碎石桩桩间距及复合地基承载力的计算

碎石桩单桩复合地基承载力试验检测分析【摘要】碎石桩法是处理软土地基的一种非常常见的地基处理施工方法，在公路、铁路和房屋建筑的建设施工工得到了广泛的应用。

采用碎石桩法处理的地基的稳定性得到了显著的加强，在减少地基的不均匀沉降方面得到了工程界的普遍认可。

本文介绍了碎石桩的施工方法和碎石桩复合地基的承载力的试验检测方法。

希望能对碎石桩单桩复合地基承载力试验提供指导和借鉴。

【关键词】碎石桩；软土地基；单桩复合地基；地基承载力【中图分类号】TU470【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）12-0078-021.引言由于我国地域辽阔，不同地方的土层条件有着很大的差异，在软土地区进行公路建设遇到的最常见的工程问题就是软土地基的处理方法。

碎石桩法是处理软土地基的一种非常常见的地基处理施工方法，在公路、铁路和房屋建筑的建设施工工得到了广泛的应用。

碎石桩法是用冲击荷载和采用机械振动的方法将桩管压入软土地基中，然后在桩管中填满碎石等工程性质良好的填土材料。

这样就使得桩管中的碎石等填土材料和软土地基组成复合地基，经过改良的复合地基和原来的软土地基相比，地基的承载力显著提高，地基的沉降量得到了显著的控制。

碎石桩法与其它的地基处理方法相比具有加固施工速度快，工程的造价也会得到显著的降低，施工方法简单。

对复合地基的承载力的加固质量的评价一般是采用试验检测的方法。

采用碎石桩法处理的地基的稳定性得到了显著的加强，在减少地基的不均匀沉降方面得到了工程界的普遍认可。

本文介绍了碎石桩的施工方法和碎石桩复合地基的承载力的试验检测方法。

2.碎石桩的施工方法碎石桩的施工方法一般采用如下的工艺流程，施工工艺操作简单，得到了工程界的普遍认可。

具体工艺流程如下：施工工艺流程：测量放线定位→冲击成孔→清理桩孔→填满碎石→形成碎石桩→质量检测→验收。

（1）碎石桩布置：根据实际工程的具体特点，按照设计要求和相关规范的具体要求合理的布置碎石桩，并对每个碎石桩孔进行编号，为后续施工作好充分的准备，利于是施工的顺利进行。

碎石桩计算书
工程概况:
1. 本工程±0.000详建筑图。

2. 本工程采用"挤密碎石桩(干振)”加固基础,各桩均为复打桩,理论直径为ф533。

3. 根据淮北市金地泉建设勘察有限公司提供的《淮北市方舟机械设备制造有限公司新建厂区岩土工程勘察报告》(详勘2011-04037)。

本工程需加固的地基土共分三层(见下图),有效桩长约L=7米,桩顶相对标高在原自然地坪.桩底部入4层土不少于1500mm。

4. 参考与本工程地质条件基本一致的本地区其他工程同桩型加固资料,加固后碎石桩体(复打)承载力(f pk)不小于350KPa.复合地基承载力特征值(f spk)不得小于150KPa。

计算：
1、根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）中
F spk=[1+m(n-1)]f sk (7.1.5-1)
m面积置换率=0.52/1.132=0.196
n复核地基桩土应力比取3
f sk处理后桩间土承载力特征值取110kpa
F spk=[1+m(n-1)]fsk =（1+0.196×2）×110=153kpa。

振冲碎石桩(试桩)复合地基承载力检测方案目录1 工程概况 (2)2 检验目的 (2)3检验依据 (2)4检验方法及主要技术措施 (2)4.1施工准备 (2)4.2 检测工期 (3)4.3 检测方法及主要技术措施 .............................................. 3 5安全文明施工及各种防护措施 . (4)5.1安全用电 (4)5.2雨季防雨防雷 (4)5.3夜间防护措施 (5)第1页1 工程概况北沙河倒虹吸振冲碎石基础处理工程，主要分布在北沙河进出口渐变段左右翼墙底部，振冲碎石桩设计桩径0.8m，桩间距1.8m，总长3442m。

8月10日前，试验桩重力动探及标贯试验均已完成，试验结果满足设计要求。

目前，准备进行试验桩的复合地基承载力检验，设计要求复合地基承载力特征值为290kPa。

2 检验目的1.采用单桩复合地基静载荷试验法检测处理后复合地基承载力是否满足设计要求。

3检验依据1(《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》DL/T 5214-2005;2(《水利水电建设工程验收规程》(SL23-2008);3(《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002;4(《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003;5(《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002;6(《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001;7(《河北省建筑地基承载力技术规程》(施行)DB13(J)/T48-2005;8(《第HBZTJ9-9标段建筑物工程地基处理施工技术要求》9(设计图纸。

4检验方法及主要技术措施4.1施工准备4.1.1现场准备根据检测要求，做好现场的准备工作，保证机械设备进场畅通无阻和检测工作施工便利，保证检测过程中的安全措施和防水措施。

4.1.2技术准备开始检测前，组织检测技术人员熟悉图纸及与本工程有关的法规和技术文件，了解检测施工中的重点、难点，制定相应的措施;根据工程需要，落实测量仪器、工具的数第2页量。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基方案计算工程实例:本工程回填土较厚，拟采用CFG 桩复合地基。

基础底面的桩间图地基承载力为70KPa 。

CFG 桩直径为500，采用C25混凝土浇筑，单桩竖向承载力特征值为450KN ，单桩承载力发挥系数取λ=0.9，桩间土承载力发挥系数取β=0.8，要求处理后的地基承载力为180KPa 。

根据《建筑地基处理技术规范》7.1.5-2 对有粘结强度增强体复合地基应按下式计算：sk pa spk f m A R m f )1(-+=βλ A p =3.14×0.5×0.5÷4=0.19625m 20.0617670)1(8.019625.04509.0180)1(=⇒⨯-⨯+⨯⨯=⇒-+=m m m f m A R m f sk p a spk βλ 面积置换率m ＝d 2/d 2e ；d 为桩身平均直径（m ），等边三角形布桩d e ＝1．05s ，正方形布桩d e ＝1．13s 当采用三角形布置时， 1.90m s m 92.1CFG )05.1(5.006176.022==⇒==取桩间距s s m 当采用正方形布置时， 1.70m s m 78.1CFG )13.1(5.006176.022==⇒==取桩间距s s m 根据7.1.6条有粘结强度复合地基增强体桩身强度应KPa KPa A R f p acu 7.825419625.04509.041000254=⨯⨯≥⨯⇒≥λ 规范条文：根据《建筑地基处理技术规范》7.7.1水泥粉煤灰碎石桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。

7.7.2水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计应符合下列规定：1 水泥粉煤灰碎石桩，应选择承载力和压缩模量相对较高的土层作为桩端持力层。

2 桩径：长螺旋钻中心压灌、干成孔和振动沉管成桩宜为350mm～600mm泥浆护壁钻孔成桩宜为600mm～800mm；钢筋混凝土预制桩宜为300mm～600mm。

地基承载力计算公式是什么地基承载力计算公式的说明:f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b－－基础宽度（m）d——基础埋置深度（m）γ－－基底下底重度（kN/m3）γ0——基底上底平均重度（kN/m3）地基的处理方法利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施；2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层；3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。

局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。

在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。

对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。

经处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时，基础宽度的地基承载力修正系数取零，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0；在受力范围内仍存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的地基承载力。

对受较大水平荷载或建造在斜坡上的建筑物或构筑物，以及钢油罐、堆料场等，地基处理后应进行地基稳定性计算。

结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和地基变形验算的荷载值；根据建筑物荷载差异大小、建筑物之间的联系方法、施工顺序等，按有关规范和地区经验对地基变形允许值合理提出设计要求。

CFG桩最新规范一、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）。

CFG 桩、旋喷桩、水泥搅拌桩、粉喷桩等半刚性桩复合地基承载力计算k s paksp f m A R m f,,)1(•-•+•=β式中：k sp f ,：复合地基承载力特征值（Kpa ）m ：桩土面积置换率，42d A p π=：桩身的截面面积（m 2）a R ：单桩竖向承载力特征值（KN ），有单桩静载试验时取极限承载力之半即a R =U R 21，无单桩静载试验时，按p p i i a q A L d R +•=∑τπ估算，p q 为桩端阻力（Kpa ）d 为桩直径，i L 为第i 层土厚（m ），i τ为桩侧第i 层土的侧阻力（Kpa ）β：桩间土承载力折减系数，无经验时取0.75～0.95，天然地基承载力高时取较大值 k s f ,：处理后桩间土承载力特征值，按经验取值，无经验时取天然地基承载力（Kpa ）灰土桩、碎石桩、震冲碎石桩、砂桩、塑料排水板等柔性桩复合地基承载力计算[]k s k s k p k s pak sp f n m f m f m f m A R m f ,,,,,)1(1)1()1(•-+=•-+•=•-+•= n ：为桩土应力比，ks k p f f n ,,=，或wed d n =，e d 为等效当量圆直径，正三角布桩D d e 05.1=、正方形布桩D d e 13.1=、矩形布桩2113.1D D d e =；w d 桩直径，粉土n =1.5～3，粘性土n =2～4，k p f ,为桩的承载力特征值，余同前。

◆复合地基弹性模量：[]S SP E n m E •-+=)1(1，S E 为桩间土的地基弹性模量◆复合地基摩阻力：[]s c n m ττ•-+=)1(1，s τ为桩间土的地基摩阻力◆桩的应力增加系数：)1(1-+=n m n c μ，桩间土应力折减系数：βμ=-+=)1(11n m s ◆塑料排水量等效圆直径πδα)(2+•=b d P ，α为渗透能力折减系数，取0.75，b 板宽，δ板厚。

CFG(水泥粉煤灰碎石桩 )地基处理问题探析摘要：CFG桩主要用碎石、石屑、粉煤灰、水等混合搅拌后通过成桩机制成。

CFG桩的强度范围一般情况下为C5到C20，实际实施过程中，水泥的用量及配比将影响其强度，最高可达C25。

CFG桩的长度不宜过长，不宜大于30m。

关键词：CFG桩；地基处理；问题探析引言当前我国交通业发展迅速，建设道路也越来越多，地基处理成为道路建设中常见问题。

经过多年的研究及实验，地基处理方式越来越多，但也有优劣之分。

本次所介绍的CFG桩就是应用比较广泛的一种地基处理方式。

它可以充分利用桩间土，且桩与桩之间可相互作用，保障地基稳定，另外CFG桩工程造价较低。

那么本文结合多年的工作和实践经验提出一些看法及见解，希望和大家共同学习。

1、适用范围CFG桩可用于加固十字板剪切强度不小于20kpa的软土，对淤泥质土来说还要根据各地经验、现场情况及试验来确定是否适用。

2、桩径要求各种成桩方式适用不同的桩径，例如干成孔、振动成管桩及长螺旋钻中心压灌桩桩径范围宜在350mm-600mm之间；泥浆护壁钻孔成桩桩径范围宜在600mm-800mm。

3、褥垫层桩顶和基础之间应设置一层褥垫层，厚度一般为桩径的40%-60%，经验取值0.3-0.5m，褥垫层一般由中砂粗砂、级配砂石、碎石等组成。

4、桩间距：桩距一般情况下为3-5倍的桩径。

5、桩身强度：桩身强度取28天龄期的平均值，一般在5-20MPA之间，相当于C10-C40,塌落度基本在30-50mm范围内。

配合比设计如下：（1）确定用水量W。

由塌落度具体值试配确定，也可从经验用水量开始试配。

（2）确定水泥用量C.可根据才用的水泥强度等级Rc、混合料28天强度fcu、按下式计算水泥单方用量。

Fcu（轴心抗压一般使用C10,即5mpa）=0.366RC( -0.071)(3)确定粉煤灰用量F=0.187+0791(4)确定石屑用量G1及碎石用量G2,依据石屑率λ=得出，一般λ取值在0.25-0.33之间.（5）按以上步骤试配，并根据塌落度调整用水量，直至满足要求。

(8)复合地基承载力特征值的确定：第一，当压力—沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于直线段比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半；第二，当压力—沉降曲线是平缓的光滑曲线时，按相对变形值确定：①对砂石桩或振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以黏性土为主的地基，可取s／b或s／d=0.015所对应的压力(b和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算)；当以粉土或砂土为主的地基，可取s／b或s／d=0.01所对应的压力。

②对挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s ／b或s／d=0.012所对应的压力。

对灰土挤密桩复合地基，可取s／b或s／d=0.008所对应的压力。

③对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s／b或s／d=0.008所对应的压力；当以黏性土、粉土为主的地基，可取s ／b或s／d=0.01所对应的压力。

④对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s／b或s／d=0.006所对应的压力。

⑤对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。

按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。

试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。

【例题5】某工程采用灰土挤密桩进行地基处理，在用载荷试验确定复合地基承载力特征值时，如按相对变形值确定,可采用s／b=( )所对应的压力。

A、0.006；B、0.008；C、0.01；D、0.012答案：B【例题6】在对某复合地基进行载荷试验时，测得三组试验值分别为：f1=140kpa；f2=150kpa；f3=175kpa；则该复合地基承载力特征值为：( )。

A、140 kpa；B、145 kpa；C、152 kpa；D、155 kpa；答案：D【例题7】某CFG桩工程，桩径=400mm，置换率为12.6%，试问：作单桩复合地基载荷试验时，载荷板面积约为：( )。

多桩型复合地基（1）多桩型复合地基承载力计算两桩型复合地基施工完成后，基于静力平衡方程，得出多桩型复合地基承载力计算公式：当主辅桩均为有粘结强度桩时：1122121212=(1)a a spk sk p p R R f m m m m f A A λλβ++--当主桩为由粘结强度桩、辅桩为散体桩时：111121=[(1)(1)]a spk sk p R f m m m n f A λβ+-+-两种桩型复合地基施工完成后桩间土承载力特征值sk f ，可通过现场载荷试验确定，初步设计时，也可以通过下式估算：sk ak f f α=式中：α为桩间土承载力提高系数；ak f 为天然地基承载力特征值（kPa ）。

两种桩型复合地基施工完成后桩间土承载力提高系数α，不仅与土性和施工工艺密切相关，还和桩间距有密切的关系：1）两种桩型都采用无振动挤密作用的工艺，如人工洛阳铲、长螺旋钻成孔制桩等，桩间土承载力提高系数 1.0α=。

2）两种桩型中的一种采用振动挤密作用的工艺、另一种采用无振动挤密作用的工艺，如振冲碎石桩和长螺旋钻成孔CFG 桩：若两种桩型中其中一种采用振动挤密工艺的桩型（如振冲碎石桩），桩间距不大（5s d ≤）：对振动挤密效果好的土，桩间土承载力可显著提高，对于松散粉土、粉细砂，桩间土承载力提高系数 1.2 1.5α=～；对可振动挤密，但挤密效果不大的一般粘性土可取 1.0α=；对不可挤密土，桩间土承载力提高系数可取1.0α=。

若两种桩型中其中一种采用振动挤密工艺的桩型（如振冲碎石桩），桩间距较大（5s d >），基于安全考虑，即使挤密效果好的土，桩间土承载力提高系数1.0α=。

3）两种桩型都采用有振动挤密作用的工艺，如振冲碎石桩和振动沉管CFG 桩，对振动挤密效果好的土，桩间土承载力可显著提高，对于松散粉土、粉细砂，桩间土承载力提高系数 1.2 1.5α=～；对可振动挤密，但挤密效果不大的一般粘性土可取 1.0α=；对不可挤密土，桩间土承载力提高系数可取 1.0α=。