CFG桩复合地基技术

《CFG桩复合地基技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CFG桩复合地基技术（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、CFG桩复合地基处理技术1、定义：碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和水泥，加水拌制 而成的一种具有一定粘结强度的桩。2、适用范围：适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等 地基，对淤泥质土应按当地经验或现场试验确定其适用性。一、基本概念13、技术优势属复合地基刚性桩；桩承载力主要来自桩长的侧摩阻力及桩端承载力，桩长 越大则承载力就越高；桩承担荷载可达总荷载的4075（面积置换率10 计），桩土应力比达1040，复合地基承载力提高幅度较 大，可达原地基承载力4倍或更高；2二、材料配合比水泥标号：P.O 32.5，P.O 42.5碎石粒径：2050mm石屑粒径：2.510mm混合料密度：

2、2.12.2 t/m3塌落度：1820（管内泵送砼）桩身强度：C15C203三、加固机理1、桩体置换增强作用：桩土应力比可达1040。基础砂石褥垫层CFG桩土42、挤密作用CFG桩采用振动沉管法施工时，由于振动和 挤压作用使桩间土得到挤密，由此而使桩间土在 加固后含水量降低、重度增加、孔隙比减小、压 缩模量提高，桩间土承载力得到加强。53、褥垫层作用保证桩土共同承担荷载：基础传下荷载作用下，提供 桩向上刺入的条件，以保证桩间土始终参与工作；减小基础底面的应力集中：桩顶应力与桩间土应力比 随着褥垫层厚度的增加而减小；调整桩土竖向荷载分担比：总荷载一定时，褥垫层越 厚，桩间土承担的荷载越多；褥垫层

3、一定时，荷载越大，桩 承担的荷载就越大；调整桩土水平荷载分担比：褥垫层越厚，桩顶水平位 移越小，桩顶所受的水平荷载越小。6四、CFG桩复合地基设计1、桩径：一般为400600mm2、桩距：一般宜取35倍桩径3、桩长：由复合地基承载力计算和概念设计综合确定CFG桩复合地基承载力特征值可按下式估算：桩间土承载力折减系 数，一般取0.750.95。7单桩竖向承载力特征值的取值：当采用单桩载荷试验时，当无单桩载荷试验时，可按下式估算：（按桩侧阻力和桩端阻力估算 ）（按桩体材料抗压强度估算）4、褥垫层：一般取1030cm厚砂石、碎石、中粗砂等；85、变形计算：一般分为三部分：加固深度范围内的土体压缩变形

4、s1 ，下卧层变形s2 ，褥垫层变形s3。复合土层的压缩模量的提高系数（适用于全置换的管内泵 送施工方法）9五、CFG桩施工技术CFG桩复合地基于1988年提出并用于工程实践，首先选 用的是振动沉管CFG桩施工工艺。 振动沉管CFG桩施工工艺属于挤土成桩工艺，主要适用 于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土等地 质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。它具有施工操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤密 效应显著等优点。采用此施工工艺的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、 减少地基变形、消除地基液化。1、基本概念10振动沉管打桩机成桩可能存在的主要问题 ：(1) 难以穿透厚的硬土层如砂层

5、、卵石层等。在基础底面以 下的土层中，若存在诸如砂层、卵石层，振动沉管打桩机 难以穿过，需采用引孔等措施， 或者采用其它成桩工艺。(2) 振动及噪音污染严重。(3) 在临近已有建筑物施工时，振动将可能产生不良影响。(4)振动沉管打桩机成桩为非排土成桩工艺 ，在饱和粘性土 中成桩，会造成地表隆起，或挤断己打桩，在高灵敏度土 中施工可导致桩间土强度的降低。(5) 施工中混合料从搅拌机到桩机进料口的水平运输一般为 翻斗车或人工运输，效率相对较低。对于长桩，拔管过程 中尚需空中投料，操作不便。11在大量研究和工程实践基础上，长螺旋钻管内泵压 CFG桩施工设备和施工工艺趋于完善。该工艺具有以 下优点 ：

6、(1) 低噪音，无泥浆污染。(2) 成孔制桩时不产生振动，避免了新打桩对已打桩 产生的不良影响。(3) 成孔穿透能力强，可穿透硬土层，诸如砂层、圆 砾层和粒径不大于 60mm 的卵石层。(4) 施工效率高。12此外，CFG桩施工工艺还有 ：(l) 长螺旋钻孔灌注成桩。适用于地下水位以上的粘 性土、粉土和填土地基。(2) 泥浆护壁钻孔灌注成桩。适用于粘性土、粉土、 砂土、人工填土、砾 (碎) 石土及风化岩层分布的地 基。(3) 人工或机械洛阳铲成孔灌注成桩。适用于处理深 度不大 ,地下水位以上的粘性土、粉土和填土地基。 132、施工工艺选择：应根据现场条件选用下列施工工艺：长螺旋钻孔灌注成桩，适

7、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；长螺旋钻孔、管内泵送混合料灌注成桩，适用于 粘性土、砂土、以及对噪声或泥浆污染要求严格的场 地；振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填 土地基。143、振动沉管灌注成桩施工技术要求：施工前应按设计要求由实验室进行配比试验，严格按 配比要求配制混合料。振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为3050mm，成 桩后桩顶浮浆不宜超过200mm。振动沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管 速度应控制在1.21.5m/min左右，遇到淤泥或淤泥质土 时，拔管速度应适当放慢；施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m；成桩过程中，抽样做混合料

8、试块，每台机械一天应做 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。1516（）打桩时用的钢筋混凝土预制桩尖 （）钢制活瓣桩尖17（5）施工中常见的几个问题1）施工扰动土的强度降低 w振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系。就 挤密性而言，可将地基土分为三大类：一为挤密 性好的土，如松散填土、粉土、砂土等 ；二为 可挤密性土，如塑性指数不大的松散的粉质性土 和非饱和粘性土；三为不可挤密土，如塑性指数 高的饱和软粘土和淤泥质土。182）缩颈和断桩在饱和软土中成桩 ，桩机的振动力较小 ，当采 用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为 挤压，可能使得已打桩被挤成

9、椭圆形或不规则形 ， 严重的产生缩颈和断桩。在上部有较硬的土层或中间夹有硬土层的土中成 桩，桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要为振 动破坏。采用隔桩跳打工艺，若已打桩结硬强度又 不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂， 且裂缝一般与水平成030度角。 193）桩体强度不均匀桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时 ， 为控制平均速 度，一般采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留 振时，速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时 间过长，都会使得桩端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆 过多，而且混合料也容易产生自析，造成桩身强度不均 匀。 4）桩料与土的混合当采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开

10、口 打开的宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接 触不密实或桩端一段桩径较小。若采用反插办法，由于桩管垂直度很难保证，反插容 易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。204、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工技术要求：施工前应按设计要求由实验室进行配比试验，严格按 配比要求配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度 宜为160200mm。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工在钻至设 计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与 拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵 待料；施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m；成桩过程中，抽样做混合料试块，

11、每台机械一天应做 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。232） 窜孔在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这种情况， 打完1号桩后，接着打相邻的 2号桩时，随着钻杆的 钻进，发现已打完尚未结硬的 1 号

12、桩桩顶突然下落， 有时甚至达2m 以上，当2号桩泵入混合料时，能使1 号桩下降的桩顶开始回升，泵入2号桩的混合料足够 多时，1号桩桩顶恢复到原标高。工程中称这种现象 为窜孔。窜孔发生条件1) 被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。 2) 钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动。3) 土体受剪切扰动能量的积累，致使土体发生液化 。 24防止串孔方法：i）对有窜孔可能的被加固地基尽量采取大桩距的设计 方案。增大桩距目的在于减少新打桩对已打桩的剪 切扰动，避免不良影响。ii) 改进钻头，提高钻进速度，减小液化可能。iii) 减少在窜孔区域打桩推进排数，如将一次打 4 排改 为2排或 1 排。尽快离开

13、已打桩，减少对已打桩扰 动能量的积累。iv)必要时采用隔桩、隔排跳打方案，但跳打要求及时 清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。 253）钻头阀门打不开原因一般有以下两个：i) 钻头构造缺陷，如当钻头阀门盖板采用内嵌式时，有可 能有砂粒、小卵石等卡住，导致阀门无法开启。ii) 当桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时，阀 门外侧除了土侧向压力外，水的侧压力也很大。阀门内 侧的混合料侧压力小于阀门外的侧压力时，可致使阀门 打不开。当钻杆提升到某一高度后 , 侧压力逐渐减小，当 管内侧压力大于管外侧压力时，阀门打开 , 混合料突然下 落。w可采用改进阀门的结构型式或调整桩长令桩端穿过砂土

14、，进入粘性土层的措施，来避免此情况发生。264） 桩体上部存气w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。w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。若排气阀被混合料浆液堵塞，不能正常工作， 钻杆管内空气无法排出， 就会导致桩体存气并形成空 洞。w为杜绝桩体存气，必须保证排气阀正常工作。施工时 要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞必须及 时采取措施加以清洗。 275 ) 先提钻后泵料当桩端达到设计标高后，有些单位施工时，为便于打 开阀门，泵送混合料前将钻杆提拔30cm，这样操作 存在

15、下列问题：有可能使钻头上的土掉进桩孔；当桩端为饱和的砂卵石层时，提拔30cm易使水迅 速填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立 即全部排走，这样桩端处的混合料可能存在浆液与骨 料分开现象。这两种情况均会影响 CFG 桩的桩端承载力的发挥。 286）开挖找不到桩头主要原因可能是：处理土层中存在可液化土层，钻孔过 程中，由于现场出土速度偏慢就在一个标高位置上长时间 钻动，导致土体液化，灌填混合料时出现局部桩径较大， 而开挖时找不到桩头。处理方法：桩头超灌混合料。7）缩径主要原因：处理土层中含有流动性较大的软粘土层，提 钻灌混合料过程中，混合料初期强度为0，流动性软土对混 合料桩体产生横向挤压

16、，导致缩径。处理土层中存在超固结土时，提钻灌混合料过程时，超 固结土的膨胀同样可对桩体产生横向挤压，导致缩径。 297）CFG桩施工过程中的环境问题主要原因：粉土层在钻进过程中的液化，或者提钻 后灌混合料导致桩底临时局部真空而对地下水的扰动降 低，均可导致地面显著下沉；处理措施：结合基坑工程设置环向封闭的止水帷幕 ，以降低施工过程中对外部地下水的扰动影响；严格控制施工进度，特别是钻进速度，避免在同一 标高处反复长时间钻动，以尽可能避免粉土液化、控制 液化范围的扩大。 305、保护桩长：成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将 其剔除；设计桩顶离地面距离不大于1.5m时，保护桩长 可取5070cm，上部用土封顶；设计桩顶离地面距离较大时，保护桩长可取70 100cm，上部用粒状材料封顶直到地表；316、桩头处理：CFG桩施工完毕待到桩体达到一定强度后（一般为7天 左右），方可进行基槽开挖。一般基础深度大于1.5m时均可采用机械合人工联合开 挖，要求人工开挖留置厚度一般不宜小于70c