1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上擬建蔣辛屯住宅C區(qū)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)摘要 ： 本文開始介紹了地基處理的發(fā)展歷史及地基處理的六種主要方法，后面對(duì)CFG樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算做了詳細(xì)的說明，最后通過實(shí)例介紹了CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)與計(jì)算。具體通過蔣辛屯C區(qū)住宅樓建筑場(chǎng)地所處的環(huán)境、工程概況、工程地質(zhì)條件，結(jié)合所收集此地已有建筑資料和工程經(jīng)驗(yàn)，提出CFG樁復(fù)合地基處理場(chǎng)地地基的方案。CFG樁的設(shè)計(jì)主要從樁長(zhǎng)、樁間距、承載力、沉降量和褥墊層這幾個(gè)方面設(shè)計(jì)， 最后對(duì)設(shè)計(jì)做出總結(jié)提出自己設(shè)計(jì)的見解和要求。關(guān)鍵詞 CFG樁復(fù)合地基；承載力；沉降量；褥墊層The proposed foundation Jiang Xin

2、 residentialcareaCFGpile composite FoundationAuthor: Dang leiInstructor: Yao Jian xinAbstract beginning of this article describes the history of the Foundation and Foundation treatment of the six main ways, back onCFGpile design and calculation of a detailed description, finally adopted an exampleCF

3、Gpile composite Foundation design and calculation. Specific by Jiangxintun cresidential building build site survey of the environmental, engineering, engineering-geological conditions, combined with building materials and engineering experience gathered here proposedCFGpile composite Foundation trea

4、tment programme of the Foundation. CFGpile designed from bearing capacity of pile and the pile spacing, and the settlement and the design of cushion, final summary of the design was its own design ideas and requirements. Keyword CFGpile; capacity; settlement; cushion目錄第1章 緒論1.1 地基處理的歷史情況地基處理是古老而又年輕的

5、領(lǐng)域。木樁處理在我國應(yīng)用歷史悠久，浙江省余姚市河姆渡出土的文物表明，我們的祖先在7000多年前已經(jīng)能采用各種木樁用以加固沼澤地基建造建筑。2000多年前，石灰作為建筑物基礎(chǔ)墊層材料以及石灰穩(wěn)定土的技術(shù)己在我國應(yīng)用。而現(xiàn)代的復(fù)合地基技術(shù)是工程技術(shù)人員在工程實(shí)踐中總結(jié)和發(fā)展起來的。它從兩條思路發(fā)展而來，一是當(dāng)在軟弱地基上建造結(jié)構(gòu)物時(shí)，工程技術(shù)人員很自然想到在土體中設(shè)置比土體強(qiáng)度高的增強(qiáng)體：另一種是當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，工程技術(shù)人員在實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物底板下的土也表現(xiàn)出一定的應(yīng)力水平而承擔(dān)著荷載，因此也很自然地將面積較大、承載能力較低的土體納入承載要素范圍共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載，因此，如何同時(shí)充分發(fā)揮豎向

6、增強(qiáng)體和土體的承載力，是發(fā)展復(fù)合地基技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的發(fā)展，城市中高層建筑越來越多，基礎(chǔ)的埋深也越來越大，而場(chǎng)地地質(zhì)條件千差萬別，為保證地基土的承載、變形要求，須采用樁基礎(chǔ)或采取地基處理措施。傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)形式有預(yù)制樁、灌注樁等形式，它們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。如：預(yù)制樁的樁長(zhǎng)難以控制，受地層與施工機(jī)械設(shè)備的限制、在砂土層或粉土層中出現(xiàn)沉樁困難的情況。更重要的是，預(yù)制樁在打入時(shí)噪聲、震動(dòng)危害大，且打入時(shí)引起土體擠壓，使孔隙水壓力大，來不及消散，使土體隆起，降低土體強(qiáng)度和承載力；灌注樁雖然樁長(zhǎng)可自由控制、施工時(shí)噪聲低、震動(dòng)小、可就地灌注等優(yōu)點(diǎn)，但存在造價(jià)高、施工工期長(zhǎng)的問題。尤其在地下水位較

7、高時(shí)，灌注樁多采用泥漿護(hù)壁式，存在泥漿污染的問題。在這些情況下，復(fù)合地基的優(yōu)點(diǎn)就很明顯了。復(fù)合地基的本質(zhì)是考慮樁土共同作用，這無疑較之僅僅認(rèn)為荷載由樁體來承擔(dān)的樁基更為經(jīng)濟(jì)與合理。目前復(fù)合地基技術(shù)在房屋建筑、公路、鐵路、堆場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、堤壩等土木工程建設(shè)中得到廣泛運(yùn)用。1.2 地基處理方法及應(yīng)用范圍地基處理方法的分類可有多種多樣。如按時(shí)間可分臨時(shí)處理和永久處理；按處理深度可分為淺層處理和深層處理；按土對(duì)象可分為砂性處理和粘性處理，飽和土處理和非飽和土處理；也可按照地基處理的機(jī)理進(jìn)行分類?，F(xiàn)在認(rèn)為按地基處理的作用機(jī)理進(jìn)行分類比較妥當(dāng)，它體現(xiàn)了各種處理方法的主要特點(diǎn)。地基處理的基本方法，無非是置換、夯

8、實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等方法。下面，對(duì)各種方法和應(yīng)用范圍做簡(jiǎn)單的闡述：1.換土墊層法（1）墊層法 其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土，按回填的材料可分為砂（或砂石）墊層、碎石墊層.粉煤灰墊層、干渣墊層等。換土墊層法可提高持力層的承載力；減少沉降量；消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性；防止土的凍脹作用及改善土的抗液化性。常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。該方法常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為23m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、素填土和雜填土。（2）強(qiáng)夯擠淤法

9、采用邊強(qiáng)夯、邊填碎石、邊擠淤的方法，在地基中形成碎石墩體，可提高地基承載力和減小變形。適用于高飽和度粉土與軟塑至流塑的粘性土。2振密擠密法 振密、擠密法的原理是采用一定的手?jǐn)?，通過振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，達(dá)到地基處理的目的。（1）表層壓實(shí)法 采用人工或機(jī)械夯實(shí)、機(jī)械碾壓或振動(dòng)對(duì)填土、濕陷性黃土、松散無粘土等軟弱或原來比較疏松表層土進(jìn)行壓實(shí)，也可采用分層回填壓實(shí)加固。適用于淺層軟弱及不均勻地基。（2）砂樁 在松散砂土或人工填土中設(shè)置砂樁，能對(duì)周圍土體或產(chǎn)生擠密作用，或同時(shí)產(chǎn)生振密作用?？梢燥@著提高地基強(qiáng)度，改善地基的整體穩(wěn)定性，并減小地基沉降量。適用于松散砂土、粉土、粘性土、素

10、填土、雜填土等。（3）重錘夯實(shí)法 利用重錘自由落下時(shí)的沖擊能來夯擊淺層土，使其表面形成一層較為均勻的硬殼層。適用于淺層土、疏松無粘性土、非飽和粘性土和濕陷性黃土等。（4）強(qiáng)夯法 利用強(qiáng)大的夯擊能，迫使深層土液化和動(dòng)力固結(jié)，使土體密實(shí)，用以提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性，消除土的實(shí)現(xiàn)性、脹縮性和液化性。適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等。3排水固結(jié)法 其基本原理是軟土地基在附加荷載的作用下，逐漸排出孔隙水，使孔隙比減小，產(chǎn)生固結(jié)變形。在這個(gè)工程中，隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸消散，土的有效應(yīng)力增加，地基抗剪強(qiáng)度相應(yīng)增加，并使沉降提前完成或高沉降速率。排水固

11、結(jié)法主要由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成。（1）堆載預(yù)壓法 在造建筑物以前，通過臨時(shí)堆填土石等方法對(duì)地基加載預(yù)壓，達(dá)到先完成部分或大部分地基沉降，并通過地基土固結(jié)提高地基承載力，然后撤出荷載，再建造建筑物。臨時(shí)的預(yù)壓堆載一般等于建筑物的荷載，但為了減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降，預(yù)壓荷載也可大于建筑物荷載，稱為超載預(yù)壓。為了加速堆載預(yù)壓地基固結(jié)速度，?？膳c砂井法或塑料排水帶法等同時(shí)應(yīng)用。如粘土層較薄，透水性較好，也可以單獨(dú)采用堆載預(yù)壓法。適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基。（2）砂井法 在軟粘性土地基中，設(shè)置一系列砂井，在砂井之上鋪設(shè)砂墊層或砂溝，人為的增加土層固結(jié)排水通道，縮短排水距離，從

12、而加速固結(jié)，并加速強(qiáng)度增長(zhǎng)。其常輔以堆載預(yù)壓法，稱為砂井堆載預(yù)壓法。適用于深厚軟粘土地基設(shè)塑料排水帶或砂井等排水豎井。（3）降低地下水位法 通過降低地下水位使土體中的孔隙水壓力減小，從而增大有效應(yīng)力，促進(jìn)地基固結(jié)。適用于地下水位接近地面而開挖深度不大，特別適合于飽和粉、細(xì)砂地基。（4）電滲排水法 在土中插入金屬電極并通以直流電。由于電流電場(chǎng)作用，土中的水從陽極流向陰極，然后從陰極排除，且不讓水在陽極附近補(bǔ)充，借助電滲作用可逐漸排除土中水。在工程上常利用它來降低粘性土中的含水量或降低地下水位來提高地基承載力或邊坡的穩(wěn)定性。適用于飽和軟粘土地基。4置換法 其原理是以砂、碎石樁等材料置換軟土，與未加

13、固部分形成復(fù)合地基，形成一個(gè)好的持力層來達(dá)到提高地基強(qiáng)度的目的。（1）水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁） 是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其它成樁機(jī)具制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁和樁間土通過褥墊層形成復(fù)合地基。當(dāng)無粉煤灰時(shí)可用低標(biāo)號(hào)水泥代替。適用于填土、飽和及非飽和粘性土、砂土、粉土等地基。（2）石灰樁法 在軟弱地基中用機(jī)械成孔，填入作為固化劑的生石灰并壓實(shí)形成樁體，利用生石灰的吸水、膨脹、放熱作用以及土與石灰的物理化學(xué)作用，改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)樁與形成復(fù)合地基，達(dá)到地基加固的目的。適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土和雜填土

14、等地基。（3）振沖置換法 碎石樁法是利用一種單向或雙向振動(dòng)的沖頭，一邊噴高壓水流一邊下沉成孔，然后邊填入碎石邊振實(shí)，形成碎石樁。樁體和原來的粘性土構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減小沉降。適用于地基土的不排水抗剪強(qiáng)度大于20kPa的淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。對(duì)不排水抗剪強(qiáng)度小于20kPa，采用碎石樁時(shí)須慎重。5加筋法 通過在土層中埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等提高地基承載力、減少沉降或維持建筑物穩(wěn)定。（1）加筋土 把抗拉能力很高的拉筋埋置在土層中，通過土顆粒和拉筋之間摩擦力形成一個(gè)整體，用于提高土體的穩(wěn)定性。適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)。（2）土層錨桿

15、土層錨桿是依賴于土層與錨固體之間的粘結(jié)強(qiáng)度來提供承載力的，它使用在一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定土體中去的工程結(jié)構(gòu)，如邊坡穩(wěn)定、基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)、地下結(jié)構(gòu)抗浮、高聳結(jié)構(gòu)抗傾覆等。（3）土釘 土釘技術(shù)是在土體內(nèi)放置一定長(zhǎng)度和分布密度的土釘體，與土共同作用。用以彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足。不僅提高了土體整體剛度，又彌補(bǔ)了土體的抗拉和抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，顯著提高了整體穩(wěn)定性。適用于開挖支護(hù)和天然邊坡的加固。（4）樹根樁法 在地基中沿不同方向，設(shè)置直徑位75250mm的細(xì)樁，可以是豎直樁，也可以是斜樁，形成如樹根狀的群樁，以支撐結(jié)構(gòu)物，可用以擋土，穩(wěn)定邊坡。使用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、黃

16、土和人工填土等地基。6膠結(jié)法 在軟弱地基中部分土體內(nèi)摻入水泥、水泥砂漿以及石灰等物，形成加固體，與未加固部分形成復(fù)合地基，以提高地基承載力和減小沉降。（1）注漿法 其原理是用壓力泵把水泥或其它化學(xué)漿液注入土體，以達(dá)到提高地基承載力、減小沉降、防滲、堵漏等目的。適用于處理基巖、砂土、粉土、淤泥置粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可使用在托換工程中。（2）高壓噴射注漿法 將帶有特殊噴嘴的注漿管，通過鉆孔置入要處理土層的預(yù)定深度，然后將水泥漿液以高壓沖切土體，在噴射漿液的同時(shí)，以一定速度旋轉(zhuǎn)、提升，形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固結(jié)體。可以提高地基承載力、減少沉降、防止砂土液化

17、、管涌和基坑隆起。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。對(duì)既有建筑物可進(jìn)行托換加固。（3）水泥土攪拌法 利用水泥、石灰或其它材料作為固化劑的主劑，通過特別的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑（水泥或石灰的漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，形成堅(jiān)硬的拌和柱體，與原地層共同形成復(fù)合地基。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土地基。綜上所述，地基加固方法種類繁多，而且還在不斷發(fā)展。許多新的地基處理技術(shù)的發(fā)展得到開發(fā)和應(yīng)用，所以必須要合理地應(yīng)用最適合的加固地基的方法，對(duì)節(jié)約基本建設(shè)的投資具有重大意義。第2章 CFG樁復(fù)合地基2.1 CF

18、G樁概述CFG樁（Cement Fly-ash Gravel Pile）是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱。是由水泥、粉煤灰、碎石樁、石屑或是砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在C15C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。碎石樁系散體材料，本身沒有粘結(jié)強(qiáng)度，主要靠周圍土的約束傳遞基礎(chǔ)傳來的垂直荷載。土越軟，對(duì)樁的約束作用越差，樁傳遞垂直荷載的能力越弱。CFG樁針對(duì)碎石樁承載特性的一些不足，加以改進(jìn)而發(fā)展起來的。CFG樁采用螺旋鉆機(jī)或振動(dòng)沉管樁機(jī)等設(shè)備進(jìn)行成孔，是一種具有較高粘結(jié)強(qiáng)度的剛性樁。與一般的柔性樁復(fù)合地基相比，用CFG

19、樁處理地基時(shí)，可大幅度提高地基承載力，并可通過調(diào)節(jié)復(fù)合地基樁長(zhǎng)、樁距及樁體材料配比等指針較大幅度調(diào)節(jié)復(fù)合地基承載力的變化區(qū)間，特別是天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求的承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基難以滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，CFG樁復(fù)合地基則有明顯的優(yōu)勢(shì)。CFG樁復(fù)合地基可用于填土、飽和及非飽和粘性土、松散砂土等。它是一種低強(qiáng)度砼樁，可以充分利用樁間土的承載力，共同作用并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較高的承載力，承載力提高幅度在253倍，由于通過CFG樁處理過的復(fù)合地基具有承載力高、沉降變形小、變形穩(wěn)定快、工藝性好、灌注方便、易于控制施工質(zhì)量和工程造價(jià)較低等特點(diǎn)，因此具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。由于CF

20、G樁復(fù)合地基技術(shù)具有以上施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為北京及周邊地區(qū)應(yīng)用最普通的地基處理技術(shù)之一。 2.2 CFG樁復(fù)合地基加固機(jī)理 CFG樁復(fù)合地基由樁、樁間土及褥墊層3部分構(gòu)成。其加固機(jī)理：當(dāng)基礎(chǔ)承受垂直荷載時(shí)，樁和樁間土都要發(fā)生沉降變形。樁的變形模量遠(yuǎn)比土的變形模量大，所以樁比土的變形小，由于基礎(chǔ)下面設(shè)置了一定厚度的褥墊層，樁可以向上刺入，伴隨這一變化過程，褥墊層將上部基礎(chǔ)傳來的基底壓力通過適當(dāng)?shù)淖冃我欢ǖ谋壤峙浣o樁及樁間土，使二者共同承受荷載。2.2.1CFG樁各部分的作用 CFG樁復(fù)合地基由樁、樁間土及褥墊層3部分構(gòu)成。1.CFG樁體作用承擔(dān)基礎(chǔ)

21、傳遞的豎向荷載及一定的水平荷載；2.樁間土的作用 （1）承擔(dān)一定的豎向及水平荷載 （2）固定樁體，保證樁體正常承擔(dān)荷載；3.褥墊層作用（1）保證樁、土共同承擔(dān)荷載；（2）減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中；（3）褥墊層厚度可以調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比。在荷載一定時(shí)，墊層越厚，土承擔(dān)的荷載越多。荷載水平越高樁體承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越大。當(dāng)墊層厚度達(dá)到一定數(shù)值后，繼續(xù)增加墊層厚度，樁土荷載分擔(dān)比并不會(huì)繼續(xù)減小。（4）褥墊層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔(dān)比。4.褥墊層由級(jí)配砂石、粗砂、碎石等散體材料組成的褥墊層技術(shù)是CFG樁復(fù)合地基的一個(gè)核心問題，復(fù)合地基的許多特性都與褥墊層有關(guān)。建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ7

22、92002）規(guī)定褥墊層厚度取150300mm，當(dāng)樁徑大、樁距大時(shí)取高值。工程實(shí)踐表明，褥墊層合理厚度為100300mm，考慮施工時(shí)的不均勻性，褥墊層厚度取150300mm，當(dāng)樁徑大、樁距大時(shí)宜取高值。材料中的最大粒徑不大于30mm。由于卵石咬合力差，施工時(shí)擾動(dòng)較大，褥墊層厚度不容易保證均勻。2.3 CFG樁的工程特性CFG樁的地基處理在工程中廣泛被應(yīng)用。其工程特性主要包括以下幾點(diǎn)：1.適用范圍廣就基礎(chǔ)形式而言，CFG樁既適合條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也適合筏形和箱形基礎(chǔ)；就土性而言，CFG樁可用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)的素填土等地基，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。 2.承

23、載力大幅提高、可調(diào)性較強(qiáng) CFG樁長(zhǎng)由幾米到二十多米，并且可全長(zhǎng)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。當(dāng)?shù)鼗休d力較高時(shí)，荷載又不大，可將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，荷載大時(shí)樁長(zhǎng)可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一些。特別時(shí)天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求得承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基一般難以滿足設(shè)計(jì)要求，CFG樁復(fù)合地基則比較容易實(shí)現(xiàn)。3.剛性樁的性狀明顯對(duì)柔性樁，特別時(shí)散體樁，如碎石樁、砂石樁，它們主要是通過有限的樁長(zhǎng)來傳遞垂直荷載。當(dāng)樁長(zhǎng)大于某一個(gè)數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。CFG樁象剛性樁一樣，可全長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻，樁落在好的土層是時(shí)，具有明顯的

24、端承作用。對(duì)于上部軟下部硬的地質(zhì)條件，碎石樁將荷載向深層傳遞非常困難，而CFG樁因?yàn)榫哂袆傂詷兜男誀睿蛏顚油羵鬟f荷載時(shí)其重要的工作特性。4.地基變形小 復(fù)合地基模量大、建筑沉降量小是CFG樁復(fù)合地基重要特點(diǎn)之一. 對(duì)于上部和中間有軟弱土的地基，用CFG樁加固，樁端放在好的土層上，可以獲得模量很高的復(fù)合地基，上部建筑物的沉降不大。第3章 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1樁間距的設(shè)計(jì)計(jì)算CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)參數(shù)共四個(gè)，分別是：樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距、墊層厚度及材料。設(shè)計(jì)流程如下圖：根據(jù)勘察報(bào)告，確定樁間土承載力圖3-1 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)勘察報(bào)告，確定樁端持力土層初步確定樁長(zhǎng)，并計(jì)算單

25、樁承載力根據(jù)施工工藝，確定樁徑計(jì)算不同樁間距時(shí)的復(fù)合地基承載力根據(jù)復(fù)合地基承載力要求確定樁間距樁間距是否合理計(jì)算復(fù)合地基變形設(shè)計(jì)樁身強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)基礎(chǔ)平面圖和上述參數(shù)進(jìn)行布樁變形是否滿足要求調(diào)整樁長(zhǎng)調(diào)整樁間距N調(diào)整樁間距調(diào)整樁長(zhǎng)NYY1.樁徑d根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ792002） CFG樁樁徑宜取350600mm樁徑過小，施工質(zhì)量不容易控制，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。 CFG樁只可布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，對(duì)可液化地基，基礎(chǔ)內(nèi)可采用振動(dòng)沉管水泥粉煤灰碎石樁、振動(dòng)沉管碎石樁間作的加固方案，但對(duì)基礎(chǔ)外一定范圍內(nèi)需打設(shè)一定數(shù)量的碎石樁。2.樁長(zhǎng)LCFG樁復(fù)合地

26、基要求樁落端落在好的土層上，這是CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則。因此，樁長(zhǎng)是CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定的參數(shù)，它取決于建筑物對(duì)承載力的變形和要求，土質(zhì)條件和設(shè)備能力等因素。樁長(zhǎng)主要取決于樁端持力層的選擇。樁端最好進(jìn)入堅(jiān)硬土層或巖層，采用嵌巖樁或端承樁；當(dāng)堅(jiān)硬土層埋藏很深時(shí)，則宜采用摩擦樁，樁端應(yīng)盡量到達(dá)低壓縮性、中等強(qiáng)度的土層上。樁端進(jìn)入持力層的深度，對(duì)于粘性土、粉土不宜小于2d，砂類土不小于1.5d，碎石類不宜小于1d。當(dāng)存在軟弱下臥層時(shí)，樁端以下持力層厚度不宜小于4d。在進(jìn)行復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)，天然地基承載力是已知的，設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力也為已知。樁徑和樁間距設(shè)定后，置換率和樁的

27、斷面面積均為已知。樁間土強(qiáng)度提高系數(shù)和樁間土強(qiáng)度發(fā)揮度的取值。再將值代入，由建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ9494）中計(jì)算地基承載力公式就能算出所需的樁長(zhǎng)。3.樁間距s樁距s過大，承載力不能滿足；s過小，樁的承載力不能充分發(fā)揮，且給施工造成困難。試驗(yàn)表明，當(dāng)樁距小于4倍樁徑后，隨著樁距的減小，復(fù)合地基承載力的增長(zhǎng)率明顯下降，從樁、土作用的發(fā)揮考慮，樁距大于4倍樁徑為宜。下表是對(duì)樁距的規(guī)定： CFG樁樁間距選用參考值 表3-2土質(zhì)樁間距布樁形式擠密性好的土，如砂土、粉土、松散填土等 可擠密性土，如粉質(zhì)粘土、非飽和粘土等不可擠密性土，如飽和粘土、淤泥質(zhì)土等單、雙排布樁的條形基礎(chǔ)（35）d（3.55）d（

28、45）d含9根以下的獨(dú)立基礎(chǔ)（36）d（3.56）d（46）d滿堂基礎(chǔ)（46）d（46）d（4.57）d注：d樁徑，以成樁后的實(shí)際樁徑為準(zhǔn)。4.墊層厚度及材料褥墊層的材料多用碎石、級(jí)配砂石（限制最大粒徑一般不超過3cm）、粗砂、中砂等。褥墊層的加固范圍要比基底面積大，其四周寬出基底的部分不宜小于褥墊層的厚度。結(jié)合大量的工程實(shí)踐的總結(jié)，考慮到技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，褥墊層的厚度宜取1030cm。5.樁的排列與置換率對(duì)可液化地基或有必要時(shí)，可在基礎(chǔ)外某一范圍設(shè)置護(hù)樁（可液化地基一般用碎石樁做護(hù)樁），通常情況下，樁都布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)。樁的數(shù)量按下式確定 (3.1.1)式中 面積置換率； 基礎(chǔ)面積（）

29、； 樁斷面面積（）； 面積為時(shí)的理論布樁數(shù)。實(shí)際布樁時(shí)受基礎(chǔ)尺寸大小即形狀等影響，布樁數(shù)會(huì)有一定的增減。3.2 承載力的計(jì)算3.2.1 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基荷載試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)可按下式估算： （3.2.1）式中 復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，（kPa）; m面積置換率；單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，（kN）； 單樁的截面面積，（）；樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，當(dāng)無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.750.95，天然地基承載力高時(shí)取大值；天然地基承載力標(biāo)值，（kPa）；按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值，當(dāng)無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值。3.2.2 單樁豎向承載力特征值Ra的取值，按下列規(guī)定：1.當(dāng)采用

30、單樁荷載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將單樁豎向承載力除以安全系數(shù)2:；2.當(dāng)無單樁載荷試驗(yàn)資料時(shí)，按下式估算： （3.2.2）式中 up樁的周長(zhǎng)（m）； n樁的范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)； qsi、qp樁周第i層土的側(cè)阻力、樁端側(cè)阻力特征值（KPa），可按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007有關(guān)規(guī)定確定；li第i層土的厚度（m）。3.2.3 樁體試塊抗壓強(qiáng)度平均值應(yīng)滿足下式要求： （3.2.3）式中 fcu樁體混合料試塊（邊長(zhǎng)150mm立方體）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d立方體抗壓強(qiáng)度平均值（KPa） 3.3 CFG復(fù)合地基沉降計(jì)算 CFG樁處理后的變形計(jì)算按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。通常

31、情況下CFG樁復(fù)合地基沉降有三部分，一為加固深度范圍內(nèi)土的壓縮變形s1，二為下臥層變形s2，三為褥墊層變形s3。由于褥墊層變形很小可以忽略不計(jì)，因此S = s1 + s2 （3.3.1）然后按分層總和法計(jì)算加固區(qū)和下臥層總的變形量s （3.3.2）式中 總的分層數(shù)；對(duì)應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力，kPa；一荷載P在第i層土產(chǎn)生的平均附加應(yīng)力(kPa)；第i層土壓縮模量(kPa)；基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面的距離，m；、基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)至第i層土、第i-1層土平均附加應(yīng)力系數(shù)；加固區(qū)第i層土壓縮模量放大系數(shù)，由下式確定：沉降計(jì)算修正系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定.

32、表3-5變形計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)/MPa2.54.07.015.020.01.11.00.70.40.2上式的為變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值。按照下式計(jì)算： （3-26）式中 第i層土附加應(yīng)力沿土層厚度積分值；第i層土壓縮模量(kPa)，樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的復(fù)合土層按復(fù)合土層的壓縮模量取值。復(fù)合地基變形計(jì)算深度必須大于復(fù)合地基的厚度，并應(yīng)符合下式要求： (3-27)式中 計(jì)算范圍內(nèi)，第i層土的計(jì)算變形值；在計(jì)算深度向上取厚度為的土層計(jì)算變形值，按下表取值。表3-6值b/m22b44b88/m0.30.60.81.0此種沉降計(jì)算方法采用了簡(jiǎn)單的壓縮模量放大法，但是許多土類的壓縮模量之比并不與承載力標(biāo)準(zhǔn)值之

33、比相對(duì)應(yīng)。盡管計(jì)算式中采用了建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002中的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，但并不能完全反映以上因素。再者采用此種計(jì)算法未考慮樁端土的強(qiáng)度，也未考慮軟土在加固區(qū)的上部或下部所導(dǎo)致的不同結(jié)果。第4章 蔣辛屯住宅C區(qū)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)4.1工程概況擬建蔣辛屯住宅C區(qū)位于廊坊市香河縣蔣辛屯村。1#樓場(chǎng)地為30x10.6m ,基礎(chǔ)類型為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為約3.50m，地上層數(shù)為11層，地下層數(shù)為1層，結(jié)構(gòu)類型為剪力墻。4.2工程地質(zhì)條件1.場(chǎng)地位置、地形地貌場(chǎng)地位于廊坊市香河縣蔣辛屯村。自然地坪絕對(duì)標(biāo)高為28.5030.79m，自然地坪絕對(duì)標(biāo)高平均值為29.75 m，自然地坪地形

34、較為平坦。在地貌上場(chǎng)地屬于河流沖積平原。2.地質(zhì)構(gòu)造根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料，香河縣位于燕山隆起帶與華北平原沉降區(qū)的過渡帶，主要斷裂為東西向、北東向、北西向三組，根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料（鉆井），本區(qū)前第四紀(jì)基巖隱伏斷裂土層覆蓋層厚度350m，又根據(jù)有關(guān)資料，擬建場(chǎng)地范圍內(nèi)無全新世以來活動(dòng)斷裂通過3.地層結(jié)構(gòu)及巖土性質(zhì)本次勘察查明，在鉆探所達(dá)深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地層屬人工堆積層、第四紀(jì)新近堆積一般堆積的沖積土，土層以粘性土、粉土及砂性土為主，其中層耕土為人工堆積層、層粉質(zhì)粘土、-1層粉土、-2層粉土為第四紀(jì)新近沉積層，以下各層為一般第四紀(jì)沉積層，各層土的分布形態(tài)詳見“工程地質(zhì)剖面圖”，按土質(zhì)特征及力學(xué)性狀

35、由上至下共分為8個(gè)地層單元，12個(gè)夾層，地層描述如下表： 表4-1地層編號(hào)地層名稱地層描述1耕土層厚0.401.40m，局部為素填土，黃褐色、稍濕、松散，土質(zhì)不均，含少量植物根系。2粉質(zhì)粘土層厚0.406.30m。黃褐色、硬塑可塑，中高壓縮性土，土質(zhì)不均，夾粉土薄層，含氧化鐵及腐植質(zhì)，無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。2-1粉土層厚0.402.20m，黃褐色、稍濕-濕、密實(shí)。土質(zhì)不均，含氧化鐵及腐植質(zhì)。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。 2-2粉土層厚0.402.60m，黃褐色、稍濕-濕、中密-密實(shí)。土質(zhì)不均，含氧化鐵及腐植質(zhì)。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。3

36、粉質(zhì)粘土層厚0.407.10m。淺灰色、可塑，中高壓縮性土，土質(zhì)不均，夾粉土及細(xì)砂薄層。無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。3-1粉土層厚0.502.90m，淺灰色、稍濕-濕、中密-密實(shí)。土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。3-2細(xì)砂層厚0.403.60m。淺灰色、飽和、中密，土質(zhì)不均。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形。3-3粉土層厚0.602.90m。淺灰色、稍濕-濕、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。4細(xì)砂層厚2.807.30m?；疑?、飽和、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形。局部為粉砂。5粉質(zhì)粘土層厚0.604.40m?；疑?、可塑，中-高壓縮性土

37、，土質(zhì)不均，夾粉土薄層。無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。局部為粉砂及粘土。5-1粉土層厚0.402.00m?；疑⑸詽駶瘛⒚軐?shí)，土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。6細(xì)砂層厚0.307.10m。灰色、飽和、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均，夾粉土薄層。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形，局部為粉砂。6-1粉土層厚0.702.10m。灰色、稍濕-濕、密實(shí)，土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。7粉質(zhì)粘土層厚0.505.60m?；疑?、可塑，中高壓縮性土，土質(zhì)不均，夾粉土及細(xì)砂薄層。無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。7-1粉土層厚0.502.90m?；疑?、稍濕濕、中密-密實(shí)，

38、土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。7-2細(xì)砂層厚0.403.60m?；疑?、飽和、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形。7-3粉土層厚0.703.60m?；疑?、稍濕-濕、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均。搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。8粉質(zhì)粘土層厚0.606.80m。灰色、可塑，中-高壓縮性土，土質(zhì)不均，夾細(xì)砂薄層。無搖振反應(yīng)，稍有光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。局部為粘土。8-1細(xì)砂層厚0.702.90?；疑柡?、中密-密實(shí)，土質(zhì)不均。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形。8-2細(xì)砂層厚2.604.80?；疑柡?、密實(shí)，土質(zhì)不均。長(zhǎng)英質(zhì)、亞圓形。4.地下水情況在本次勘察深度范圍內(nèi)有一層地下水，

39、勘察期間測(cè)得：第一層水初見水位不明顯，ZK69、ZK74ZK79靜止水位埋深為1.802.90m(相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為27.1128.31m)，其余靜止水位埋深為3.006.90m(相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為22.9927.23m)，屬一般第四系松散層孔隙潛水類型，由大氣降水及地下水徑流補(bǔ)給，水位受季節(jié)、降水等因素而有所升降，據(jù)調(diào)查地下水水位年變化幅度一般為12 m，近期內(nèi)年最高水位為1.0m。第二層賦水層為層細(xì)砂、第三層賦水層為層細(xì)砂。根據(jù)本場(chǎng)地所附的地下水質(zhì)、土質(zhì)分析報(bào)告及巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)2009年修訂版：場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性，場(chǎng)地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性；場(chǎng)地地

40、下水在干濕交替的情況下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有弱腐蝕性，場(chǎng)地土對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。 場(chǎng)地地下水抗浮設(shè)防水位為1.00m（相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高為28.75m左右）。5.場(chǎng)地類別與場(chǎng)地類型根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)（2008年版）（附錄A我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組），本場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為一組。根據(jù)本場(chǎng)地所附的鉆孔剪切波速測(cè)試結(jié)果，場(chǎng)地自地面以下20.0m深度范圍內(nèi)土層的等效剪切波速Vse范圍值為191.7199.7m/s，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2

41、001)（2008年版）的第4.1.3條，判定該場(chǎng)地土類型為中軟土，根據(jù)區(qū)域資料可知，該場(chǎng)地覆蓋層厚度dov>50m，結(jié)合建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)（2008年版）第4.1.6條判定，建筑場(chǎng)地類別為類，設(shè)計(jì)特征周期為0.45s。根據(jù)場(chǎng)地土質(zhì)和地下水埋藏條件，按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）（2008年版）第4.3.3條規(guī)定初判，本場(chǎng)地可能存在地震液化作用。經(jīng)判定該場(chǎng)地土類型為中軟土，建筑場(chǎng)地類別為類4.3 CFG樁設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1設(shè)計(jì)要求此工程地基處理設(shè)計(jì)要求為：處理后復(fù)合地基承載力特征值250kpa；地基平均沉降量不大于50mm。4.3.2參數(shù)選取及計(jì)

42、算1.樁徑d樁徑根據(jù)工程地質(zhì)條件和成樁設(shè)備等因素選取，由現(xiàn)有工程地質(zhì)資料、成樁設(shè)備及施工等因素綜合考慮，CFG樁樁徑為400mm。2.樁間距L從樁土作用的發(fā)揮考慮，宜選取35倍樁徑，所以選取樁間距為1.6m3.樁長(zhǎng)樁長(zhǎng)的選取應(yīng)符合符合地基承載力及所在持力層的土質(zhì)較好。由勘察報(bào)告地層情況選擇樁長(zhǎng)為16.5m，樁端進(jìn)入持力層層頂2.0m。樁頂位于2粉質(zhì)粘土，樁端位于6細(xì)砂層。4.褥墊層保證充分發(fā)揮樁間土承載力并減少樁對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的應(yīng)力集中，根據(jù)規(guī)范規(guī)程并結(jié)合大量的工程實(shí)踐的總結(jié)，在基礎(chǔ)板底部鋪設(shè)墊層為200mm，墊層材料選用1020mm碎石，用平板振動(dòng)器振壓不少于4遍。5.樁體材料碎石、石屑、粉煤灰

43、、普通硅酸鹽水泥6.面積置換率m =4.8% （4.3.1）7.樁數(shù)（理論） （4.3.2） 實(shí)際樁數(shù)為 155根4.3.3 承載力計(jì)算1.單樁豎向承載力計(jì)算/K （4.4.1）安全系數(shù)K=2.0Ra=1.265*(2.2+1.8*52+1.8*50+2.4*50+3.5*60+1.8*50+2.0*65)+1200*0.1256/2.0=496.5KN 2.CFG樁復(fù)合地基承載力 取0.8 （4.4.2）=0.048*496.5/0.1256 +0.8*(1-0.048)*110=273.5kpa 250kpa (滿足要求)3.樁體試塊抗壓強(qiáng)度原則上，樁體配比按樁體強(qiáng)度控制，樁體強(qiáng)度滿足下式

44、： （4.4.3） Ra=496.5KN，經(jīng)計(jì)算，=11.9MPa，混凝土強(qiáng)度取C15可滿足設(shè)計(jì)要求。4.4沉降量計(jì)算 CFG樁復(fù)合地基的沉降由三部分組成。其一為加固深度范圍內(nèi)土的壓縮變形S1，其二為下臥層變形S2，其三為墊層變形S3.由于S3數(shù)量很小忽略不計(jì)。初步計(jì)算時(shí)地基變形計(jì)算深度基礎(chǔ)寬度在130m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基變形計(jì)算深度按下列公式計(jì)算： Zn=b（2.5-0.4*ln b） （4.5.1）式中基礎(chǔ)寬度b為10.6m，插入得 Zn=16.4936m，取16.5m。由于此深度不滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范公式（5.3.6）驗(yàn)算后，將此深度修正為19m。 L/b=30/1

45、0.6=2.83地基變形按下式計(jì)算： （4.5.2）式中： 加固區(qū)第i層土壓縮模量放大系數(shù) =250/110=2.273 （4.5.3）壓縮模量當(dāng)量確定：基地附加應(yīng)力 Po= P-rd =250-(1.2*16+2*18+0.3*18)=189.4kpa （4.5.4）=34.121Mpa （4.5.5） 根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002中表5.3.5得出沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 為0.2。 加固區(qū)各層及下臥層壓縮模量 表4-2土層土性天然地基壓縮模量（Mpa）復(fù)合地基壓縮模量（Mpa）2粉質(zhì)粘土2.2737.31016.6163-1粉土2.27321.00047.7333-2細(xì)砂2.27317.00038.6413粉質(zhì)粘土2.2737.31016.6164細(xì)砂2.27317.00038.