第5章地基處理(補充)

1、1第第5 5章章 地基處理地基處理CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基夯實水泥土樁復(fù)合地基夯實水泥土樁復(fù)合地基2上一講內(nèi)容回顧上一講內(nèi)容回顧5.5 高壓噴射注漿法高壓噴射注漿法5.6 強夯法強夯法5.7 振沖法振沖法3本講內(nèi)容（補充）本講內(nèi)容（補充）n一、一、CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基n二、夯實水泥土樁復(fù)合地基二、夯實水泥土樁復(fù)合地基4n（一）定義及適用范圍：（一）定義及適用范圍：n水泥(cement)粉煤灰(flyash)碎石(gravel)樁法（簡稱CFG樁）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結(jié)強度樁，并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。 n水泥粉煤灰碎石樁法

2、適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。一、一、CFG樁復(fù)合地基樁復(fù)合地基5（二）（二） 加固機理加固機理1.樁體作用樁體作用無墊層時，無墊層時，CFG樁單樁復(fù)合地基樁單樁復(fù)合地基的樁土應(yīng)力比的樁土應(yīng)力比n=2530，而碎而碎石樁石樁n=2.22.42.擠密作用擠密作用63.褥墊褥墊層作用層作用n（1）保證樁、土共同承擔(dān)荷載n（2）減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中，避免沖切7n樁土應(yīng)力比與 墊層厚度的關(guān)系褥墊層的合理厚度為1530cm8（3）褥墊厚度可以調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比n荷載一定時，褥墊越厚，土承擔(dān)的荷載越多。荷載水平越高，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越大。910（三）CFG樁復(fù)合地基

3、工程特性n1.承載力提高幅度大、可調(diào)性強nCFG樁樁長可以從幾米到20多米，并且可全樁長發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在4075之間變化，使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并具有很大的可調(diào)性。112.適應(yīng)范圍廣n對基礎(chǔ)形式而言，CFG樁既可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。n就土性而言，CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。12n當(dāng)土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值50kPa時，CFG樁的適用性值得研究。當(dāng)土是具有良好擠密效果的砂土、粉土?xí)r，振動可使土擠密，樁間土承載力可有較大幅度的提高，CFG樁是適用的。比如唐山港海員大酒店工程，天然

4、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值50kPa，地表以下8m又有較好的持力層，采用振動沉管機成樁，僅振動擠密分量就有7080kPa，即加固后樁間土承載力可達(dá)120130kPa。而塑性指數(shù)高的飽和軟粘土，成樁時土的擠密分量為零，不宜做復(fù)合地基。133.樁體的排水作用nCFG樁在飽和粉土和砂土中施工時，由于沉管和拔管的振動，會使土體產(chǎn)生超孔隙水壓力。剛剛施工完的CFG樁將是一個良好的排水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，直到CFG樁體結(jié)硬為止。這樣的排水過程可延續(xù)幾個小時。（不會影響樁體的強度）144.樁體強度和承載力的關(guān)系n當(dāng)樁體強度大于某一數(shù)值時，提高樁體標(biāo)號對復(fù)合地基承載力沒有影響。因此復(fù)合地基設(shè)計時，不必把樁體

5、標(biāo)號取得很高。一般取C10C20即可。15n復(fù)合地基模量大、建筑物沉降量小是CFG樁復(fù)合地基重要特點之一。大量工程實踐表明，建筑物沉降量一般可控制在2 - 4cm 。5.復(fù)合地基變形小166. 與混凝土樁基礎(chǔ)比，可大大降低造價n德州市醫(yī)藥管理局綜合住宅樓n17層，天然地基承載力110KPa，設(shè)計要求達(dá)到300KPa，采用CFG樁處理，樁徑360mm，樁長12m，樁距1.4m，樁數(shù)440根，樁體標(biāo)號C10，振動沉管法施工。n造價：CFG樁30萬，如采用灌注樁70萬，采用預(yù)制樁90萬。17（四）設(shè)計n1. CFG樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置，樁徑宜取350600mm。n2. 樁距應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的復(fù)合地基

6、承載力、土性、施工工藝等確定，宜取35倍樁徑。CFG樁應(yīng)選擇承載力相對較高的土層作為樁端持力層。 18n3. 樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度宜取150300mm，當(dāng)樁徑大或樁距大時褥墊層厚度宜取高值。n4. 褥墊層材料宜用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等，最大粒徑不宜大于30mm。 19n5. CFG樁復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定，初步設(shè)計時也可按下式估算： aspkskp1Rfmm fA樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可取0.750.95 206. 單樁豎向承載力特征值的取值，應(yīng)符合下列規(guī)定：n 當(dāng)采用單樁載荷試驗時，應(yīng)將單樁豎向極限承載力除以安

7、全系數(shù)2；n 當(dāng)無單樁載荷試驗資料時，可按下式估算： apspp1ni iiRuq lq Aqsi,qp樁周土的側(cè)阻力、樁端端阻力特征值（KPa） 21n7. 樁體試塊抗壓強度平均值應(yīng)滿足下式要求： acup3RfA22n8. CFG樁復(fù)合地基設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行地基變形驗算。地基處理后的變形應(yīng)按分層總和法計算。復(fù)合土層的分層與天然地基相同，各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的倍，值可按下式確定： spkakff23（五）施工n1 長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土； n2 長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或

8、泥漿污染要求嚴(yán)格的場地； n3 振動沉管灌注成樁，適用于粉土、粘性土及素填土地基。n4 施工樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5m。242526樁頭清理27課堂練習(xí)題n基礎(chǔ)埋深5m，基礎(chǔ)底面積30m35m，F(xiàn)k=280000kN，Mk20000kNm，采用CFG樁復(fù)合地基，樁徑0.4m，樁長21m，樁間距s1.8m，正方形布樁，粉質(zhì)粘土樁側(cè)摩阻力特征值qsik24kPa；粉土qsik25kPa，粉砂qsik30kPa，qpk500kPa，樁間土承載力折減系數(shù)0.8，其他參數(shù)在圖中均已標(biāo)出。試估算復(fù)合地基承載力。 5m 8m 13m 2m 黏土 =19kN/m3 粉質(zhì)黏土 =20kN/m3 粉

9、土 =20kN/m3 粉砂 圓礫 =18kN/m3 fak=190kPa Es=13MPa Fk Mk Es=12MPa fak=180kPa Es=60MPa Es=6.4MPa fak=160kPa 29計算步驟： 計算單樁承載力特征值 估算復(fù)合地基承載力特征值30解：n 計算單樁承載力特征值 apsipp11.256 (24 825 13)500 0.1256712kNniiuq lq A R 估算復(fù)合地基承載力特征值 計算置換率 正方形布樁 22220.40.03871.13 1.8edmd31n復(fù)合地基承載力特征值 aspkskp1Rfmm fA7120.03870.8 1 0.03

10、871600.1256342kPa32二、夯實水泥土樁復(fù)合地基n1.定義n夯實水泥土樁是利用土和水泥拌和形成混合料，通過各種機械成孔方法在土中成孔并填入混合料夯實，形成樁體，從而形成復(fù)合地基的地基處理方法。 33n夯實水泥土樁的強度等級在C1C5之間，其變形模量遠(yuǎn)大于土的變形模量，因此也類似CFG樁復(fù)合地基一樣設(shè)置褥墊層，以調(diào)整基底壓力分布，使荷載通過墊層傳到樁和樁間土上，保證樁間土承載力的發(fā)揮，形成復(fù)合地基。 342.夯實水泥土樁與水泥土攪拌樁的區(qū)別n（1）夯實水泥土樁是將水泥和土料在孔外充分拌合，拌合的均勻程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場攪拌的水泥土。 n（2）由于成樁是強力夯實，樁體密實度和強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于

11、現(xiàn)場攪拌的水泥土。n基于以上的主要差異，相同水泥摻量下，夯實水泥土樁的樁體強度為攪拌水泥土樁的210倍。353.適用范圍及特點n夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。處理深度不宜超過10m。n特點：質(zhì)量可靠，造價低，工期短 364.設(shè)計n（1）夯實水泥土樁可只在基礎(chǔ)范圍內(nèi)布置。樁孔直徑宜為300600mm（常用350mm）。樁距宜為24倍樁徑。n（2）水泥采用32.5普通硅酸鹽水泥。n（3）水泥土比例一般為1：51：8，常用1：7（重量比）。350mm樁，每米約20kg。n（4）樁長以進(jìn)入好土層不小于500mm為宜。n（5）在樁頂面應(yīng)鋪設(shè)100300mm厚的褥墊層 n（6）設(shè)計計算公式同CFG樁，其中取0.91.0 37某住宅樓夯實水泥土樁實例385.施工n螺旋鉆或洛陽鏟成孔39n夾板錘式夯實機 連續(xù)夯實夯填速度為1錘1锨40施工過程41n拌料采用人工或混凝土攪拌機n土料有機質(zhì)含量不超過5，需過篩，篩孔直徑20