地基處理-CFG樁1

1、CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計(jì)實(shí)例分析姓名：Smile魚 班級(jí)：Smile魚Treatment design of CFG pile composite foundation12目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量的急劇擴(kuò)大，對(duì)原有天然軟弱地基的處理成為工程設(shè)計(jì)和施工中越來越被關(guān)注的環(huán)節(jié)之一。CFG樁復(fù)合地基法以其用材經(jīng)濟(jì)、施工快捷、加固效果良好等優(yōu)點(diǎn)在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是近年來CFG樁復(fù)合地基多種設(shè)計(jì)方法的提出與實(shí)踐，極大地推動(dòng)了復(fù)合地基理論和實(shí)踐的發(fā)展，豐富了工程建設(shè)中的地基處理技術(shù)。結(jié)合實(shí)際工程某住宅樓CFG樁復(fù)合地基處理，按照CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行了地基設(shè)計(jì)計(jì)算，用恰

2、當(dāng)?shù)哪Ｐ万?yàn)算了相應(yīng)復(fù)合地基的承載力與沉降量，驗(yàn)證了理論的可行性；最后，結(jié)合實(shí)際工程對(duì)CFG樁復(fù)合地基的施工工藝作了簡(jiǎn)單的介紹。3XXC地塊A05號(hào)住宅樓位于XX市XX區(qū)XX鄉(xiāng)，南臨XX南路、東為草房西路、北側(cè)為XX北路，該住宅樓基坑平面圖如圖1所示。常營(yíng)地塊05號(hào)住宅樓草房西路北 路朝 陽(yáng) 圖1 XXC地塊A05號(hào)住宅樓基坑平面圖4根據(jù)XX市住宅建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司提供的資料，有關(guān)A05號(hào)樓具體指標(biāo)如表1所示。項(xiàng)目名稱地上層數(shù)地下層數(shù)正負(fù)零標(biāo)高（m）墊層底標(biāo)高（m）要求復(fù)合地基承載力特征值（kPa）A0512/14/16228.9020.50180表1 A05號(hào)樓具體指標(biāo)根據(jù)XX工業(yè)XX勘察

3、設(shè)計(jì)研究院提供的巖土工程勘察報(bào)告的結(jié)果及XX市住宅建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司施工圖設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)圖的要求，擬建物天然地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，需對(duì)地基進(jìn)行處理。5與地基處理有關(guān)的地層（-8.0m以下）自上而下為：粉質(zhì)粘土3-1層：黃色，含云母、氧化鐵、姜石?？伤?，搞壓縮性。平均厚度1.3m。砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土3-2層：黃色，含云母、氧化鐵。可塑，飽和，夾粘質(zhì)粉土薄層，中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細(xì)砂4-1層：平均厚度3.3m。粉質(zhì)粘土4-2層：灰色黃色，含云母，有機(jī)質(zhì)。飽和，可塑，中高壓縮性。平均厚度3.7m。6砂質(zhì)粘土4-3層：黃色，含云母、氧化鐵?？伤埽懈邏嚎s性。平均厚度4.1m。各土層的

4、物理力學(xué)參數(shù)詳見表2。表2 各土層的物理力學(xué)參數(shù) 7第1層水為潛水層，水位埋深絕對(duì)標(biāo)高為22.55m25.53m（埋深1.30m4.72m）；第2層水為微承壓水，含水層為細(xì)砂3層，水位埋深絕對(duì)標(biāo)高為15.23m20.19m（埋深7.0m11.80m）；第3層水為微承壓水，含水層為細(xì)砂4層，水位埋深絕對(duì)標(biāo)高為9.24m14.57m（埋深12.57m17.90m）；第4層水為微承壓水，含水層為細(xì)砂5層，水位埋深絕對(duì)標(biāo)高為1.33m7.46m（埋深19.85m25.80m）；8與地基處理有關(guān)的地層（-8.0m以下）自上而下為：粉質(zhì)粘土3-1層：黃色，含云母、氧化鐵、姜石。可塑，搞壓縮性。平均厚度1.

5、3m。砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土3-2層：黃色，含云母、氧化鐵?？伤埽柡?，夾粘質(zhì)粉土薄層，中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細(xì)砂4-1層：平均厚度3.3m。粉質(zhì)粘土4-2層：灰色黃色，含云母，有機(jī)質(zhì)。飽和，可塑，中高壓縮性。平均厚度3.7m。9與地基處理有關(guān)的地層（-8.0m以下）自上而下為：粉質(zhì)粘土3-1層：黃色，含云母、氧化鐵、姜石?？伤?，搞壓縮性。平均厚度1.3m。砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土3-2層：黃色，含云母、氧化鐵?？伤?，飽和，夾粘質(zhì)粉土薄層，中高中壓縮性。平均厚度4.7m。細(xì)砂4-1層：平均厚度3.3m。粉質(zhì)粘土4-2層：灰色黃色，含云母，有機(jī)質(zhì)。飽和，可塑，中高壓縮性。平均厚度3.7m。10水

6、泥粉煤灰碎石樁的施工，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地基地層土的性質(zhì)、地下水埋深、場(chǎng)地周邊是否有居民區(qū)、有無對(duì)振動(dòng)反應(yīng)敏感的設(shè)備等多種因素選擇施工工藝。水泥粉煤灰碎石樁的施工，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用下列施工工藝：（1） 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實(shí)的砂土；（2） 長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土，以及對(duì)噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地；11（3） 振動(dòng)沉管灌注成樁，適用于粉土、粘性土及素填土地基。若地基土是松散的飽和粉細(xì)砂、粉土，以消除液化和提高地基承載力為目的，此時(shí)應(yīng)選擇振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工；振動(dòng)沉管灌注成樁屬擠土成樁工藝，對(duì)樁間土具有擠（振

7、）密效應(yīng)。但振動(dòng)沉管灌注成樁工藝難以穿透厚的硬土層、砂層和卵石層等。在飽和粘性土中成樁，會(huì)造成地表隆起，擠斷已成樁，且振動(dòng)和噪聲污染嚴(yán)重，在城市居民區(qū)施工受到限制。在夾有硬的粘性土?xí)r，可采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔，再用振動(dòng)沉管打樁機(jī)制樁。125.1 CFG樁復(fù)合地基構(gòu)造要求（1）樁徑：宜取350600mm，樁徑過小，施工質(zhì)量不易控制，樁徑過大，需加大褥墊層厚度才能保證樁土共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。（2）樁距s： 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力、建筑物控制沉降量、土性、施工工藝等確定，宜取35倍樁徑。設(shè)計(jì)的樁距首先要滿足承載力和變形的要求。從施工角度考慮，盡量選用較大的樁距，以防止新打樁對(duì)已打樁的不良

8、影響。（3）樁長(zhǎng)： :樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)施工成孔機(jī)械的鉆入能力和可作樁端持力層的上層理深及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)需要的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值和由下臥層驗(yàn)算得出的最小處理厚度來確定。13（4）褥墊層厚度： 一般取100300mm, 當(dāng)樁距較大時(shí)，褥墊層厚度可適當(dāng)加厚。（5）褥墊層材料：選用級(jí)配良好的砂石，其中卵石或碎石含量占全重的30%50%，若使用粉細(xì)砂時(shí)，應(yīng)摻入25%30%的卵石或碎石。（6）樁的平面布置：一般只在基礎(chǔ)底板平面范圍內(nèi)布樁，沿軸線對(duì)稱布置。獨(dú)立基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)邊緣到樁的中心距一般為一個(gè)樁徑，或基礎(chǔ)邊緣到樁的邊緣最小距離不宜小于150mm，對(duì)條形基礎(chǔ)不宜小于75mm。145.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)

9、場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，擬建工程采用基礎(chǔ)下滿堂紅正方形布樁。持力層的選取及樁長(zhǎng)、樁徑見表3.持力層的選取有效樁長(zhǎng)（m）樁徑（mm）樁頂標(biāo)高（m）細(xì)砂4層8.041520.50樁體材料：C15，坍落度180200mm。褥墊層：200mm厚碎石。復(fù)合地基承載力特征值：180kPa。表3 持力層及樁徑、樁長(zhǎng)156.1 設(shè)計(jì)依據(jù)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是項(xiàng)目場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及工程特點(diǎn)，擬建工程結(jié)合XX工業(yè)XX勘察設(shè)計(jì)研究院提供的巖土工程勘察報(bào)告的結(jié)果及XX市住宅建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司施工圖設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)圖的要求，依據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2012）、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

10、規(guī)范（GB50007-2011）、建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）等相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。6.2 設(shè)計(jì)要求地基處理的目的就是改善原有地基的承載條件，限制地基沉降，使其滿足工程要求。16根據(jù)工程場(chǎng)地條件和荷載條件，本工程要滿足以下兩個(gè)設(shè)計(jì)要求：（1）地基處理后，復(fù)合地基承載力特征值180kPa；（2）復(fù)合地基長(zhǎng)期最大沉降量小于50mm，傾斜變形小于0.002。6.3 樁端持力層的選擇根據(jù)擬建場(chǎng)地的地質(zhì)資料分析結(jié)果，工程基底下有較厚的砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土，這些土層將是地基沉降的主要來源。粘質(zhì)粉土下的細(xì)砂4層是較好的樁端持力層，選細(xì)砂4層為本次設(shè)計(jì)的樁端持力層。17根據(jù)工程場(chǎng)地條件和荷載條件，本工

11、程要滿足以下兩個(gè)設(shè)計(jì)要求：（1）地基處理后，復(fù)合地基承載力特征值180kPa；（2）復(fù)合地基長(zhǎng)期最大沉降量小于50mm，傾斜變形小于0.002。6.3 樁端持力層的選擇根據(jù)擬建場(chǎng)地的地質(zhì)資料分析結(jié)果，工程基底下有較厚的砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土，這些土層將是地基沉降的主要來源。粘質(zhì)粉土下的細(xì)砂4層是較好的樁端持力層，選細(xì)砂4層為本次設(shè)計(jì)的樁端持力層。6.4 樁長(zhǎng)樁徑的選擇18樁長(zhǎng)、樁徑的選擇屬于樁型選擇的范疇，選擇時(shí)應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)的要求、地質(zhì)條件、環(huán)境要求、施工條件及質(zhì)量控制，以及工程造價(jià)等因素。選擇的主要依據(jù)是上部結(jié)構(gòu)的形式、荷載、地質(zhì)條件和環(huán)境條件以及當(dāng)?shù)氐臉痘┕ぜ夹g(shù)能力與經(jīng)驗(yàn)等。根據(jù)工程勘察報(bào)

12、告所述的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，考慮到擬建物施工的具體條件，對(duì)照所選的樁端持力層，選用有效樁長(zhǎng)800，保護(hù)樁長(zhǎng)50cm，樁徑415mm，褥墊層鋪設(shè)200mm，采用基礎(chǔ)下滿堂紅正方形布樁。196.5 計(jì)算單樁承載力單樁豎向承載力Ra宜由軟土地區(qū)樁的靜荷載試驗(yàn)確定。當(dāng)采用單樁靜荷載試驗(yàn)求得單樁極限力后，也可以按下式計(jì)算 式中： 單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)； k 調(diào)整系數(shù)，宜取1.51.75，取2.0； 也可以由以下兩式計(jì)算，取其最小值： kQRuka/ukQaR20 21 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果并結(jié)合附近的試樁結(jié)果，綜合選取單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250.0kN。22 6.6 根據(jù)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)

13、算置換率（m） 在已知單樁承載力的條件下，可通過復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式求置換率： 23 6.7 計(jì)算樁間距（s）正方形布置樁時(shí)，24 6.8 復(fù)合地基承載力特征值的驗(yàn)算復(fù)合地基承載力不是由天然地基承載力和單樁承載力的簡(jiǎn)單疊加，需要對(duì)如下的一些因素給予考慮：(1)施工時(shí)對(duì)樁間土是否產(chǎn)生擾動(dòng)和擠密，樁間土承載力有無降低或提高；(2)樁對(duì)樁間土有約束作用，使土的變形減少；(3)復(fù)合地基中樁的Q-S曲線呈加工硬化型，比自由單樁的承載力要高；(4)樁和樁間土承載力的發(fā)揮都與變形有關(guān)，變形小時(shí)樁和樁間土的承載力的發(fā)揮都不充分；(5)復(fù)合地基樁間土的發(fā)揮與褥墊層的厚度有關(guān)25266.9 復(fù)合地基沉降驗(yàn)

14、算CFG樁復(fù)合地基的沉降S可以認(rèn)為由下面三部分組成27 CFG樁復(fù)合地基的沉降變形如圖2所示。 圖2 CFG樁復(fù)合地基的沉降變形28各土層復(fù)合模量示意圖如圖3。所示 圖3 各土層復(fù)合模量示意圖29303132333435已確定的沉降計(jì)算深度下如有較軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量滿足式4-10為止。在沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算深度可取至基巖表面為止。當(dāng)無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在130m范圍內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度，也可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：3637CFG 樁復(fù)合地基隨著工程實(shí)踐，其理論得到不斷的完善，但在實(shí)際工程仍需根據(jù)建筑物特點(diǎn)及地層情況酌情處理。通過對(duì)CFG 樁復(fù)合地基機(jī)理的分析及XXC地塊A05號(hào)樓CFG樁地基處理工程實(shí)踐，得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：(1) 在設(shè)計(jì)過程中查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)，仔細(xì)回顧了CFG 樁復(fù)合地基的一些發(fā)展歷史和研究成果。CFG樁復(fù)合地基的理論體系尚不夠成熟，但以其用材經(jīng)濟(jì)、施工快捷、加固效果良好等優(yōu)點(diǎn)在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。(2) 認(rèn)真分析了CFG樁復(fù)合地基的承載特性和作用機(jī)理，得出褥墊層的存在是CFG樁復(fù)合地基區(qū)別于其他普通樁基的關(guān)鍵因數(shù)，在CFG樁復(fù)合地基中樁和樁間土的承載能力都發(fā)揮到了極致。(3) 結(jié)合工程實(shí)例，進(jìn)行了CFG樁復(fù)合地基相關(guān)參數(shù)