第5章地基处理补充.ppt

1第第5 5章章 地基处理地基处理CFG桩复合地基桩复合地基夯实水泥土桩复合地基夯实水泥土桩复合地基2上一讲内容回顾上一讲内容回顾5.5 高压喷射注浆法高压喷射注浆法5.6 强夯法强夯法5.7 振冲法振冲法3本讲内容（补充）本讲内容（补充）n一、一、CFG桩复合地基桩复合地基n二、夯实水泥土桩复合地基二、夯实水泥土桩复合地基4n（一）定义及适用范围：（一）定义及适用范围：n水泥(cement)粉煤灰(flyash)碎石(gravel)桩法（简称CFG桩）是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。n水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。一、一、CFG桩复合地基桩复合地基5（二）（二）加固机理加固机理1.桩体作用桩体作用无垫层时，无垫层时，CFG桩单桩复合地基桩单桩复合地基的桩土应力比的桩土应力比n=2530，而碎而碎石桩石桩n=2.22.42.挤密作用挤密作用63.褥垫褥垫层作用层作用n（1）保证桩、土共同承担荷载n（2）减少基础底面的应力集中，避免冲切7n桩土应力比与 垫层厚度的关系褥垫层的合理厚度为1530cm8（3）褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比n荷载一定时，褥垫越厚，土承担的荷载越多。荷载水平越高，桩承担的荷载占总荷载的百分比越大。910（三）CFG桩复合地基工程特性n1.承载力提高幅度大、可调性强nCFG桩桩长可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。112.适应范围广n对基础形式而言，CFG桩既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。n就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。12n当土的承载力标准值50kPa时，CFG桩的适用性值得研究。当土是具有良好挤密效果的砂土、粉土时，振动可使土挤密，桩间土承载力可有较大幅度的提高，CFG桩是适用的。比如唐山港海员大酒店工程，天然地基承载力标准值50kPa，地表以下8m又有较好的持力层，采用振动沉管机成桩，仅振动挤密分量就有7080kPa，即加固后桩间土承载力可达120130kPa。而塑性指数高的饱和软粘土，成桩时土的挤密分量为零，不宜做复合地基。133.桩体的排水作用nCFG桩在饱和粉土和砂土中施工时，由于沉管和拔管的振动，会使土体产生超孔隙水压力。刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，直到CFG桩体结硬为止。这样的排水过程可延续几个小时。（不会影响桩体的强度）144.桩体强度和承载力的关系n当桩体强度大于某一数值时，提高桩体标号对复合地基承载力没有影响。因此复合地基设计时，不必把桩体标号取得很高。一般取C10C20即可。15n复合地基模量大、建筑物沉降量小是CFG桩复合地基重要特点之一。大量工程实践表明，建筑物沉降量一般可控制在2-4cm。5.复合地基变形小166.与混凝土桩基础比，可大大降低造价n德州市医药管理局综合住宅楼n17层，天然地基承载力110KPa，设计要求达到300KPa，采用CFG桩处理，桩径360mm，桩长12m，桩距1.4m，桩数440根，桩体标号C10，振动沉管法施工。n造价：CFG桩30万，如采用灌注桩70万，采用预制桩90万。17（四）设计n1.CFG桩可只在基础范围内布置，桩径宜取350600mm。n2.桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取35倍桩径。CFG桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。18n3.桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。n4.褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。19n5.CFG桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算：aspkskp1Rfmm fA桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.750.95 206.单桩竖向承载力特征值的取值，应符合下列规定：n 当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；n 当无单桩载荷试验资料时，可按下式估算：apspp1ni iiRuq lq Aqsi,qp桩周土的侧阻力、桩端端阻力特征值（KPa）21n7.桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求：acup3RfA22n8.CFG桩复合地基设计时应进行地基变形验算。地基处理后的变形应按分层总和法计算。复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，值可按下式确定：spkakff23（五）施工n1 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、中等密实以上的砂土；n2 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，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场地；n3 振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。n4 施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。242526桩头清理27课堂练习题n基础埋深5m，基础底面积30m35m，Fk=280000kN，Mk20000kNm，采用CFG桩复合地基，桩径0.4m，桩长21m，桩间距s1.8m，正方形布桩，粉质粘土桩侧摩阻力特征值qsik24kPa；粉土qsik25kPa，粉砂qsik30kPa，qpk500kPa，桩间土承载力折减系数0.8，其他参数在图中均已标出。试估算复合地基承载力。5m 8m 13m 2m 黏土=19kN/m3 粉质黏土=20kN/m3 粉土=20kN/m3 粉砂 圆砾=18kN/m3 fak=190kPa Es=13MPa Fk Mk Es=12MPa fak=180kPa Es=60MPa Es=6.4MPa fak=160kPa 29计算步骤：计算单桩承载力特征值 估算复合地基承载力特征值30解：n 计算单桩承载力特征值 apsipp11.256(24 825 13)500 0.1256712kNniiuq lq A R 估算复合地基承载力特征值 计算置换率 正方形布桩 22220.40.03871.13 1.8edmd31n复合地基承载力特征值 aspkskp1Rfmm fA7120.03870.8 1 0.03871600.1256342kPa32二、夯实水泥土桩复合地基n1.定义n夯实水泥土桩是利用土和水泥拌和形成混合料，通过各种机械成孔方法在土中成孔并填入混合料夯实，形成桩体，从而形成复合地基的地基处理方法。33n夯实水泥土桩的强度等级在C1C5之间，其变形模量远大于土的变形模量，因此也类似CFG桩复合地基一样设置褥垫层，以调整基底压力分布，使荷载通过垫层传到桩和桩间土上，保证桩间土承载力的发挥，形成复合地基。342.夯实水泥土桩与水泥土搅拌桩的区别n（1）夯实水泥土桩是将水泥和土料在孔外充分拌合，拌合的均匀程度远远高于现场搅拌的水泥土。n（2）由于成桩是强力夯实，桩体密实度和强度远远高于现场搅拌的水泥土。n基于以上的主要差异，相同水泥掺量下，夯实水泥土桩的桩体强度为搅拌水泥土桩的210倍。353.适用范围及特点n夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。n特点：质量可靠，造价低，工期短 364.设计n（1）夯实水泥土桩可只在基础范围内布置。桩孔直径宜为300600mm（常用350mm）。桩距宜为24倍桩径。n（2）水泥采用32.5普通硅酸盐水泥。n（3）水泥土比例一般为1：51：8，常用1：7（重量比）。350mm桩，每米约20kg。n（4）桩长以进入好土层不小于500mm为宜。n（5）在桩顶面应铺设100300mm厚的褥垫层 n（6）设计计算公式同CFG桩，其中取0.91.0 37某住宅楼夯实水泥土桩实例385.施工n螺旋钻或洛阳铲成孔39n夹板锤式夯实机 连续夯实夯填速度为1锤1锨40施工过程41n拌料采用人工或混凝土搅拌机n土料有机质含量不超过5，需过筛，筛孔直径20mmn混合料含水量控制：约15，“一捏成团，落地开花”n向孔内填料前孔底必须夯实23下，桩顶夯填高度应大于设计桩顶标高200300mm，施工垫层时凿除，桩顶面水平。n垫层采用平板振捣器振实42小 结n熟悉CFG桩和夯实水泥土桩的基本概念、桩和夯实水泥土桩的基本概念、加固机理、设计计算方法及施工工艺加固机理、设计计算方法及施工工艺43下一讲内容n第7章 挡土墙