1、四、水泥粉煤灰碎石桩(CFG),CFG桩(Cement Flyash Gravel Pile)是由碎石、石屑、粉煤灰掺入适量的水泥，然后加水拌合；采用振动沉管打桩机或其它成桩机具在软土地基中就地灌制的一种具有一定粘结强度的桩。,CFG桩由碎石桩的基础上发展起来的，由于碎石桩主要受力区在4倍桩径范围内，沿桩长方向轴向力与侧向应力迅速衰减，因此增加桩长对增大承载力作用不大。另外，桩土应力比一般为1.54.0，要增大承载力只有增大置换率，而置换率又与桩径和桩距有关。置换率太高，将会给施工带来很多困难。而CFG桩可全桩受力，发挥摩阻与端承力，桩土应力比为1040，在软土中可高达100左右，即通过应力集
2、中现象，解决土很软载荷较大的地基承载问题。,(一) CFG桩的特点,1）承载力较高并可在较大的范围调节 2）沉降小，变形稳定快 3）与碎石桩比，成桩时桩体材料具的良好的流动性和和易性，灌注方便。 4）与灌注桩比，节约大量水泥和钢材。,(二)加固机理,CFG桩加固软弱地基主要有两种作用：桩体作用和挤密作用。 由于桩身具有一定的粘结强度，在垂直荷载作用下，桩身不会出现鼓胀变形，其压缩性明显比桩周土小。使基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，并通过桩周的摩阻和桩端阻力传到地基深处，使复合地基的承载力大幅度提高。 CFG桩采用振动沉管法施工，对土体产生振动和挤压，经过挤密作用后的土体
3、，其力学性能大为改善.,淤泥质粉质粘土加固前 E=3.0 加固后 E=3.11淤泥质粉土加固前 E=4.0 加固后 E=9.27,(三)褥垫作用,由于CFG桩置换率一般为10%，其余90%的基底面积为桩间土，因而当褥垫层厚度很小时，桩对基础底面产生应力集中。当厚度H大于10cm时，应力比明显降低 n=6, 当厚度H大于30cm时，应力比 n=1.23 因此必确定一个合理的厚度H=1030cm,(四)设计与计算,1）桩径：350400mm 2）桩长：612m 3）桩距：(37)d 根椐土质和基础形式调整 4）复合地基承载力 5）单桩承载力,复合地基承载力,m-面积置换率-桩间土强度提高系数-强度
4、折减系数0.90.95,单桩承载力,静载试验公式计算- 折减系数0.30.5,(五)施工工艺,1）主要机具：振动沉管打桩机 2）材料要求及配比：碎石 粒径2050mm 散体密度 1.39t/m3石屑 粒径2.510mm散体密度1.47t/m3粉煤灰 F/C=1.021.65水泥 425#配比：碎石0.2m3 石屑0.1m3 粉煤灰0.05m3水泥2537.5kg 强度（28天）67Mpa,(六)实例：,CFG桩复合地基承载力的试验研究张晶等合肥工业大学学报(自然科学版),0 工程任务,在平均承载力为90kPa的软弱地基上拟建一幢7层框架结构办公楼和一幢底框多层商住楼,最大柱荷4500kN,要求
5、复合地基承载力达到220kPa.,1工程地质条件,工程场地属于淮河河漫滩相地层,地表30m深范围内自上而下可划分为7层。,(1) 素填土层: 棕黄色,粉土松散状态,厚0.7 0.8m。 (2) 粘土层: 棕黄、红色,软塑可塑状,夹有薄层粉土,厚约1.21.3m。 (3) 粉质粘土层: 棕黄色,软塑流塑状,夹粘土和粉土薄层,厚2.03.0m不等。 (4)粉土层: 棕黄色至浅灰色,显松湿状,厚34m。 (5)含有机质粉土层: 灰色,软塑,厚34m。 (6)粉质粘土层: 灰色,软塑可塑状,含有较多粉粒,厚78m。 (7)粉土层: 灰色,稍密,以粉细砂粒为主,未全在地基处理深度范围内。,2地基处理方案
6、的选择,针对地层条件和建筑物要求: 1) 用散体桩是很难大幅度提高地基承载力的; 2) 用刚性混凝土桩则在30m范围内无良好的持力层,桩周土也难以提供良好的摩擦力(附近建桥时桩长达到5060m),因而用刚性桩是很不经济的。基于上述两点考虑,结合当地的施工条件,选用了刚、柔兼备的CFG桩,目的在于既充分发挥桩间土的承载力,又充分发挥桩的传力效果。,3 CFG桩参数设计,1)桩长: 根据地质条件和荷重分布情况的变化,有效桩长取8.0m和10.0m两种,桩实际入土深度分别达到9.5m和11.5m,2)置换率: 在20%30%之间3)配比:425#水泥150kg, 2040mm碎石1200kg, 中粗
7、砂600kg, 粉煤灰0.4m3,以坍落度为68cm控制用水量,要求桩体强度达到C7C10的混凝土强度。,4 地基处理效果,1)桩间土载荷试验桩间土载荷试验采用0.5m0.5m的方形压板 3#桩的 fs=90kPa, 7#桩的fs=105kPa 桩间土静力触探试验 a)粉质粘土Ps值增加4070%,相应地fs增加30%50%,达130150kPa,b)粉土Ps值增加近100%,fs增加30%40%,达到160180kPa, 取静探结果与载荷试验结果的平均值110kPa,2)单桩载荷试验 由单桩确定的Rp=105145kNfp= 660900kPa。m=0.22 计算复合地基承载力fspk=230284kPa,平均值257kPa。,3)单桩复合地基载荷试验,单桩复合地基载荷试验 采用0.85m0.85m方形压板.(桩截面直径0.45m的圆形桩) 2#桩 fsp=267kPa、5#桩fsp=311kPa、6#桩fsp=222kPa,平均值267kPa。 试验得出复合地基承载力取平均值267kPa 220kPa.,
