cfg樁復合地基的設計與施工

cfg樁復合地基的設計與施工

1通過合成樁的基礎,加漿水泥復合地基cfg樁（水泥粉碎樁）是在碎石樁的基礎上添加一定石末、灰燼和少量水泥的集合，然后加水和摩擦，形成一定的粘性樁，并與樁之間的學者和床墊形成復合基質。2加固工藝CFG樁加固軟弱地基,樁和樁間土一起通過褥墊層形成CFG樁復合地基。其加固軟弱地基主要有三種作用。2.1復合地基中cfg樁的壓縮性CFG樁不同于碎石樁,是具有一定粘結強度的混合料。在荷載作用下CFG樁的壓縮性明顯比其周邊軟土小,因此基礎傳給復合地基的附加壓力隨地基的變形漸集中到樁體上,出現應力集中現象,復合地基的CFG樁起到了樁體作用。2.2對地基土的影響CFG樁施工,由于振動和擠密作用使樁間土得到擠密。經加密后的地基土的含水量、孔隙比、壓縮系數均會有所減小,重度、壓縮模量均會有所增加。說明經加固后的樁間土已擠密。2.3復合地基的應力由級配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊,在復合地基中保證樁土共同承擔荷載,褥墊層的設置為CFG樁復合地基在受荷后提供了樁上、下刺入的條件。減少基礎底面的應力,集中在樁頂對應的基礎底面測得的應力與樁間土對應的基礎底面測得的應力之比隨褥墊層的厚度而變化。褥墊層可以調整樁土荷載分擔比,荷載一定時,褥墊越厚,土承擔的荷載越多,荷載水平越高,樁承擔的荷載占總樁荷載的百分比越大。3工程實例3.1鋼筋混凝土剪力墻安鋼鋼城花園高層點式住宅樓(B3#樓)位于安陽市文峰大道西段鋼城小區(qū)內,設計地上21層,地下2層,塔樓2層,總高度64.2m,總重量352000kN,鋼筋混凝土剪力墻結構,筏板基礎,基底壓力380kPa。設計基底埋深-9.20m(自然地面以下7.50m)。3.2項目的地理條件本場地自然地表下35m深度范圍內地層主要由第四系全新統(tǒng)近期、早期沖積層、第四系上、中更新統(tǒng)沖積層組成。素填充土。黃色主要由粘土土組成層底深度0.50～1.00m;非沉積物濕粉；棕色的，輕微的濕層底深度2.1～4.4m;黃土是粘土。黑棕色，主要是硬塑，偶爾可見小江石層底深度3.0～7.6m;黃土是一塊粘土?；尹S色，可以塑料，甚至姜石層底深度7.0～9.5m;粘土：棕色、黃色和灰色，可以塑料，帶有少量生姜層底深度9.0～11.6m;粘土：棕色、黃色、可塑的，帶有姜石層底深度11.1～13.5m;細砂；棕色、紅茶、濕、中密、偶爾見生姜層底深度15.2～15.5m;2粘土；棕色、黃色和黃褐色的材料，可以塑料中含有少量生姜層底深度15.8～16.4m;細砂；黃色、紅茶、濕、中密、局部夾層粘土層底深度20.9～21.8m;3卵石；微濕，中密，致密，中等，圓形，亞圓形，主要由石灰?guī)r、砂巖和石英巖組成層底深度32.2～34.1m。3.3設計要求分析根據上部結構的設計要求,要求地基持力層承載力特征值不小于380kPa,由于基礎底面座落于層④黃土狀粉質粘土層中,承載力特征值為155kPa,因此天然地基不能滿足設計要求。由建設、勘察、設計及其他有關工程技術人員,一起研究探討地基處理方案,初步提出三種地基處理方案:預制打入樁,沉管灌注樁,鉆孔灌注樁。但都有一定的缺陷,由于層⑦、層⑨為較密實的細中砂,預制打入樁很難穿過此層,而沉管灌注樁在細砂中成孔也有一定的困難,鉆孔灌注樁施工時易造成塌孔、斷樁,樁身質量不易保證,同時,這三種樁造價均較高。于是我們又考慮了一種新的地基處理形式——CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)。經過對多種方案的計算對比,確定采用CFG樁復合地基較為經濟可行。CFG樁的設計設計和計算參數樁徑d=400mm,有效樁長L=15m(樁端進入層⑩卵石層大于0.50m,),砼強度等級C20,處理面積約2200m2。單樁豎向承載力參照《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)單樁承載力特征值按下式計算:Ra=up∑qsiLi+qpAp經計算Ra=540kN式中:Ra——單樁豎向承載力特征值,kN;Ap——樁的截面積,0.126m2;qsi——樁周第i層土的側阻力特征值,取26kPa;up——樁周長,1.256m;Li——第i層土的厚度,m;qp——樁端阻力特征值,430kPa。fapk—③樁面積置換率的確定:fspk=m·Ra/Ap+β(1—m)fsk經計算m=6.0%式中:fapk——復合地基承載力特征值,380kPa;m——面積置換率;β——樁間土折減系數取,0.85;fsk——天然地基土承載力特征值,155kPa。連接距離樁按正方形布置,經計算樁距S=1.40m,總樁數為482根。工具體的配合比配比嚴格按照安陽市建設工程質量檢測站依計強度等級和施工具體要求出具的配合比進行配比。具體為:水泥∶砂∶碎石(10～20mm)∶水∶粉煤灰=1∶2.28∶3.16∶1.66∶0.007(質量比)。2墊層設計樁施工完后剔除樁頭后做300mm厚碎石(粒徑5～10mm)墊層,要求夯實度小于0.90。墊層寬出基礎外緣300mm。3.4h墊層施工施工順序:基坑開挖—→樁位放樣—→試驗樁施工—→工程樁施工—→褥墊層施工。施工工藝:施工工藝流程如下:螺旋鉆孔就位、對中—→鉆進成孔、排土—→鉆至預定深度、停鉆—→清理孔底虛土—→鉆機移位—→安放混凝土溜筒—→灌注混凝土成樁—→樁頭養(yǎng)護。3.5復合地基的靜荷載試驗及低應變動力檢測在該工程樁基施工結束后,對地基進行了質量檢測:一是樁間土檢測;二是靜載荷試驗檢測;三是基樁低應變動力檢測;四是基樁低應變動力檢測;五是建筑物沉降觀測。樁間土檢測:根據試驗結果說明,經加固后的地基土的含水量、孔隙比均有所減小,重度、壓縮模量均會有所增加。說明經加固后的樁間土已擠密。靜載荷試驗檢測:該場地三個復合地基測試點承載力特征值均≥380kPa,滿足設計要求。低應變動力檢測:本工程對所有的CFG樁均進行了低應變檢測。所測的482根樁中,418根均屬于Ⅰ類樁,占檢測樁總數的86.7%,Ⅱ類樁64根,占檢測樁總數的13.3%,無Ⅲ類及Ⅳ類樁。屬完整或基本完整樁,均沒有影響正常使用的樁。建筑物沉降觀測:沉降觀測結果表明,其最大沉降為25mm,最大沉降差值僅為3mm,說明地基降量不大,沉降差很小。4cfg樁的優(yōu)點(1)CFG樁復合地基能很好地解決高層建筑地基變形問題。加固后的土體復合模量提高明顯,建筑物沉降量小,完全可以滿足設計要求。(2)可較大幅度提高地基承載力。該工程復合地基承載力為天然地基的2.5倍。在以住的工程中,復合地基承載力最高達到380kPa,而該工程處理后可達450kPa。(3)由于設置了褥墊層,樁間土的承載力得到了充分發(fā)揮,樁數相應減少。(4)CFG樁不需配筋,沒有鋼筋籠制作和安裝工序,施工方便,節(jié)約時間。(5)樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑做