计：采用碎石桩原设计：采用碎石桩d=400mmd=400mm，L=6mL=6m，l=1ml=1m，施工，施工试桩后检测试桩后检测f fspkspk=130kPa=130kPa.改用改用CFGCFG桩桩d=360mmd=360mm，L=7.5L=7.58m8m，l=1.3l=1.31.45m1.45m，桩端落在坚硬土层上，桩端落在坚硬土层上，f fspkspk180kPa180kPa。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CF

15、GCFG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

16、刚施工完的CFGCFG桩桩体桩桩体可作为良好的竖向排水通道帮助桩可作为良好的竖向排水通道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=