碎石垫层在碎石桩复合地基中作用

碎石桩复合地基褥垫层施工方案及工艺方法本工程设计碎石桩复合地基桩基采用正方形布置，间距1.6～1.8m，桩长8～15m，桩径0.5m，桩顶铺0.6m厚垫层（碎石+中粗砂），垫层中铺设1～2层双向土工格栅，两端回折不少于3.0m，极限抗拉强度不小于110KN/m，筋材延伸率≤10%。

1、施工工艺施工准备→碎石注浆桩、桩帽及桩间土检测合格→测量放线→铺设15cm的碎石褥垫层碾压密实→铺设5cm的中粗砂静压→铺设土工格栅→铺设5cm后的中粗砂静压→铺设10cm后的碎石褥垫层压实密实→铺设土工格栅→铺设5cm后的中粗砂静压→铺设土工格栅→5cm厚的中粗砂静压→铺设15cm厚的碎石褥垫层碾压密实→铺设土工格栅。

2、施工方法（1）施工准备①施工前需要做好碎石、砂、土工格栅等褥垫层所用材料的检测工作。

②碎石注浆桩桩帽施工完成后，桩间土压实平整，压实系数满足规范要求；③褥垫层分段施工时应做成台阶，上下接头应错开2m，并应碾压密实。

④由于施工现场邻近营业线合蚌客专，靠近营业线一侧安全距离以内设立警戒桩，并悬挂安全警示牌；⑤施工劳务人员进场并接受安全教育培训，施工机械、材料进场并通过报验；相关技术交底书与安全交底书交底到位。

（2）碎石垫层①碎石垫层应采用级配良好的且未风化的干净砾石或碎石，其最大粒径不得大于3cm，含泥量不得超过10%，且不含草根、垃圾等杂物；中粗砂含泥量不得超过5%。

②填筑前由测量人员复测褥垫层底面标高，并放出填筑中线和边线用白灰线洒出方格，确保能够准确使用填料数量。

③填筑时，由自卸汽车将碎石卸在施工边界上配合小型挖机翻运，再由平地机推进，摊铺。

④填料完成平整后，采用压路机碾压。

⑤碾压结束后测定标高、压实系数、地基系数等，并量测填筑宽度。

经监理工程师检测合格，满足设计要求后，进行下道工序施工。

（3）砂垫层施工①砂垫层施工应采用良好的中粗砂，不含草根、垃圾等杂质，其含泥量不得大于5%，检验方法和频次应符合相关规定。

(1)平整施工场地，布置桩位；
(2)施工车就位，振冲器对准桩位；
(3)启动振冲器，使之徐徐沉人土层，直至加固深度以上30～50cm，记录振冲器经过各深度的电流值和时间，
提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1～2次，使孔内泥浆变稀。
施工注意事项：当填料为透水性好的砂及碎石料时，是良好的竖向排水通道。
二、预压法
(1)堆载预压法
在建造建筑物之前，用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再建造建筑物。
(3)降水法
降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力，使有效应力增加，从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位，靠地基土自重来实现预压目的。
施工要点：一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，此时宜辅以电极相结合。
2、重锤夯实法
重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。
施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；冬季施工时，对土已冻结时，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解；结束后，应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止，并记录填料量。
(5)将振冲器提出孔口，继续施工上节桩段，一直完成整个桩体振动施工，再将振冲器及机具移至另一桩位。

文章编号:0451-0712(2003)03-0038-03 中图分类号:TU472135 文献标识码:B 确定碎石桩复合地基桩土应力比的新方法赵　平1,赵明华2,赵　明2,陈昌富2(11湖南省临长高速公路建设公司　长沙市　410001;21湖南大学土木工程学院　长沙市　410082) 摘　要:通过对碎石桩复合地基桩土应力比随荷载变化规律的深入分析,提出一种能较好拟合桩土应力比的自调整双曲线数学模型,与湖南省临长高速公路碎石桩复合地基桩土应力比实测结果比较,吻合良好。

关键词:复合地基;碎石桩;桩土应力比;自调整双曲线模型 随着我国地基处理技术的迅猛发展,碎石桩复合地基得到了广泛应用,但由于碎石桩复合地基由两种材料组成,两种材料共同工作承担上部荷载,其受力状况极为复杂。

尤其是碎石桩复合地基桩土应力比,国内外学者结合具体的地基处理形式作了大量工作,在各自的假定上提出了一些桩土应力比的计算式。

由于土体和桩体的实际应力应变关系比较复杂,至今尚无一个被工程界普遍接受的较为完善的计算模式。

在实际工程应用中,常常通过现场足尺模型试验测定桩土应力比来指导工程设计。

1　桩土应力比影响因素桩土应力比是复合地基的一个重要的设计参数,它反映了复合地基的工作状态,实质上是指作用在桩体上的荷载密度与作用在桩间土体上的荷载密度之比。

影响桩土应力比的因素很多,复合地基在均布荷载作用下,刚性承台下桩体顶面和桩间土上的反力都不是均匀分布的。

在复合地基理论分析中桩顶应力和桩间土应变是指作用在桩顶面上和桩间土上的平均应力,桩土应力比是指两者的平均应力之比。

复合地基桩土应力比的大小主要与6个因素有关。

111　荷载水平土和桩体材料的应力～应变关系实际上为非线性,且两者的刚度相差较大,随着荷载水平的提高桩土应力比n相应变化,其值与荷载水平p相关。

由于复合地基与基础之间往往铺有碎石等垫层,荷载作用初期荷载将通过垫层比较均匀地传递到桩和桩间土,但随着桩和桩间土变形的发展,桩间土应力逐渐向桩身集中。

（1）当选用碎石桩进行基础地基处理时，建议桩径为500mm，有效桩长不小于9.50米，桩端位于第③层粉质黏土内，且进入该层深度不小于2.00米。

面积置换率不小于0.32，经处理后的复合地基承载力特征值要求达到150KPa，固化剂宜选用等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。

碎石桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，用以调整桩和土荷载的分担作用，减小桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中。

褥垫层厚度应在碎石桩顶部铺设30～50cm的压实砂石垫层。

桩体材料可选用碎石、卵石、角砾、园砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不应大于5%，最大粒径不宜大于50mm。

碎石桩的填料量应通过现场试验确定。

碎石桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷和单桩载荷试验确定。

（2）当选用水泥粉煤灰碎石桩进行基础地基处理时，建议桩径为600mm，桩端位于第③层粉质黏土内，且进入该层深度不小于2.00米。

面积置换率不小于0.22，经处理后的复合地基承载力特征值要求达到150KPa，固化剂宜选用等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。

水泥粉煤灰碎石桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，用以调整桩和土荷载的分担作用，减小桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中。

褥垫层厚度应在碎石桩顶部铺设30～50cm的压实砂石垫层。

桩体材料可选用碎石、卵石、角砾、园砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不应大于5%，最大粒径不宜大于50mm。

碎石桩的填料量应通过现场试验确定。

水泥粉煤灰碎石桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷和单桩载荷试验确定。

碎石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。

建议碎石桩直径采用600mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。

碎石桩的间距应通过现场试验确定，对粉土和砂土地基，不宜大于碎石桩直径的4.5倍。

CFG桩复合地基机理与褥垫层的作用【摘要】：水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG桩，作为一种地基加固技术，具有多种优点。

本文就该桩型的基本理论进行探讨，以期为设计施工提供参考。

【关键词】：CFG桩;机理;共同作用;褥垫层Abstract ] : Cement flyash gravel pile, referred to as CFG piles, as a kind of foundation reinforcement technology, has many advantages. In this paper, the basic theory of pile is discussed, in order to provide reference for the design and construction of.[ Key words ]: CFG pile; mechanism; interaction; cushion一、荷载传递机理CFG桩复合地基属于刚性桩复合地基，它和散体材料桩、柔性桩的传力机理不同。

散体材料桩需要桩周土的围压作用才能维持桩体的形状。

散体材料桩在荷载作用下，桩体发生鼓胀变形，依靠桩周土提供的被动土压力维持桩体平衡，承受上部荷载的作用。

柔性桩和刚性桩桩体为粘结材料，在荷载作用下依靠桩周摩擦力和桩端阻力将作用在桩体上的荷载传递给地基土体。

但由于桩体刚度不同，柔性桩和刚性桩的荷载传递也有不同。

研究表明桩体刚度的大小对粘结材料桩的荷载传递规律有较大影响。

柔性桩复合地基存在有效（临界）桩长，这是柔性桩的桩身强度决定的，当柔性状桩长超过其临界桩长后，桩体的承载力增加很小，其桩体侧摩擦力随深度的增加而减少，变化比较大。

随着桩的刚度增大，桩侧摩擦力沿深度变化梯度减少，这是桩体强度影响承载力的主要原因。

对于CFG桩而言，其承载力主要来自全桩长的侧摩擦力和桩端承载力，桩越长则承载力越高。

一、单项选择题1．砂井堆载预压法不适合于（A）。

排水固结法适用于饱和粘性土Ａ．砂土Ｂ．杂填土Ｃ．饱和软粘土Ｄ．冲填土2．强夯法不适用于（C）地基土。

强夯法不适用于淤泥及淤泥质土Ａ．松散砂土Ｂ．杂填土Ｃ．饱和软粘土Ｄ．湿陷性黄土3．对于松砂地基不适用的处理方法是（）。

Ａ．强夯法Ｂ．预压法Ｃ．挤密碎石桩法Ｄ．真空预压法4．下列不属于化学加固法的是（B）。

Ａ．电渗法Ｂ．粉喷桩法Ｃ．深层水泥搅拌法Ｄ．高压喷射注浆法5．坝基处理的重点是（A）。

Ａ．强度、变形、防渗Ｂ．变形Ｃ．强度Ｄ．强度、变形6．在选择地基处理方案时，应主要考虑（D）的共同作用。

Ａ．地质勘察资料和荷载场地土类别Ｂ．荷载、变形和稳定性Ｃ．水文地质、地基承载力和上部结构Ｄ．上部结构、基础和地基7．换填法不适用于（C）地基土。

换填法适用于软弱土和不良土Ａ．湿陷性黄土Ｂ．杂填土Ｃ．深层松砂地基土Ｄ．淤泥质土8．在用换填法处理地基时，垫层厚度确定的依据是（C）。

Ａ．垫层土的承载力Ｂ．垫层底面处土的自重压力Ｃ．下卧土层的承载力Ｄ．垫层底面处土的附加压力9．用于换填垫层的土工合成材料，在地基中主要起的作用是（A）。

Ａ．换填作用Ｂ．排水作用Ｃ．防渗作用Ｄ．加筋作用10．当选用灰土作为垫层材料进行换填法施工时，灰土的体积配合比宜选为（ D ）。

Ａ．4:6Ｂ．5:5Ｃ．7:3 Ｄ．2:811．在砂石桩法施工中，砂石桩直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定，规范规定，可采用的直径为（B）。

Ａ．150~300mm Ｂ．300~800mmＣ．450~1000mm Ｄ．600~1200mm12．砂石桩置换法适用于处理（B ）类地基土。

Ａ．杂填土Ｂ．饱和软粘土Ｃ．碎石土Ｄ．素填土13．换土垫层后的建筑物地基沉降由（C ）构成。

Ａ．垫层自身的变形量Ｂ．建筑物自身的变形量和下卧土层的变形量两部分Ｃ．垫层自身的变形量和下卧土层的变形量Ｄ．建筑物自身的变形量和垫层自身的变形量14．换填法处理软土或杂填土的主要目的是（）Ａ．消除湿陷性Ｂ．置换可能被剪切破坏的土层Ｃ．消除土的涨缩性Ｄ．降低土的含水量15．在换填法施工中，为获得最佳夯压效果，宜采用垫层材料的（）含水量作为施工控制含水量。

平 面尺寸均为 ４ ８ ． ６ ０ ｍ×７ ． ８ ０ ｍ， 基础 埋深 自原天然地坪 以下约
为０ ． ５ ｍ 。设计要 求地基承载力特征值 为 ｆ ￣ ＝ １ ２ ０ ｋ Ｐ ａ ； 依 据该场 地“ 岩土 工程勘 察报告 ” 可知 ， 基 础主要 持力 层为第 ②层 粉土 层， 其天然地基 承载力低且为不均匀地基 ， 不能满足设计 Nhomakorabea求 ，
８ ２ １ ｋ Ｎ和 ５ ８ ９ ｋ Ｎ 。
虽
⑤多层 Ｙ型偏心支撑框架 的中间层耗能段最先进入塑性 ，
建议 以中间层耗能段截面作为整个结构耗 能段 的控制截面。 ⑥在进行多层 框架设计时 ， 应选 取合 适的截 面尺寸 ， 避免
出现各耗能段进入塑性 的时间相差过大 ， 保证每层耗能段均能
故需要进行加 固处理。 根据 附近 区域地质资料和当地建筑经验 ， 该场地附近无污
图１ 振动沉管挤密碎石桩施工工艺流程图
３ 方案设计
根据工程地质勘察 报告 可知 ，该 场地 的地基 承载力较低 ，
染源 ， 可不考虑土对建筑材料的腐蚀性。
因此可以通过对碎石桩的设 计来 达到提高地基 承载力的 目的。
胡 小娟 ， 夏 小进
（ 江西省煤 田地质勘察研究 院 ， 江西
■ ■■ ● ＿ － ● ｌ
南昌 ３ ３ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 文章 以河北省 齐家坎 小学教学楼地基 ￣Ｊ Ｅ－ Ｙ － 程为例 ， 阐述 了
——
碎 石桩复合地基的设计 、 施 工及检测 。检测 结果表 明采用挤 密碎石桩
０ 前
言
碎石桩是一种 复合地基 ，由桩 和桩间土共 同承担上部荷 载， 使地基承载力提高 ， 变形减小 。相对于其他桩型来说 ， 碎石 桩具有工艺简单 、 施工速度快 、 造价低廉 、 施工方便 、 技术可靠 、 质量容易控制 、 处理深度可达到一定 的值等特点【 １ ＇ ２ 】 。

第一部分概念题1.换土垫层法加固地基效果不包括以下哪项（）(A) 提高抗剪强度(B) 降低压缩性(C) 形成不透水层(D) 改善动力特性2.深层搅拌法加固地基效果不包括以下哪项（）(A) 提高抗剪强度(B) 降低压缩性(C) 形成不透水层(D) 改善动力特性3.强夯法加固地基效果不包括以下哪项（）(A) 提高抗剪强度(B) 降低压缩性(C) 形成不透水层(D) 改善动力特性4.处理湿陷性黄土，以下哪种地基处理方法不适用（）(A) 换土垫层法(B) 强夯法(C) 排水固结法(D) 水泥灌浆法5.对于饱和粘性土，以下哪种地基处理方法使用（）(A) 换土垫层法(B) 强夯法(C) 灰土桩(D) 热加固法6.以下哪项不属于地基处理作用机理为物理处理的方法。

（）(A) 换土垫层法(B) 强夯法(C) 碎（砂）石桩(D) 水泥灌浆法7.换土垫层法加固地基效果不包括以下哪项（）(A) 提高抗剪强度(B) 降低压缩性(C) 形成不透水层(D) 改善动力特性8.淤泥的天然孔隙比大于（）。

(A) 1.0 (B) 1.5 (C) 2.0 (D) 2.59.按物质组成与堆载方式不同，人工填土不包括以下哪项（）。

(A)黄土(B) 杂填土；(C) 素填土(D) 冲填土10.淤泥质土的天然孔隙比（）。

(A) 小于1.0 (B) 1.0~1.5 (C) 1.5~2.0 (D) 大于2.011.砂石垫层材料宜选用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、碎石等。

料中不得含有植物残体、垃圾等杂质，且含泥量不超过（）。

(A) 2% (B) 5% (C) 15% (D) 18%12.以下哪项不属于换土垫层法中垫层施工机械和工艺（）(A) 机械碾压法(B) 振动置换法(C) 重锤夯实法(D) 平板振动法13.开挖基坑时应避免坑底土层扰动，当坑底为饱和软土时，须在土面接触处铺一层细砂起到（）作用。

(A) 排水(B) 反滤(C) 置换(D) 挤密14.下面哪种土质不能用于换土垫层法处理地基的垫层材料？（）(A) 素土(B) 高炉重矿渣(C) 粉煤灰(D) 三合土15.土的控制干密度与最大干密度的比值称为（）。

碎石桩复合地基褥垫层施工方案及工艺方法一、施工准备工作：1.地基勘察：进行地质勘察，了解地层情况和土壤的物理力学指标。

2.土方开挖：根据设计要求进行土方开挖，清除表层土壤和杂物。

3.环境保护：设置围挡和警示标志，确保施工现场的安全和环境保护。

二、施工工艺及步骤：1.桩基施工：根据设计要求进行桩基施工，通常采用振动锤或打桩机进行桩基沉桩。

2.桩基灌注：桩基施工完成后，进行灌注处理，填充碎石并利用震动器对碎石进行振实。

3. 碎石填充：在桩基顶部设置碎石填充层，填充厚度一般为200-500mm，根据设计要求确定。

4.碎石振实：采用振动器对碎石进行振实，确保填充料的密实度。

5.褥垫层施工：在碎石填充层上设置褥垫层，一般采用工程布或者非织造布，用于隔离碎石与沉降土壤。

6.褥垫层连接：将褥垫层边缘交迭并粘结、熔烫固定，确保整体性。

7.碎石桩复合地基质检：对施工质量进行检查，达到设计要求后方可进行下一步施工。

三、施工注意事项：1.桩基施工时，应注意桩基间距和桩高度的控制，确保桩基的稳定性和均匀性。

2.振实碎石时应均匀施力，确保填充的碎石密实度符合要求。

3.褥垫层的材料选择应符合设计要求，具有良好的过滤和隔离性能。

4.施工过程中应注意环境保护和安全施工，做好现场清理工作，避免对周围环境造成污染和影响。

5.施工过程中应及时处理碎石和褥垫层的接缝，确保整个地基层的连续性和稳定性。

四、施工质量验收：1.桩基的开挖深度和间距应符合设计要求，抗剪强度满足规范要求。

2.碎石填充层的密实度检测应符合设计要求，碎石未出现空洞和松散现象。

3.褥垫层的连接牢固，边缘交迭处无明显开裂、松动和破损。

4.褥垫层的隔离效果良好，无渗漏现象，确保碎石与下部土层隔离。

一、多选( 每题参考分值2.5分,每题答案完全一样得满分,少选、多选、错选均不得分。

)1、碎(砂)石桩的桩顶和基础之间铺设的碎(砂)石垫层的作用主要为：（）。

褥垫作用；B.排水作用；C.过渡作用；D.垫层作用错误:【B】2、对饱和土强夯时, 夯坑形成的主要原因为（）土的触变性；B.土中含有少量气泡的水；C.土中产生裂缝；D.局部液化；错误:【B】3、可有效地消除或部分消除黄土湿陷性的处理方法是：（）。

砂垫层；B.灰土垫层；C.碎石桩；D.强夯；错误:【B;D】4、桩产生负摩阻力时，中性点的位置具有的以下特性：（）。

桩端持力层越硬，截面刚度越大，中性点位置越低；B.桩端持力层越硬，截面刚度越大，中性点位置越高；C.桩端持力层越硬，截面刚度越小，中性点位置越低；D.桩端持力层越软，截面刚度越大，中性点位置越低错误:【A】5、下列方法可用于对单桩竖向承载力进行判定的是（）。

静载试桩法；B.低应变试桩法；C.高应变试桩法；D.钻芯法错误:【A;C】6、通过置换处理地基的方法有（）。

换土垫层；B.碎石桩；C.石灰桩法；D.深层搅拌桩错误:【A;B;C】7、砂井或塑料排水板的作用是（）？提高复合模量；B.形成复合地基；C.起竖向增强体的作用；D.预压荷载下的排水通道错误:【D】8、钻孔过程中应注意：（）。

始终保持钻孔护筒内水位要高出筒外1~1.5m 的水位差和护壁泥浆达到要求；B.根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度；C.钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻；D.加强对桩位、成孔情况的检查工作。

终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况进检验，合格后立即清孔、吊放钢筋笼，灌注混凝土；错误:【A;B;C;D】9、桩端全断面（直径为d）进入持力层的深度，下列说法正确有（）。

对于粉土至少不小于5d；B.对于碎石至少不小于2d；C.当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于2d；D.当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d错误:【D】10、柔性基础在均布荷载作用下，其基底压力分布一般简化为（）。

CFG桩复合地基工程特性分析及承载力计算摘要：CFG桩复合地基加固高等级公路软基就是一种新引入的软基处理方法，具有施工周期短、工后沉降小、无噪音、无振动、不排污、节约钢材等特点而得到广泛的应用。

但是由于自身的复杂性和多样性，致使群桩相互作用机理及其承载力的计算一直没有得到令人满意的研究成果。

文章对CFG桩各个组成部分进行了详细的分析，介绍了复合地基各个参数的合理取值范围，在此基础上结合相关试验进行了承载力计算公式的推演。

关键词：水泥粉煤灰碎石桩、复合地基、软基处理、工程特性、计算参数、承载力计算0 引言CFG桩即为水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成的竖向增强体。

碎石桩复合地基，处理后承载力提高系数一般在1.2~1.6之间。

而在同样的地质条件下，CFG桩复合地基的承载力提高系数可以高达2倍以上。

CFG桩具有刚性桩特点，可全桩长发挥侧阻力，桩落在好的土层上还具有明显的端承作用。

这样就可以通过增加桩长或改变桩端持力层的方式，使桩进入较坚硬的土层来提高复合地基整体的承载力，以满足不同的设计要求。

同其他刚性桩一样，CFG桩体的刚度及变形量远大于桩间土。

在通常情况下，在桩顶和基底间设置褥垫层有效调节了桩与桩间土在荷载作用下的变形，从而确保了桩与桩间土的共同工作，这充分显示出CFG桩复合地基的柔性桩特征。

CFG桩的沉降远小于桩间土的沉降，桩体上部形成负摩擦区，致使CFG桩的实际受力与基桩有着很大的区别，其计算方法和取值也就区别于传统的基桩。

1 CFG桩复合地基结构分析1.1 褥垫层褥垫层技术是复合地基的核心技术，CFG桩只有通过褥垫层才能够构成桩土复合地基。

褥垫层厚度如果过小，桩顶时将产生非常明显的应力集中，桩间土的承载作用无法得到充分的发挥。

图1 褥垫层结构褥垫层厚度如果过大，桩土的应力比值会接近1，这样桩基就失去了在CFG复合地基中存在的意义。

所以，褥垫层厚度一般设计为10~30cm，特殊情况为50cm。

二、加固机理
第三节
砂石桩(碎石桩)
1、松散砂土及粉土的加固机理
① 挤密作用：
a 、对振冲法而言：施工过程中由于水冲使得松散砂土达到饱
和状态，并在高频强迫振动下产生液化、重新排列密实；孔中填
入的粗骨料被强迫振动、密实的同时，桩体半径还不断增大，对 桩周土形成水平挤压作用,甚至有一部分被挤入桩周土中。于是 ， 砂土密实度、孔隙率 ，干密度和内摩擦角，达到力学性 能改善、承载力提高、抗液化性能增强的目的； b 、对沉管法或干振法而言：施工中，桩管对周围砂层产生很
大的水平挤压力，并将桩管处砂子挤向桩管周围的土层中, 桩
管四周砂层孔隙率、密实度 。
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新郑高速公路震动沉管挤密 碎石桩施 工
第三章 深层密实法
二、加固机理
第三节
砂石桩(碎石桩)
1、松散砂土及粉土的加固机理
由于挤压，紧贴于桩周管上的土结构遭到完全破坏。桩管 周围塑性变形区，由于受到挤压和孔隙水压力的共同作用， 强度显著降低。桩管周围塑性变形区(图3-3-2 )半径RP可由下 式确定。
2、对粘性土的加固机理
2) 加固机理： ② 排水固结作用。饱和黏性土地基中，碎石桩体的排水
通道作用是砂石桩法处理饱和软弱黏性土地基的主要作用之
一。由于沉管成桩过程中的挤压和振动等作用，桩间土会出 现较大的孔隙水压力，导致土强度降低。碎石桩施工结束后， 上覆土体重力作用下，借助于砂石桩良好的排水作用，桩间 土发生排水固结，同时由于黏粒、水分子、离子之间重新形 成新的稳定平衡体系，使土的强度得以恢复，甚至超过原土 体强度。
2 ） 不加填料的振冲加密法适用于处理黏粒含量不大于 10 ％的 中砂、粗砂地基。 Why?

碎石垫层在碎石桩复合地基中的作用【摘要】通过对复合地基受力性状的分析，结合实际施工经验，论述了碎石垫层在碎石桩复合地基中的必要性。

【关键词】碎石垫层;振冲碎石桩;复合地基;必要性0.前言碎石桩复合地基作为软土地基处理的一项技术,以其机具简便、操作简单、质量易控制、既经济又有效而广泛应用于软土地区。

碎石桩为散体材料桩，是依靠碎石置换软土，并形成高強度（相对软土）的桩柱体来提高承载力和减小沉降的。

本文通过对复合地基受力性状的分析，结合实际工程经验，提出碎石垫层在碎石桩复合地基中是必不可少的。

1.碎石桩复合地基受力性状分析碎石桩是依靠桩间土的侧限阻力而成桩的，它既不传递摩擦力也不依靠端承力来承受荷载。

复合地基提高承载力减少变形的作用是依靠桩土协调作用来实现的，散体材料桩承受的竖向荷载有一部分转化为桩间土承受的水平荷载，使桩间土的受力状态从原来单纯的垂直向受力状态改变为以水平向受力为主的空间应力状态，这是散体材料桩复合地基的一个重要特性。

石桩复合地基承载能力决定于两个因素，一个因素是碎石桩柱体，包括桩体自身的承载能力和桩体在荷载作用下桩间土产生的围压对其承载能力提高产生的影响两个方面；另一个因素是桩间土，包括桩间土对桩体的侧限能力和桩间土通过桩体排水固结后強度得以改善的程度两个方面。

碎石桩复合地基变形的组成包括桩体的自身沉降和桩间土的变形兩部分。

桩体的自身沉降是以桩柱体在荷载作用下的压胀变形为主，对于桩间土的变形则是以压缩变形为主。

复合地基置换率多为0.2-0.4，即压胀变形可忽略不计，可近似认为桩、土变形均是由压缩变形引起的，因此，在荷载作用下，碎石桩复合地基变形可近似认为由桩顶的变形和桩间土表面的变形构成。

说明了碎石桩复合地基表面和浅部性能对地基处理的效果起决定作用。

2.碎石垫层在复合地基中的作用复合地基工作的前提是桩土协调一致。

如何使桩、土协调工作，比较有效的方法就是铺设垫层。

2.1垫层作用在荷载作用下碎石垫层可以通过碎石的流动补偿性调整桩、土应力分配和复合地基变形，使基础－复合地基共同作用。

6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .26SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工程技术水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为的高粘结强度的桩。

该种处理方法是通过在碎石桩体中添加以水泥为主的胶结材料,添加粉煤灰增加混合料的和易性并有低标号水泥的作用,同时还添加适量的石屑以改善级配，使桩体胶结强，从散体材料桩转化为具有高粘结强度的桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

1复合地基垫层技术理论1.1复合地基垫层作用分析垫层厚度设计的是否合理，对复合地基的承载力和沉降变形都产生较大的影响。

因此，对垫层技术的深入研究分析，对于指导水泥粉煤灰碎石桩复合地基的设计有着十分重要的实际意义。

在高等级公路软基处理中，垫层的主要作用有调整桩、土荷载分担比，最大限度发挥桩体的作用保证桩、土共同承担路堤和车辆等荷载调整桩、、土水平荷载的分担，增强路堤稳定性，改善基础底面的应力集中程度，减少路堤的不均匀沉降。

1.2垫层厚度及桩间距的合理确定在水泥粉煤灰碎石桩复合地基中，桩体的实际极限承载力一般比单桩静载试验测得的大，其原因是桩间土可以承担部分建筑物的荷载，而且还有一个群桩效应问题。

而且，成桩过程中对桩对土的挤密作用、水泥粉煤灰碎石桩的桩身材料与桩间土的物理化学作用，以及桩间土在荷载下固结引起抗剪强度的提高等，都不同程度地提高了复合地基的极限承载力。

2水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载特征2.1无垫层时复合地基承载特征若桩顶与基础间不设垫层，桩顶直接与基础接触时，根据变形协调条件，桩与桩间土的变形相同。

由于桩的变形模量远大于土的变形模量，当荷载小于桩的容许承载力时，主要由桩承担，桩间土承担的荷载很小。

随着荷载的增加，当桩顶荷载超过其容许承载力时，桩的荷载一沉降曲线由直线段进入曲线段，桩端土也由弹性变形进入塑性变形阶段，沉降明显加大，此时桩间土承载作用才得以发挥。

显。
庄
３１１ ．． 碎石垫层的拱效 应 ： 试 验表 明 ， 合 地 基 在 受 荷 初 期 ， 力 开 始 向桩 顶 集 中 ， 顶 沉 复 应 桩 降大于桩 间土沉 降 ， 明碎石垫层 中卸载拱 已经形成 ， 说 拱脚 位于桩
顶 ， 载经卸载拱传 向桩顶 ， 荷 而位于卸 载拱 下面 的桩 问土所 受应 力
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３ ０ １・
பைடு நூலகம்
工 程科 技
浅谈碎石褥垫层在碎石桩复合地基 中的作用
王 树斌
摘
分析 。
要 ：随着复合地基技术的发展 和完善 ，复合地基技 术得到很在发展 ，现通 过对复合地基受力性状的分析 ，结合 实际进 行 简要
．
关 键 词 ：碎 石 褥 垫 层 ；复 合 地 基 ；技 术应 用
则 大 大减 小 。 ３１ ．． 整 桩 、 应 力 比 ： ２调 土 由 于桩 顶 和桩 间土 的沉 降不 同 ，调 动 碎 石 垫 层 的流 动 补 偿 性 ， 逐 步调整桩 、 土应力 比 ， 使应力过分 集中在桩 间土而造成 复合地 不 图 １ 桩侧 径 向 位移 与深 度 的关 系 基 上部整体剪切 破坏或应力过 分集 中在桩 体上而造 成鼓胀 和刺入 碎石桩复合地基承载能力决定于两个 因素 的四个方面 ， 一个 因 破坏 。 经过一段 时间的调整 和协调工作 ， 、 桩 土应力趋于合理分配状 素是碎石桩柱体 ， 包括桩体 自身的承载能力和桩体在荷载作用 下桩 态 ， 时 ， 合 地 基 即处 于 平 稳 状 态 。 此 复
间土产生 的围压对其承载能力提高产生 的影 响两个 方面 ； 另一个 因 素是桩间土 ， 包括 桩问土对桩体 的侧 限能力和桩问土通过桩体排水
３１ 保 护表土和改善接触条件作用 ： ．＿ ３ 实践证 明 ， 边施工碎石桩边铺设碎石垫层能避免 施工机械对施 同结 后 强 度 得 以改 善 的 程 度 两 个 方 面 。 工后 的复合地基表土 的扰动 ， 在软土地基 中还 可以改 善表层排水 条 碎石桩 复合地基变形 的组成包括桩 体 的 自身沉降 和桩间土 的 件 ， 使表土强度有所 提高 ； 同时 ， 能改善基础 与复合地 基的接触条件 变形两部分 。 桩体 的 自身沉降是 以桩柱体在荷载作用 下的压胀变形 防止地基反力不均而造成“ 空” 脱 或基础倾斜 。 为主 ， 于桩 间土的变形则是 以压缩 变形为主。复合地基置换率多 对 ３２碎 石褥 垫层 厚 度 与复 合 地 基 Ｔ 作 性 状 关 系 ． 为 ０２ ０ ， ．～ ． 即乐胀 变形可忽 略不计 ， 近似认 为桩 、 ４ 可 土变形 均是 由 据有关 复合地基 的研 究与模型 实验得知 ，随褥 垫层 厚度 的增 压缩变形引起的 ， 因此 ， 在荷 载作用下 ， 石桩 复合地基变形可近似 加 ， 顶 应 力 减 小 ， 顶 应 力 则 增 加 ， 随 上 部 荷 载 的 增 加 ， 现 象 碎 桩 土 并 此

褥垫层在 CFG 桩复合地基中的作用摘要：CFG 桩是英文 Cement Fly-ash Gravel Pile 的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，CFG 桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基，复合地基的许多特性都与褥垫层有关，因此褥垫层 技术是复合地基的一个核心技术。

褥垫层是由颗粒材料组成的散体垫层， 由于在 CFG 桩和基 础之间设置了褥垫层，在竖向荷载作用下，桩基中的桩、土受力和 CFG 桩复合地基中的桩、 土受力有着明显的不同。

由于褥垫层的存在，CFG 桩可以向垫层产生向上的刺入变形，使得 CFG 桩可以承担更多的荷载，桩间土的承载力也得到充分的发挥，从而使 CFG 桩复合地基获 得了更高的承载力。

关键词：CFG 桩，褥垫层，复合地基，作用 一、概述 CFG 桩的使用范围很广，在沙土、粉土、淤泥质土、杂填土等地基具有大量成功的实例。

CFG 桩对独立基础、条形基础、筏形基础都适用，目前多用于高层和超高层建筑中。

它是由 水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合材料加水拌和而成的高黏结强度桩，和桩间土、褥垫 层一起形成水泥粉煤灰碎石桩复合地基。

CFG 桩复合地基通过褥垫层与基础连接,并且使用 双向刺入模式， 将上部基础传来的基底压力通过褥垫材料的变形以一定比例分配给桩及桩间 土，并通过协调桩间土产生的固结沉降，使桩间土始终与基底面保持接触，保证桩土共同工 作。

因此褥垫层在 CFG 桩复合地基中起着至关重要的作用。

二、CFG 桩复合地基的工作原理 在复合地基中，在垂直荷载作用下，桩和桩间土都将产生变形，桩体的压缩模量远远大 于土的压缩模量， 桩在竖向荷载下产生的变形要小于土的变形， 褥垫层能够起到协调这种变 形的作用。

桩体刺入褥垫层，构成褥垫层的颗粒状散体材料不断补充到桩间土表面上，基础 通过挤压褥垫层和桩间土接触， 使得桩和桩间土始终参与工作， 并使桩间土在桩体沉降不断 增加的情况下能不断发挥其承载力作用。

2015地基处理复习题填空1.均质人工地基处理方法包括强夯法、换填垫层法和排水固结法.2.当采用相对变形值确定复合地基承载力特征值时，对灰土挤密桩复合地基,取沉降比等于0。

008所对应的压力，对石灰桩复合地基，可取0。

012_所对应的压力。

3.CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩,CFG桩复合地基的核心技术是褥垫层技术_。

4.地基处理要解决以下问题：提高承载力、减小沉降、提高土层抗渗透变形破坏能力和防止地基液化、震陷、侧向位移。

5.竖向增强体复合地基分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。

6.当采用相对变形值来确定复合地基承载力特征值时，对土挤密桩复合地基，取沉降比等于0.012_所对应的压力，对水泥土搅拌桩复合地基,可取0。

006_所对应的压力。

7.工程中常用的水泥土桩有高压旋喷水泥土桩、水泥土搅拌桩和夯实水泥土_桩。

8.天然地基是否需要进行处理取决于地基土的性质和建（构）筑物对地基的要求两个方面。

9.由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合形成高黏结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法，称为CFG桩。

10.高压喷射注浆法的基本工艺类型有:单管法、二重管法、三重管法和多重管法等方法。

11.地基处理:在天然地基较弱的情况下，不能够满足地基强度和变形等要求，则预先要经过人工处理以后再建造基础的地基加固方法.单选题1.在换填法中,当仅要求消除基底下处理土层的湿陷性时宜采用(A)A。

素土垫层B。

灰土垫层C.砂石垫层D。

碎石垫层2.对于满足下卧层承载力要求、垫层底宽要求、压实标准的普通建筑物换填垫层处理地基，其变形计算采用（A)方法.A.可只计算下卧层的变形B。

垫层的沉降加上下卧层沉降,下卧层的附加应力按布辛尼斯科的弹性力学解计算C。

垫层的沉降加上下卧层沉降,下卧层的附加应力按扩散角计算D。

垫层的沉降加上下卧层沉降,复合模量按载荷试验决定3.采用堆载预压处理软基时,为加速地基土压缩过程,有时采用超载预压,指(B）A在预压荷载旁边施加荷载B。