CFG桩复合地基桩土应力比的数值分析
摘要：桩土应力比是反映复合地基特性的重要因素，是CFG桩复合地基设计中的重要参数。本文对高速铁路CFG桩复合地基桩筏结构进行了数值模拟，研究了桩间距、褥垫层厚度、桩长对桩土应力比的影响。研究表明，褥垫层厚度是主要因素，而桩长、桩间距影响较小。
关键词：桩土应力比；高速铁路；数值模拟；褥垫层
Numerical analysis of pile-soil stress ratio to CFG pile composite foundation
in High-Speed Railway
Abstract: Pile-soil stress ratio is an important factor to the characteristics of the composite foundation, is an important parameter to design the CFG pile composite foundation.In this article,the CFG pile composite foundation is simulated by Numerical Simulation. such as the pile spacing,cushion thickness and the length of the pile’s effect on the pile-soil stress ratio is studied. The reasrearch showed that cushion thickness is a major factor, while the length of the pile, the pile spacing is less affected.
Key words: Pile-soil stress ratio; high speed railway; Numerical Simulation; cushion
1、前言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG 桩复合地基是我国20世纪80年代末开发的一项新的地基加固技术，由于其用材经济、施工快捷、加固效果良好等优点，在工程中得到了广泛的应用。
近年来，为适应高速铁路建设的需要，CFG桩在高速铁路软土地基处理中得到广泛应用。为了更好地指导工程实践，进一步研究高速铁路CFG桩复合地基中的工作机理显得尤为重要。本文研究了不同桩间距、褥垫层厚度和桩长对桩土应力比的影响。对CFG桩的设计应用有一定的指导作用。
2、计算模型
2.1 计算模型和计算参数
本段路基结构形式为：以填方通过，路堤填高为7.2m，路堤边坡率为1.5，其上设置3.5m高预压土，预压土边坡率为1，其下设置CFG桩桩径0.5m，间距1.8m，正方形布置，桩长24m，桩顶设0.15m厚褥垫层，其上设0.5m厚钢筋混
CFG 桩设计计算 1、 桩身材料和配比设计 1.1 桩身材料 水泥------42.5级普通硅酸盐水泥 粉煤灰-------细骨料、低强度等级水泥 石子--------20～50mm 、石屑---------2.5～10mm 、水 1.2 桩体配比 石屑率 112/()G G G l +＝ 合理石屑率 (0.25～0.33) G 1—单方混合料中石屑用量（kg/m 3）G 2—碎石用量 混合料28天强度R 28与水泥强度和水灰比： 280.366( 0.071)b c C R R W =- 混合料塌落度按3cm 控制，水灰比和粉灰比： /0.1870.791/W C F C =+ 混合料密度：2.1～2.2t/m 3 1.3 桩体强度和承载力关系 1.3.1复合地基承载力设计 初步设计：(1)a spk sk p R f m m f A b =+- 式中spk f ——复合地基承载力特征值（kPa ）； m ——面积置换率； a R ——单桩竖向承载力特征值（kN ）； p A ——桩的截面积（m 2 ）； β——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取 0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值； sk f ——处理后桩间土承载力特征值（kPa ），宜按当地经验取值，如无 经验时，可取天然地基承载力特征值。 sk f 取值： 非挤土成桩：可取天然地基承载力特征值。 挤土成桩------一般粘性土sk f 取1.1-1.2倍的天然地基承载力特征值，塑性指数小、孔隙比大时取高值。不可挤密土，施工速度慢，sk f =ak f ；施工速度快，现场试验sk f 。 挤土效果好的土，现场试验。
说明：目前建筑工程中桩的复合地基多采用低级别混凝土代替桩填料，本节均以此为据。 一、材料要求 1、凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰等，均应符合标准要求，其掺量应 根据施工要求通过实验室确定。 2、褥垫层材料：～碎石或级配砂石，均应符合标准要求。 二、施工机具 长螺旋钻机、混凝土输送泵、搅拌机、三级电箱、小型挖掘机、钢钎、小推车等。 三、作业条件 1、基槽开挖至设计桩顶标高以上40cm，基槽宽度不小于50cm。 2、长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证浇筑过 程顺利进行。 3、检查电源、线路，并做好照明准备工作。 4、配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行安全交底。 5、桩施工前清整施工道路，保证混凝土运输通畅。 五、桩复合地基施工流程图 设备、人员进场一测放桩位、材料采购→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。 单桩施工工艺流程： 钻机就位→钻孔→终孔至设计深度→压灌混凝土→提钻并压灌混凝土至孔口。 六、操作工艺 1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打入地下，按照桩 位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位 偏差小于2cm。 2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔；成孔深度在钻杆上应有明
确标记，成孔深度误差不超过0.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm；垂直度 偏差小于。 3、混凝土灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通 知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设 计标高70cm左右 (至槽面上30cm左右)八以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合 设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第根桩灌注前，应用 水泥砂浆湿润管路。压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于 1.0m；现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理；商品混凝土进场后 应立即灌注(内)，严禁长时间搁置；保证桩身混凝土至少养护，避兔扰动；施工过 程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块～组。 4、清土及剔桩： （1）第一步清土在灌压桩施工完毕后立即将多余混凝土铲除； （2）第二步在成桩后左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难； （3）清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动； （4）清土顶留至少20cm人工清除，找平； （5）清槽后人工截桩，采用根钢钎间隔120mm，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平； （6）因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。 5、褥垫层： （1）复合地基施工、检测合格后，方可进行褥垫层施工； （2）褥垫层材料使用～碎石或级配砂石;褥垫层虚铺～，采用平板振动仪振密，平板振动仪功率大于，压振～遍，控制振速，振实后的厚度与虚铺厚度之 比小于，干密度不作要求。 七、成品保护 1、已成桩后严防重型机械行走或扰动，防止使桩头压松造成桩顶混凝土不成型、断桩。 2、清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，清土预留至少20cm人工清除、找平；避 免断桩及对地基土的扰动。 星欣设计图库资料专卖店拥有最新最全的设计参考图库资料，内容涉及景观园林、建筑、规划、室内装修、建筑结构、暖通空调、给排水、电气设计、施工组织设计等各个领域的设计素材和设计图纸等参考学习资料。是为广大艺术设计工作者优质设计学习参考资料。本站所售的参考资料包括设计方案和施工图案例已达几十万套以上，总量在数千以上。 联系： 电话：
一、一般规定 1、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法适用于处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。 2、水泥粉煤灰碎石桩桩端应位于相对硬的土层上。 3、水泥粉煤灰碎石桩复合地基按承载力设计师必须进行地基变形验算。 二、设计 1、水泥粉煤灰碎石桩桩径d宜取350-600mm. 2、桩的平面布置，可只布置在基础范围内。 3、桩距s应根据设计要求的复合地基承载理、土性、施工工艺等确定，宜取3-6倍桩井。当在饱和粘性土中挤土成桩时，桩距s不宜小于4倍桩径。 4、桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求： fcu≥3Rk/Ap 式中fcu－桩体混合料试块（边长150mm立方体）标准养护28d无侧限抗压强度平均值（KPa) RK-单桩承载力标准值（KN),应按本规范9.2.8条取值。 5、桩顶应设置垫层，褥垫层厚度宜取100-300mm,当桩径、桩距大时褥垫层厚度宜取高值。 6、褥垫层材料宜用粗砂、中砂、级配砂石，碎石的最大粒径不宜大于30mm.
7、水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力标准值，宜通过现场复合地基载荷实验确定，初步设计时也可按下式估算： fsp,k=mRk/Ap+β(1-m)fs,k 式中fsp,k——复合地基承载力标准值（KPa); m——桩土面积置换率； β——桩间土强度发挥系数，宜取0.9-1.0对变形要求高的建筑物可取低值； fs,k——桩间土承载力标准值（KPa)。 8、单桩承载力标准值Rk的取值，应符合下列规定： (1)当用单桩静载荷实验确定单桩极限承载力标准值Ruk后，Rk可按下式计算： Rk=Ruk/γsp 式中γsp——调整系数，宜取1.50-1.60,一般工程或桩间土承载力高、基础埋深大以及基础下桩数较多时应取低值，重要工程、基础下桩数较少或桩间土为承载力较低的粘性土时应取高值。 (2)当无单桩载荷试验资料时，可按下式计算； Rk=Up∑qsili+qpAp 式中Up——桩的周长（m); qsi——桩侧第ｉ层土德济限侧阻力标准值（KPa)可参照岩土工程勘察报告； qp——桩的极限端阻力标准值（KPa),可参照岩土工程勘察报告； li——第ｉ层土的厚度（ｍ）。
目录 一、概述.................................................................................................. 错误！未定义书签。1工程概况 ......................................................................................... 错误！未定义书签。2CFG桩复合地基设计 (1) 3场地工程地质及水文地质条件 (2) 4地基加固处理方法、目的及要求 (4) 二、地基加固机理及工艺流程 (4) 1加固机理 (4) 2施工工艺流程 (5) 三、设计计算 (6) 1加固范围 (6) 2加固深度 (6) 3加固设计计算书 (6) 四、桩体直径、材料、填料量及桩体抗压强度 (9) 五、褥垫层设计 (9) 六、质量检验 (9) 七、施工方案 (9) 1施工方法 (10) 2施工机具、设备配置 (10) 3劳动力配备 (10) 4施工用水、用电来源 (10) 八、施工组织保证体系 (10) 1组织机构 (10) 2主要施工人员配备 (11) 九、施工进度安排 (11) 1工期 (11) 十、质量保证体系(附图：施工现场质量保证体系一览表) (12) 1质量等级 (12) 2保证措施及体系 (12) 十一、安全保证措施(附图:工程施工安全保证体系) (13) 十二、文明、环保施工措施 (13) 附图：CFG桩平面布置图
恒宇·时代天街1#楼 CFG（水泥粉煤灰碎石）桩复合地基加固处理 设计及施工组织方案 一、概述 1、工程概况 拟建的恒宇·时代天街项目场地位于成都市大邑县晋原镇西岭大道与川西环线交汇口西北侧，该工程由成都恒霈房地产开发有限公司开发兴建。拟建场地北侧为香槟大道楼盘，西侧为正在修建的工地，南侧为西岭大道，东侧为川西环线道路，交通十分方便。规划建设净用地面积42930.00㎡，规划总建筑面积157498.19㎡，其中地上建筑面积约120216.93㎡，地下建筑面积约34995.07㎡。各拟建建筑物性质见表1.1。本工程由湖南方圆建筑工程设计有限公司设计。 拟建物性质一览表表1.1 根据四川科建地基基础工程有限公司2014年10月提供《恒宇?时代天街1#楼补充勘察》（电子版）报告，粉质粘土等物理特性力学性能无法满足设计要求，粉质粘土、粉砂等加固处理，以达到施工结束后满足建筑结构设计单位技术要求：承载力特征值≥450KPa，压缩模量≥18.0MPa。 采用CFG桩复合地基处理方法对基底标高以下粉质粘土（可塑）、粉砂、含卵石粉质粘土进行处理。桩端持力层为含卵石粉质粘土或可塑粉质粘土，桩端进入持力层内不小于1.0m。 2、CFG桩复合地基设计 2.1 设计依据 ①《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）；
说明：目前建筑工程中CFG桩的复合地基多采用低级别混凝土代替CFG桩填料，本节均以此为据。 一、材料要求 1、凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰等，均应符合标准要求，其 掺量应根据施工要求通过试验室确定。 2、褥垫层材料：5～32mm碎石或级配砂石，均应符合标准要求。 二、施工机具 长螺旋钻机、混凝土输送泵、搅拌机、三级电箱、小型挖掘机、钢钎、小推车等。 三、作业条件 1、基槽开挖至设计桩顶标高以上40cm，基槽宽度不小于50cm。 2、长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证 浇筑过程顺利进行。 3、检查电源、线路，并做好照明准备工作。 4、配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行安全交底。 5、CFG桩施工前清整施工道路，保证混凝土运输通畅。 四、质量要求
五、CFG桩复合地基施工流程图 设备、人员进场一测放桩位、材料采购→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。 单桩施工工艺流程： 钻机就位→钻孔→终孔至设计深度→压灌混凝土→提钻并压灌混凝土至孔口。 六、操作工艺 1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打入地下， 按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。 2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔；成孔深度在钻杆上 应有明确标记，成孔深度误差不超过0.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm；垂直度偏差小于l%。 3、混凝土灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并 同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右 (至槽面上30cm左右)八以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固； 每班第l根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理；商品混凝土进场后应立即灌注(2h内)，严禁长时间搁置；
CFG桩施工 CFG桩的施工常采用的施工方法有：长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩、振动沉管灌注成桩等。常用CFG桩施工工艺比较见下表： 常用CFG桩施工工艺比较 （1）长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩施工工艺 ①工艺流程 长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩工艺流程见下图： ②工艺要点 A 布置桩点：场地清理整平，按桩点设计布置图放样布点。 B 钻机就位：移动钻机就位，用塔机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。 C 混合料搅拌：按试验配合比搅拌混合料，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂搅拌均匀，放入搅拌桶。每盘料搅拌时间不小于60s。混凝土坍落度控制在160～200mm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒备好熟料。 D 钻进成孔：关闭钻头阀门，移动钻杆至钻头触及地面，启动马达先慢后快钻进，减少钻杆摇晃，检查钻孔的偏差。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，可放慢进尺，避免导致桩孔偏斜、移位，甚至使钻杆、钻具损坏。
E 灌注及拔管：成孔到达设计桩底，停止钻进，泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔管速度相匹配，拔管速度控制在2～3m/min。成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。 F 移机：一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩施工。 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图 （2）振动沉管灌注成桩施工工艺 ①工艺流程 沉管灌注成桩工艺流程见下图： ②工艺要点 A 布置桩点：场地清理整平，按桩点设计布置图放样布点。 B 桩机就位：移动桩机就位，连接桩头，调整沉管、桩头与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。
CFG桩复合地基施工工法 1. 适用范围 CFG桩复合地基处理技术应用广泛，适用于处理淤泥质黏土、软土及承载力在200kPa左右的较密实性土。 2. 工艺原理 CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。 3. 施工方法及操作要点 CFG桩的施工方法按施工设备的不同主要有振动沉管和长螺旋钻管内泵压两种工艺。 3.1 振动沉管CFG桩施工工艺 3.1.1 施工设备 施工设备为振动沉管机，分为DZ、DZKS、DZJ系列。其中DZ系列为普通垂头；DZKS系列又名中空锤，除具有普通DZ系列的功能外，中间有Φ500mm的通孔，可以配合重锤或内夯管进行夯扩桩施工；DZJ系列可通过液压遥控调整偏心力矩，可在运转条件下，实现偏心力矩的调整。 3.1.2 施工程序 （1）施工准备 施工前应具备下列资料和条件： 建筑物场地工程地质勘察报告。 CFG桩布桩图。图应注明桩位编号以及设计说明和施工说明。 建筑场地邻近的高压电缆、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料。 建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。 具备“三通一平”条件。 施工技术措施包括以下内容： 确定施工机具和配套设备。 材料供应计划。标明所用材料的规格、技术要求和数量。 试成孔应不少于两个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用
的技术参数。 按施工平面图放好桩位，若采用钢筋混凝土预制桩尖，需埋入地表以下30c m左右。 确定施打顺序。 复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点，检查施工现场所设的水准点是否会受施工影响。 振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记，并以米为单位。 3.1.3 CFG桩施工 桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。 桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。 启动马达沉管到预定标高，停机。 沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表上的电流一次。并对土层变化处予以说明。 停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落度3~5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。 启动马达，留振5~10s，开始拔管，拔管速率一般以1.2~1.5m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥质土，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高还应考虑计入保护桩长。 沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。 施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3块），并测定28d 抗压强度。 3.1.4 施工中常见的几个问题 （1）施工扰动土的强度降低 振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系，土的密实度对土的挤密性影响很大。密实的砂土或粉土会振松，松散的砂土或粉土可振密。 （2）缩颈和断桩
（建筑工程管理）CFG桩复合地基承载力及施工检 测
CFG桩复合地基承载力及施工检测 闫明礼1,申计春2,刘伟3，闫雪峰4 中国建筑科学研究院地基所,北京,100013；2.邢台钢铁X公司，邢台，054027；3.北京科技大学基建处，北京，100083；4.冶金部建筑研究总院地基所,北京,100088) 提要 本文讨论了CFG桩复合地基承载力确定，以及复合地基检测应注意的几个问题。 关键词：CFG桩复合地基，承载力，施工检测，褥垫厚度 Abstract:Inthispaper,bearingcapacityofCFGpilecompositefoundationanditstestingafterconstructiona rediscussed. Keywords:compositefoundationofCFGpile;bearingcapacity;constructiontesting;thicknessofflexiblec usion 中图分类号：TU4文献标识码：A 作者简介：闫明礼（1942－），男，汉族，河北乐亭人，研究员，博士生导师，硕士学位。壹、引言 CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在壹些差异。本文将根据自己壹些粗浅体会就上述问题做壹些讨论。 二、复合地基承载力的确定 根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。 1、设计阶段 在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按下式估算： fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1) 式中：fspk—复合地基承载力特征值(kpa)； m—面积置换率； Ra—单桩竖向承载力特征值(kN)； Ap—桩的截面积(m2)； β—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值； fsk—桩间土承载力特征值(kPa)，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。 实际工程中，有条件时先在拟建场地做现场载荷试验，可为设计提供可靠的设计参数。而很多情况是在无试验资料条件下按(1)式估算复合地基承载力，但要结合工程实践经验，合理确定Ra、fsk、β等参数的取值。希望公式计算值接近但不大于载荷试验结果，而大量试验结果表明，公式计算结果壹般不大于载荷试验结果。 2、竣工验收阶段 由之上讨论可知，在复合地基设计阶段，确定复合地基设计参数时，用公式(1)估算复合地基承载力是符合规范要求的。在竣工验收阶段，能否只做单桩静载试验.用单桩承载力Ra和地质报告提供的天然地基承载力fak(或桩间土静载试验结果fsk)按公式(1)计算确定复合地基承
团结新村住宅楼CFG 桩复合地基设计方案 （一）工程概况 武汉市团结集团房地产开发有限责任公司拟在洪山区徐东路南侧、团结小区兴建两栋七屋住宅楼，结构型式为砖混结构，其中1# 住宅楼长62m 、宽11m ，2# 住宅楼长16m 、宽9m ，两栋住宅楼之间的间距16m 。 设计要求本工程采用CFG 桩复合地基处理，要求复合地基标准承载力f c =170kPa 。CFG 复合地基由建设方另行委托给有相关资质的单位进行设计施工。 （二）CFG 桩设计计算参数 根据湖北省地质勘察基础工程公司2000年5月提供的《武汉市团结小区A 区1#、2#住宅楼岩土工程勘察报告》，2001年8月提供的《武汉市团结小区A 区1#、2#住宅楼岩土工程勘察报告补充说明》，及2001年9月提供的《武汉市团结小区西区1#、2#住宅楼岩土工程补充勘察报告》基底下卧层地基承载力f k =110kN ，CFG 桩设计计算参数见下表： CFG 桩径D=400mm ，桩端持力层为第4 层粘土层，全断面进入持力层1m 。 1．CFG 单桩标准承载力R K ()kN q D l q D P pk i si 1303504.014.325.0280.190.2146.14.014.34 1 22=???+?+?+???=?+?=∑ππ kN K P R k 650.2/130/===
2．CFG 复合地基置换率m 由 ()c k p k f m f m A R =-???+?1βα 其中 α――为桩间土强度提高系数，取α=1.0； β――为桩间土强度发挥度，β=0.75-1.0，取β=0.85。 从而可得： () () % 3.1811085.00.14 .014.325.065 110 85.00.1170/2 =??-????-=??-??-= k p k k c f A R f f m βαβα 3．桩间距L 正方形布置： 83.0% 3.184 4.014.3422 =??==m D L π m 三角形布置： 89.0% 3.1832 4.014.33222 =??= = m D L π m 4．下卧层沉降变形计算 在设计荷载（170kPa ）下，CFG 桩复合地基沉降变形为42.4cm 。 （四）CFG 复合地基设计方案二 CFG 桩桩径D=400mm ，桩端落在第6层粉质粘土、粉土、粉砂互层上，平均有效桩长为14.6m 。 1．CFG 单桩标准承载力R K ()kN q D l q D P pk i si 56015004.014.325.0216.7285.390.2146.14.014.34 1 22=???+?+?+?+???=?+?=∑ππ kN K P R k 2800.2/560/=== 2．CFG 复合地基置换率m 由 ()c k p k f m f m A R =-???+?1βα 其中 α――为桩间土强度提高系数，取α=1.0； β――为桩间土强度发挥度，β=0.75～1.0，取β=0.85。 从而可得
CFG桩复合地基常见的质量通病分析 一、成孔过程中常出现的问题 1、斜孔：主要是由于钻机不稳或钻杆垂直度不够。 2、孔底虚土：由于孔底为砂土层或砂层，其粘结性差，成孔后不能随钻杆的提升带到 孔外。 二、下料过程中常出现的问题 1、堵管： 成因一：碎石粒径偏大，或水泥因存放时间过久或受潮而结块。 成因二：弯管处选用了小直径的异径接头。 成因三：由于施工不当使地下水涌入砂石回灌。 成因四：冬季施工时材料受潮结冰，经拌合后仍不能将冰块消除。 2、打不开活瓣，不下料或下料不畅：这种情况常发生在软土施工中，由于土的粘结 性和流塑性时活瓣不能打开。 三、成桩过程中常见的问题 2、缩颈： 成因一：在饱和软土中成桩时，由于已打桩尚未成型，新打桩对已打桩进行挤压导致已打桩变形，造成缩颈。 成因二：灌注混合料时拔管太快或振捣不到位，在桩身某个位置出现桩径突然变细的现象。 3、断桩： 成因一：在上部有较硬的土层或中间有硬土层中，采用隔行打工艺成桩，由于桩距过近，已打桩强度不太高而被振裂。 成因二：如果通过检测发现断桩的部位多位于桩顶0.5m—2.0m以内，则可判定断桩是由于开挖基坑时方法不当导致浅层断桩。 3、水葫芦桩：主要是由于配合比不合理或搅拌不均匀。在下料时，输送管中混合料 发生离析，比重小的水和粉煤灰被其他粒料挤至桩体四周，使得桩体的某个部位偏向四周的区域没有骨料，而是充满了水和粉煤灰随着时间推移粉煤灰沉积于空
桩下部。 4、窜孔：常是由于桩距太近且地基土层中含有较厚的砂夹层所致。 5、桩头部分的混合料与泥土夹杂：主要是由于混合料坍落度大、钻孔完成时提钻速 度太快，使钻头泥土与CFG桩混合料同时落入孔内。 6、蜂窝状桩柱：出现这种现象是由于混合料和易性不好或振捣不到位所致。 7、桩体强度不均匀：主要是灌注混合料时拔管太慢或振捣时间过长，使得桩端部桩 体水泥含量太少，桩顶浮浆较多，而且混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均。 8、短桩： 成因一：根据打桩记录桩长达到设计要求，但桩头不出土。这是由于技术人员测 量标高错误，或由于隔行打第二遍桩时原地面标高发生了变化而没有重新测量标 高所致。 成因二：打桩时因停泵时混合料自身压力不够，致使桩头缩颈或桩头未达到设计 标高。 成因三：未打到设计桩底部，由于遇到较硬土层或施工人员责任心不强所致。四：成桩后常见问题 桩位偏差过大： 成因：测量放线、定位不准；测量仪器前后系统误差超标；施工中孔位标志因地 层扰动而移动，有时还会因为钻机支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动； 钻机对位不准。 预防措施：（1）、根据需要对需施工桩的桩位进行复核，保证桩位准确。 （2）、开孔时先慢后快，防止桩孔位移。
CFG桩复合地基技术及应用 建筑物在不良地基上修建，承载力和变形不能满足设计要求时，就需要对地基进行处理。建筑物的造型及其荷载的日益增大和不均匀，对变形的要求也越来越高，即使一些良好的地基，也可能在某些特定条件下需要进行处理。目前正在施工的中直联建关厢小区D区就是一个需要进行地基处理的例子，该工程天然地基承载力为180Kpa，设计需要该工程地基承载力达到360~380Kpa，为满足上部荷载的需要，就必须对该天然地基进行处理，以提高其承载力。 一、C FG桩复合地基基本情况 1、复合地基 所谓地基处理，就是利用置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改善地基土的剪切性、压缩性、渗透性、振动性和特殊土地基的特性。 近些年来，一种名为“复合地基”的地基处理方法经常用于工程实践中。 复合地基，是由两种刚度不同的材料（桩体和桩间土）所组成，在相对刚性基础下两者共同分担上部荷载并协调变形的地基。复合地基与天然地基同属地基范畴，故两者之间有内在联系，但又有本质区别；复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基，但复合地基是主要由土层和桩共同承担上部荷载，而桩基主要靠摩擦或端承由桩来承受上部荷载。复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的，他们之间通过垫层（碎石或砂石垫层）来过渡；而桩基中桩体与基础是直接相连的，两者形成一个整体。因此，它们的受力特性也存在着差异。复合地基的主要受力层在加固体内，而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围。 复合地基一般按成桩所采用的材料分为： （1）、散体土类桩——如碎石桩、砂桩等； （2）、水泥土类桩——如水泥搅拌桩、旋喷桩等； （3）、混凝土类桩——如CFG桩等 CFG桩，全称水泥粉煤灰碎石桩，是将水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水按一定配合比拌和而成的高粘结强度桩。其中碎石为粗骨料，石屑或砂为细骨料，水泥为胶凝材料。 2、C FG桩在复合地基的作用 CFG桩复合地基可以有效地提高地基承载力，其对地基承载力的作用主要有以下几个方面： （1）、置换作用 在CFG桩复合地基中，在荷载作用下，桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减少，这在工程中
单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数=单桩竖向承载力特征值 上海地区按《上海市地基基规范》进行桩基设计，单桩承载力取勘察报告提供的单桩竖向极限承载力的二分之一输入，即按《地基基础规范》 GB50007-2002的设计体系输入单桩竖向承载力特征值。在选取规范时选上海规范，JCCAD内部会自动转换。 CFG桩复合地基设计如何提设计要求 一、前言 当前CFG桩复合地基在高层建筑地基处理得到了广泛应用，但复合地基设计在不同地区有不同的方式，有的地区结构工程师既作上部结构又作复合地基设计，有的地区则是结构工程师作上部结构和基础设计，岩土工程师作复合地基设计，复合地基设计资料和设计要求由结构工程师提供。其中，经常遇到的一个问题是结构工程师提供的设计资料不全或设计要求不够准确。 由于设计资料不齐全或设计要求不够准确、甚至不合理，给复合地基设计带来许多困难，或给工程带来不应有的损失。显然，讨论一下如何提供设计资料和设计要求是有益的。二、CFG桩复合地基设计所需的资料 CFG桩复合地基设计需提供如下的资料： （1）工程地质勘察报告； （2）相关的建筑、基础平面图和剖面图； 标明±0.00对应的标高；基底标高；电梯井、集水坑底标高；基础外轮廓线；若有裙房应标明主楼和裙房（或车库）的相关关系以及裙房（或车库）的基础形式和几何尺寸。 （3）建筑物荷载； （a）相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（用于地基承载力验算）； （b）相应于荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值（用于地基变形验算）； （c）当主楼周围有裙房（或车库）时，还应提供裙房（或车库）基底压力标准值，以便考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。 （d）当需作抗冲切验算时（如框筒体系），尚需提供荷载设计值。 （4）设计要求的复合地基承载力和变形。 三、常见的几个问题 （1）问题1：只提复合地基承载力特征值不小于多少、复合地基变形不大于多少而不提供荷载 复合地基计算有两个主要内容，一是复合地基承载力计算，二是复合地基变形计算。 复合地基承载力是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（后称《地基规范》）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002（后称《地基处理规范》），按下式验算： （1） 式中－相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值； 修正后复合地基承载力特征值（根据《地基处理规范》，只做深度修正，且修正系数取1）； 复合地基承载力特征值； 基础底面以上土的加权平均重度； 基础埋置深度。 （1）式的左边是荷载，右边是抗力，公式表示荷载不能大于抗力。 地基处理设计人员根据结构工程师提供的复合地基承载力不低于某一限值的要求，作复合地基设计，确定设计参数和承载力特征值，再根据基础埋置深度计算深度修正项，由（1）式右部求得经深度修正后的复合地基承载力特征值。由于没有提供荷载，无法按（1）式
CFG桩复合地基 1.CFG桩复合地基施工 CFG桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研 究采用的一种新型地基处理方案，该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术，且开创了首次在总高度超过100m的工程中运用此技术，效果良好。 2. CFG桩复合地基通过褥垫与基础联接，保证桩问土始终参与工作，与传统 的桩基相比，桩的数量可大大减少，且CFG桩不配筋，桩体利用粉煤灰和石屑做为掺合料，大大降低了工程造价。 3.施工工艺：（一）施工准备：（1）. 主要设备机具准备：长螺旋钻机（45kW×2） 1台；混凝土输送泵 1台；搅拌机 1台；坍落度测筒 1个；试块模具 2； 套配电箱 1台；经纬仪 1台；水准仪 1台。（2）. 材料准备：水泥：32.5#普通硅酸盐水泥；碎石：粒径5-20mm；砂子：细中砂，含泥量≤5%；粉煤灰。（3）. 劳力准备：施工总指挥 1人；技术负责 1人；质检员 1人；钻机操作 6人；钻机记录 2人；钻机指挥 2人；搅拌机操作 3人；上料 20人。（4）. 现场条件⑴基槽开挖完毕，预留土层厚度（300mm），并办理好中间验收记录。⑵总包单位对CFG桩施工单位做好测量交底。（包括基槽的高程、控制轴线网、等）⑶ CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测，根据总包单位提供的控制轴线定出2个轴线控制点。 .... 4. CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度 较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩，桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。 5. CFG 桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在 其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。 6. 成品保护：A、CFG桩施工完毕，待桩基达到一定强度（一般3-7天）后 可进行开槽。B、土方开挖时不可对设计桩顶标高以下的桩体产主损害，尽量避免扰动桩间土。C、剔除桩头时先找出桩顶标高位置，用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头，直到设计桩顶标高，并把桩顶找平，不可用重锤或重物横向击打桩体，桩头剔至设计标高处，桩顶表面不可出现斜平面。 D、如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施，可用C20豆石混凝土接桩至设计桩顶标高，接桩过程中保护好桩间土。
CFG桩复合地基设计如何提设计要求 一、前言 当前CFG桩复合地基在高层建筑地基处理得到了广泛应用，但复合地基设计在不同地区有不同的方式，有的地区结构工程师既作上部结构又作复合地基设计，有的地区则是结构工程师作上部结构和基础设计，岩土工程师作复合地基设计，复合地基设计资料和设计要求由结构工程师提供。其中，经常遇到的一个问题是结构工程师提供的设计资料不全或设计要求不够准确。 由于设计资料不齐全或设计要求不够准确、甚至不合理，给复合地基设计带来许多困难，或给工程带来不应有的损失。显然，讨论一下如何提供设计资料和设计要求是有益的。二、CFG桩复合地基设计所需的资料 CFG桩复合地基设计需提供如下的资料： （1）工程地质勘察报告； （2）相关的建筑、基础平面图和剖面图； 标明±0.00对应的标高；基底标高；电梯井、集水坑底标高；基础外轮廓线；若有裙房应标明主楼和裙房（或车库）的相关关系以及裙房（或车库）的基础形式和几何尺寸。 （3）建筑物荷载； （a）相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（用于地基承载力验算）； （b）相应于荷载效应准永久组合时基础底面处的平均压力值（用于地基变形验算）； （c）当主楼周围有裙房（或车库）时，还应提供裙房（或车库）基底压力标准值，以便考虑能否以及怎样对主楼地基承载力进行修正。 （d）当需作抗冲切验算时（如框筒体系），尚需提供荷载设计值。 （4）设计要求的复合地基承载力和变形。 三、常见的几个问题 （1）问题1：只提复合地基承载力特征值不小于多少、复合地基变形不大于多少而不提供荷载 复合地基计算有两个主要内容，一是复合地基承载力计算，二是复合地基变形计算。复合地基承载力是根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（后称《地基规范》）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002（后称《地基处理规范》）,按下式验算： γ（1）f )5.0 (- f P ≤d = + k spk a m P－相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值； 式中 k - f修正后复合地基承载力特征值（根据《地基处理规范》，只做深度修正，且 a 修正系数取1）； f复合地基承载力特征值； - spk γ基础底面以上土的加权平均重度； - m
CFG桩复合地基处理 2020-6-23 说明：目前设计CFG桩的复合地基多采用低标号砼代替CFG桩填料，下列交底均以此为据。 一、材料要求 1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。 2、褥垫层材料：5～32mm碎石或级配砂石，均应符合相应标准要求。 二、主要机具 长螺旋钻机、混凝土输送泵、搅拌机、三级电箱、小型挖掘机、钢钎、小推车。 三、作业条件 1、基槽开挖至设计桩顶标高以上40cm，肥槽宽度不小于50cm。 2、长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证浇筑过程顺利进行。 3、检查电源、线路，并做好照明准备工作。 4、配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行技术交底、安全交底。
5、CFG桩施工前清整施工道路，保证混凝土运输通畅。 四、CFG桩复合地基施工流程图 设备、人员进场→测放桩位、材料采购→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。 单桩施工工艺流程： 钻机就位→钻孔→终孔至设计深度→压灌混凝土→提钻并压灌砼至孔口。 五、操作工艺 1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打人地下，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插人地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。 2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔；成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过0.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm；垂直度偏差小于1%。 3、砼灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右(至槽面上30cm左右)，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理；商品混凝土进场后应立即灌注(2小时内)，严禁长时间搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，
CFG桩计算书 工程名称：长动还建楼住宅小区 设计依据：《复合地基技术规范》(GB/T50783-2012) 1、计算CFG桩单桩竖向抗压承载力特征值（第、条） 计算公式：Ra=Up*Σqsai*li+α*qp*Ap CFG桩桩身直径D=500mm，桩端持力层为强风化泥质粉砂岩，桩端全断面进入持力层深度hr≥；有效桩长 L≥米。 Up=*=（m）；Ap=**4=（m2） 取qsa1=30kPa，L1=；qsa2=50kPa，L2=；qsa3=80kPa，L2= 桩端土地基承载力折减系数α=，qp=800kPa Ra==380+=（kN） 取Ra=530kN 2、计算CFG桩桩体强度（第、条） 计算公式：Ra=η*fcu*Ap；fcu=Ra/（η* Ap） 桩体强度折减系数η= fcu=530/（*）=8194（kPa）= 取fcu=20MPa 3、CFG桩复合地基承载力计算（第、条）
计算公式：fspk=βp*m*Ra/Ap+βs*（1-m）*fsk βp=，βs= Ra=530kN，fsk=fak=220kPa D=，S=3*=（m），De=*=（m） m=D*D/（De*De）= fspk=**530/+*（）*220=+=（kPa） 取fspk=370kPa CFG桩计算书 工程名称：长动还建楼住宅小区 设计依据：《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012) 1、计算CFG桩单桩竖向抗压承载力特征值（第、条） 计算公式：Ra=Up*Σqsai*li+α*qp*Ap CFG桩桩身直径D=500mm，桩端持力层为强风化泥岩，桩端全断面进入持力层深度hr深度hr≥；有效桩长 L≥米。 Up=*=（m）；Ap=**4=（m2） 取qsa1=35kPa，L1=；qsa2=50kPa，L2= 桩端土地基承载力折减系数α=，qp=700kPa Ra=*（40*+60*）+*700*=+=（kN） 取Ra=540kN
4#CFG 桩计算书 本工程采用CFG 桩复核地基处理方式进行地基处理，桩径400mm ，桩间距1.80m 有效桩长拟采用12m ，桩端进入第7层粉土，桩顶桩间土为第5层粉土。现根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002式9.2.5计算CFG 桩复核地基承载力。 sp sp (1).2.5a k k p R f m m f A β=+- （9） 计算步骤如下： 1、计算置换率m ； 2、计算单桩竖向承载力特征值； 3、计算复核地基承载力。 1、计算置换率m 22 222 1/41/40.40.03881.8 p A d m s s ππ?==== 2、计算单桩承载力特征值 根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002式9.2.6 1 R .2.6n a p si i p p i q l q A μ==+∑ （9） /4.4kN p p q A π??2=20010=25 山东省鲁北地质工程勘察院提供的CFG 桩桩基参数值如表1所示。 本工程基底绝对标高为14.77m ，根据地质报告剖面图计算桩周侧阻力见表2 根据表2，单桩承载力特征值为： 1 R k n a p si i p p i q l q A μ==+∑=430+25 =455 N 表1 CFG 桩桩基参数值表（长螺旋成孔）
3、计算复核地基承载力 0.75取规范最低值， sk f 取第5层天然地基承载力120kPa 。
sp sp (1).7.00.75.0.1.9a k k p R f m m f A β=+-?+?? 3606 = 0388（1-0388）120 02566 =197kpa 故处理后的复核地基承载力特征值为197.9kPa 。
CFG 桩复合地基 CFG桩复合地基2011-01-01 11：34CFG桩是英文Cement Fly-ash Grave 的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。 CFG桩-适用范围 CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。 CFG桩-施工 CFG桩的施工，应根据现场条件选用下列施工工艺： 1、长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土. 2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地. 3、振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基. CFG桩-材料要求 1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定. 2、严格按照配合比配制混合料。 3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为 160~200mm，振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm. 4、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在~min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。