CFG__水泥粉煤灰碎石桩法+计算例题删减版

9 水泥粉煤灰碎石桩法9．1 一般规定9．1．1 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。

对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

9．1．2 水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。

9．1．3 水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计时应进行地基变形验算。

9．2 设计9．2．1 水泥粉煤灰碎石桩可只在基础范围内布置，桩径宜取350 ~ 600mm。

9．2．2 桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定，宜取3 ~ 5倍桩径。

9．2．3 桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取150 ~ 300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。

9．2．4 褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm。

9．2．5 水泥粉煤灰碎石桩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：()sk p a spk f m A R m f -+=1β （9.2.5）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)；A p ——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。

9．2．6 单桩竖向承载力特征值a R 的取值，应符合下列规定： 1 当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；2 当无单桩载荷试验资料时，可按下式估算：p p i ni si p a A q l q u R +=∑=1(9.2.6)式中 p u ——桩的周长(m)；n ——桩长范围内所划分的土层数；si q 、p q ——桩周第i 层土的侧阻力、桩端端阻力特征值(kPa)，可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定确定；i l ——第i 层土的厚度(m)。

CFG桩法5.1.1 基本概念CFG桩，是水泥粉煤灰碎石桩的简称，(C指Cement、F指Fly-ash、G指Gravel)，是由碎石、石屑、粉煤灰组成混合料，掺适量水进行拌和，采用各种成桩机械形成的桩体。

通过调整水泥的用量及配比，可使桩体强度等级在C5～C20之间变化，最高可达C25，相当于刚性桩。

由于桩体刚度很大，区别于一般柔性桩和水泥土类桩，因此，常常在桩顶与基础之间铺设一层150~300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石(称其为褥垫层)，以利于桩间土发挥承载力，与桩组成复合地基，见图5.1-1。

褥垫层在水泥粉煤灰碎石桩复合地基中具有重要作用，它可起到保证桩土共同承担荷载、调整桩与土垂图5.1-1直及水平荷载的分担和减小基础底面的应力集中的作用。

【例题1】CFG桩是( )的简称。

A、低标号素混凝土桩；B、水泥白灰碎石桩；C、白灰粉煤灰碎石桩；D、水泥粉煤灰碎石桩；答案：D【例题2】采用CFG桩地基处理后，一般设置的褥垫层厚度为( )。

A、100~200mm；B、150~300mm；C、300~500mm；D、大于500mm；答案：B5.1.2 适用范围适用于处理黏性土、粉土、砂土和已完成自重固结的素填土等地基。

对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

5.1.3 加固原理CFG桩法也是通过在地基中形成桩体作为竖向加固体，与桩间土组成复合地基，共同承担基础、回填土及上部结构荷载。

当桩体强度较高时，CFG桩类似于钢筋混凝土桩(常称为刚性桩)，这样，在常用的几米到二十多米桩长范围内，桩侧摩阻力都能发挥，不存在柔性桩(如砂石桩法、振冲法形成的散体材料桩)或半刚性桩(如水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法等形成的低黏结强度桩体)存在的有效桩长的现象。

因此，无论是承载力提高幅度及处理深度都较柔性桩和半刚性桩为优。

5.1.4 CFG桩复合地基的工程特性1 承载力提高幅度大，可调性强由于褥垫层对桩和桩间土的变形协调作用，桩距大小(置换率高低)不影响桩、土承载力的发挥；CFG桩的桩身强度高，可保证桩长较大时，全桩长发挥作用，充分利用土对桩的侧阻力、端阻力，不会像柔性桩、低强度桩一样受“有效桩长”的限制。

水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）9.1.1 水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩（简称CFG桩），桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。

水泥粉煤灰碎石桩系高粘结强度桩，需在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层。

保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。

水泥粉煤灰碎石桩与素混凝土桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，而在其受力和变形特性方面没有什么区别。

掺粉煤灰后，水化热小，干缩性小，抗裂性好（多用于大体积混凝土、地下及海港混凝土）。

见《土木工程材料》第47页第1行；《西南地区建筑标准设计通用图集05J302》第10页第18行（防水混凝土掺粉煤灰20℅）。

水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，并具有较大的适用范围。

就基础形式而言，既可适用于条基、独立基础，也可适用于箱基、筏基；既有工业厂房，也有民用建筑。

就土性而言，适用于处理粘土、粉土、砂土和正常固结的素填土等地基。

对淤泥质土应通过现场试验确定其适用性。

水泥粉煤灰碎石桩不仅用于承载力较低的土，对承载力较高（如承载力fak＝200kPa）但变形不能满足要求的地基，也可采用水泥粉煤灰碎石桩减少地基变形。

目前已积累的工程实例，用水泥粉煤灰碎石桩处理承载力较低的地基多用于多层住宅和工业厂房。

比如南京浦镇车辆厂厂南生活区24幢6层住宅楼，原地基土承载力特征值为60kPa的淤泥质土，经处理后复合地基承载力特征值达240kPa，基础形式为条基，建筑物最终沉降多在4cm左右。

对一般粘性土、粉土或砂土，桩端具有好的持力层，经水泥粉煤灰碎石桩处理后可作为高层或超高层建筑地基，如北京华亭嘉园35层住宅楼，天然地基承载力特征值为fak＝200kPa，采用水泥粉煤灰碎石桩处理后建筑物沉降3～4cm。

对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，一般先施工碎石桩，然后在碎石桩中间打沉管水泥粉煤灰碎石桩，既可消除地基土的液化，又可获取很高的复合地基承载力。

关于CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。

其施工工艺与普通沉管碎石桩基本相同。

1．工程材料1．1粉煤灰粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。

它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（1100~1500。

C）后，由收尖器惧的细灰（简称干灰）。

其主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，其中粉煤灰的活性决定于各种粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO对粉煤灰的活性也极为有利。

粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。

1．2碎石碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾石、碎石等，其粒径为20~50mm，密度为2．7t•m3，松散密度为1．39t•m3，含水率0．96%，含泥量不得大于5%。

1．3石屑掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙，使其级配良好。

石屑宜选用与同一种碎石原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。

其各项参数如下：粒径2．5~10mm，密度2．7t•m3，松散密度1．47t•m3，含水率1．05%，含泥量不得大于5%。

1．4水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。

2．机具设备2．1主要机具振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。

目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60/DZ120等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。

2．2配套设备2．2．1吊机的起吊能力应不小于10t，可用起落架代替吊机。

2．2．2电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块，500V电压表3块。

2．2．3加料可用架子车或小翻斗车完成，按一次不超过0．5立方计算需要运输工具的数量。

第九章水泥粉煤灰碎石桩法9.2加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。

如图9-1所示。

此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。

由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。

图9-1 CFG桩复合地基示意图图9-2 σσ/与褥垫厚度关系曲线p s其加固软弱地基主要有三种作用：1)桩体作用；2)挤密作用；3)褥垫层作用。

(1)桩体作用CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。

在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其周围软土小，因此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，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。

据南京造纸厂复合地基载荷试验结果，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩体应力比n=24.3～29.4；四桩复合地基桩土应力比n=31.4～35.2；而碎石桩复合地基的桩土应力比n=2.2～2.4，可见CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比，亦即其桩体作用显著。

(2)挤密与置换作用当CFG桩用于挤密效果好的土时，由于CFG桩采用振动沉管法施工，其振动和挤压作用使桩间土得到挤密，复合地基承载力的提高既有挤密又有置换；当CFG桩用于不可挤密的土时，其承载力的提高只是置换作用。

(3)褥垫层作用由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫，在复合地基中有如下几种作用：1)保证桩、土共同承担荷载褥垫层的设置为CFG桩复合地基在受荷后提供了桩上、下刺入的条件，即使桩端落在好土层上，至少可以提供上刺入条件，以保证桩间土始终参与工作。

2)减少基础底面的应力集中 在基础底面处桩顶应力σp 与桩间土应力σs 之比随褥垫层厚度的变化如图9-2所示。

当褥垫层厚度大于10cm 时，桩对基础产生的应力集中已显著降低。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）法复合地基处理一、编制依据二、施工准备(一) 技术准备（1）熟悉图纸a、与建设、监理、设计等相关单位就施工、设计及生产安排中可能遇到的问题充分交换意见，在充分理解设计意图和施工要点的基础上作好内部施工技术交底、安全交底工作。

对现场施工环境、排水系统、交通运输、土方堆放场地、施工限制等作出施工总体安排，并对投标时的施工组织设计进行优化、细化。

b、组织技术、生产管理人员熟悉设计图纸、工程内容、工期安排等，在明确总体工作的基础上对各分项工程的施工工艺流程、质量控制要点、施工准备所需的人、材、机、外部环境等做到心中有数，项目总工负责澄清项目实施中存在的疑问，并做好技术交底工作。

c、根据场地情况合理布置测量控制点，要求通视好、不影响交通，并考虑到基坑开挖。

d、图纸会审会议上提出我方的意见，并形成文字会议记录。

e、组织施工人员就施工当中可能遇到的技术难题选择最优方案，为圆满完成工程施工任务打好基础。

（2）技术交底由项目技术负责人对项目部施工员、质检员进行图纸和《施工组织设计》的技术交底；由项目施工员对作业班组作技术质量安全交底，履行交底签字手续。

（3）建立测量控制网根据业主所提供红线（或轴线点）和水准点，建立适合本工程的测量定位网络和标高控制网络，其中重要的坐标控制点要做成相对永久性的测站点，同时得到监理（或业主）的认可。

（4）做好各类原材料的复检工作。

(二) 材料机具准备施工机具和配套设备：振动沉管法=振动打桩机+配套设备；螺旋钻机成孔泵压砼= 钻机+砼输送泵+砼运输车。

为保证施工的连续性，在使用临电时，需配备一台发电机。

CFG 施工整体流程图振动沉管法C FG 桩施工工艺流程图长螺旋钻管内泵压C FG 桩施工工艺流程图(一) 振动沉管法CFG 桩施工拱形，标记处理场地范围内地下构筑物及管线。

测量放线桩底相对于场平面的深度。

平、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）施工一、施工准备水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG，是用振动沉管打桩机或其他成桩机具成孔，将碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌和，泵压或经下料斗投入孔中，制成的一种具有一定粘结强度的桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的处理方法。

水泥粉煤灰碎石桩适用于处理黏性土、粉土、砂土和以自重固结的素填土等地基。

水泥粉煤灰碎石桩的设计应符合下列规定：①水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力高和模量较高的土层作为持力层。

②桩径：长螺旋钻中心压灌、干成孔和振动沉管成桩宜350~600mm；泥浆护壁钻孔灌注桩宜取600~800mm。

③桩距：应根据基础形式、设计要求的复合地基承载力和复合地基变形、土性和施工工艺确定。

箱形基础、筏形基础和独立基础，桩距宜取桩径的3~5倍。

④桩顶与基础之间应设褥垫层：褥垫层材料应符合设计要求，厚度宜取~倍桩径，材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等，最大粒径不宜大于30mm；对于较干的砂石材料，虚铺后可适当洒水再进行夯实。

1技术准备（1）根据设计要求，经试验确定混合料配合比；（2）试成孔应不少于3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；（3）编制施工方案和进行技术交底。

2材料准备（1）卵石（或碎石）：粒径202150mm（2）砂：杂质含量小于5%；（3）粉煤灰：用符合Ⅲ级及以上标准的粉煤灰；（4）水泥：用强度等级不低于级的普通硅酸盐水泥，水泥进场应有出厂合格证和复验报告，其他材料应经试验符合设计要求。

3机具准备根据碎石桩的设计资料及碎石桩的施工参数，提出该地基处理所需要的施工机具与设备，例如振冲器、起吊机具、填料机具等。

二、施工工艺1施工工艺流程（1）根据现场施工条件选择施工工艺。

①长螺旋钻孔灌注成桩：适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土，中等密实以上的砂土；②长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩：适用于黏性土、粉土、砂土以及对噪声污染要求严格的场地；③振动沉管灌注成桩：适用于粉土、黏性土及素填土地基。

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 ＝ 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： 混合料塌落度按3cm 控制，水灰比和粉灰比：混合料密度：2.1～2.2t/m 31.3 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 spksk pR f mm f A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。

其二：1(1)spk sk f m n f式中：-----桩间土承载力折减系数，一般取0.8；n------桩土应力比，10-14。

《建筑地基处理技术规范》：单桩载荷试验：单桩竖向极限承载力/安全系数21na psi i p P i R u q l q A si q 、p q -------桩周第i 层土的侧摩阻力、桩端端阻力特征值1.3.2 沉降计算一、分层总和法当荷载不超过复合地基承载力时，复合地基的沉降：式中： 1s ------加固区压缩变形；2s ------下卧层压缩量；n 1 ------加固区土的层数; n 2------下卧层土的层数；soi-----桩间土应力so在加固区第i 层土产生的平均附加应力；oj p -----荷载P 0在下卧层第j 层土产生的平均附加应力；si E -----加固区第i 层土的压缩模量，该层天然地基压缩模量的ζ倍，/spk ak f fsj E -----下卧层第j 层土的压缩模量；i h ，j h -----土的分层厚度；s-----沉降计算经验系数，《建筑地基基础设计规范》表5.3.5注：s E 为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，应该下式计算： 式中 i A ——第层土附加应力系数沿土层度的积分值；si E ——基础底面下第i 层土的压缩模量值（MPa ），桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值。

目录一、工程概况 (1)二、场区工程地质及水文地质条件 (1)2.1、地形地貌 (1)2.2、地层岩性 (1)2.3、水文地质条件： (1)2.4、抗震设计条件及场地评价 (2)三、设计方案 (2)3.1、设计方案 (2)3.2、设计工作量 (3)3.3、质量检验 (3)四、施工依据 (3)五、施工组织 (4)5.1、人员组织 (4)5.2、所需机械设备 (4)六、施工进度计划及保证措施 (4)6.1、施工进度计划 (4)6.2、进度保证措施 (5)七、施工方法及质量保证措施 (7)7.1柱锤夯扩干硬性混凝土桩施工 (7)1、工艺流程 (7)2、质量标准 (7)3、质量保证措施 (7)7.2碎石桩施工 (9)1、工艺流程 (9)2、质量标准 (9)3、质量保证措施 (9)八、质量管理措施 (10)8.1、施工组织管理措施 (10)8.2、施工资料管理措施 (11)九、安全生产保证措施 (11)9.1、安全生产管理体系 (11)9.2、安全生产保证措施 (12)9.3、安全用电和电气防火措施 (13)9.4、分项工程安全技术措施 (15)9.5、应急预案 (16)十、文明施工及环保措施 (18)10.1建立健全岗位责任制 (18)10.2施工现场控制扬尘措施 (18)10.3施工现场防噪声污染措施 (18)十一、冬季施工措施 (18)十二、环境与职业健康安全管理 (19)12.1、杜绝重伤事故的发生，人员负轻伤率为零 (19)12.2、特种设备定期检测、检验率达100%，特种作业培训率达100% (19)12.3、控制车辆噪声，减少噪声污染 (19)12.4、废弃物分类排放、集中处理、处置率达100% (19)12.5、节约燃料及备件，保障机械设备的完好率达90%以上 (20)附件一 (21)附件二 (22)附件三 (23)附件四 (24)一、工程概况拟采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基，预计桩数2044根。

第一篇水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基设计1 工程概况拟建***花园综合楼游泳池位于**市**县***花园小区，由**公司建设，由四川**建筑设计院负责设计。

游泳为25米×13米。

本拟建项目重要性等级为二级，场地的复杂程度为二级，地基的复杂程度为二级，岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级，基坑重要性等级为三级。

因基础下为新近人工填土及素填土等软弱下卧层，基础变形不能满足设计要求，拟采用CFG桩进行加固处理，具体要求如下：⑴处理范围：游泳池基础部分及周边。

⑵处理后复合地基承载力特征值：f spk≥200kpa，压缩模量≥10Mpa。

⑶桩端持力层：卵石土。

受建设单位邀请，我院参加综合楼游泳池CFG桩复合地基加固处理工作，现编制本工程地基加固处理方案及施工组织设计如下。

2 CFG桩复合地基设计2.1 CFG桩复合地基概述CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。

它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

这种复合地基，由于承载力提高幅度具有很大的可调性，沉降变形小，造价低，施工简单，具有明显的社会、经济效益。

2.2 设计要求⑴处理范围：游泳池基础部分及周边。

⑵处理后复合地基承载力特征值：f spk≥50kpa，压缩模量≥10Mpa。

⑶桩端持力层：卵石土。

2.3 设计依据⑴《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）⑵《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）⑶《成都雅居乐花园（一期）地下车库岩土工程勘察报告》（湖北地矿建设勘察有限公司2007.2）⑷《建筑地基验收规范》（GB50202-2002）2.4 GFG桩复合地基设计计算2.4.1 GFG桩复合地基设计流程GFG桩复合地基设计主要确定5个设计参数，分别为桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料。

设计程序如下图。

调整桩长调整桩长调整桩间距调整桩间距NNnnGFG桩复合地基设计流程图2.4.2 确定桩长(l)根据地勘报告，场地基础持力层范围内的新近填土层不能满足变形要求，须对基底新近填土层及素填土层进行CFG桩地基加固处理。

CFG 桩法【例题2】某场地勘察资料如下：①0~5m ，淤泥质黏土，16sk a q kP =，100ak a f kP =；②5~12m ，粉土，22sk a q kP =；③12~26m ，砾砂土，100sk a q kP =；1500pk a q kP =；④26m 以下为基岩。

采用水泥粉煤灰碎石桩处理，正方形布桩，桩顶位于地表下2.5m 处，桩端全断面位于地表下15m 处，桩径为400mm ，桩距为1.6m ，桩体材料18cu a f MP =，场地尺寸为1632m m ⨯，桩间土承载力折减系数取0.8，按《建筑地基处理技术规范》计算： ①单桩竖向承载力特征值为（ ）A. 680kNB. 754kNC. 809kND. 861kN ②复合地基承载力为（ ）A. 350a kPB. 360a kPC. 370a kPD. 380a kP【解】① CFG 桩单桩竖向承载力特征值a R按桩间土强度计算1na p sik i pk p i R u q l q A ==+∑ 23.140.43.140.4(16 2.52271003)15004⨯=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯ 809kN =按桩体材料强度计算3a cu pR f A ≥ 2311 3.140.41810753.6334a cu p R f A kN ⨯≤=⨯⨯⨯= 按桩体材料强度计算的a R 值较小，因此取753.6a R kN =。

② 复合地基承载力spk f正方形布桩等效圆直径e d1.13 1.13 1.6 1.808e d s m ==⨯=面积置换率m 2222/0.4/1.8080.049e m d d === 复合地基承载力spk f 2753.64(1)0.0490.8(10.049)100370.083.140.4a spk sk a p R f m m f kP A β⨯=+-=+⨯-⨯=⨯。

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。

第九章水泥粉煤灰碎石桩法9.1概述水粉煤灰碎石桩，英文名Cement Fly-ash Gravel Pile即CFG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C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。

水粉煤灰碎石桩和桩间土一起，通过褥垫层形成水粉煤灰碎石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。

水粉煤灰碎石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。

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。

对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。

9.2加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。

如图9-1所示。

此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。

由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。

图9-1 CFG桩复合地基示意图图9-2 σσ/与褥垫厚度关系曲线p s其加固软弱地基主要有三种作用：1)桩体作用；2)挤密作用；3)褥垫层作用。

(1)桩体作用CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。

在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其周围软土小，因此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，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。

据南京造纸厂复合地基载荷试验结果，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩体应力比n=24.3～29.4；四桩复合地基桩土应力比n=31.4～35.2；而碎石桩复合地基的桩土应力比n=2.2～2.4，可见CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比，亦即其桩体作用显著。

第九章水泥粉煤灰碎石桩法9.1概述水粉煤灰碎石桩，英文名Cement Fly-ash Gravel Pile即CFG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C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。

水粉煤灰碎石桩和桩间土一起，通过褥垫层形成水粉煤灰碎石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。

水粉煤灰碎石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。

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。

对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。

9.2加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。

如图9-1所示。

此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。

由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。

图9-1 CFG桩复合地基示意图图9-2 σσ/与褥垫厚度关系曲线p s其加固软弱地基主要有三种作用：1)桩体作用；2)挤密作用；3)褥垫层作用。

(1)桩体作用CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。

在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其周围软土小，因此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，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。

据南京造纸厂复合地基载荷试验结果，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩体应力比n=24.3～29.4；四桩复合地基桩土应力比n=31.4～35.2；而碎石桩复合地基的桩土应力比n=2.2～2.4，可见CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比，亦即其桩体作用显著。

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）。

水泥粉煤灰碎石桩法计算书计算依据：1、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20122、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、基本参数二、土层参数简图如下:基础剖面图三、复合地基承载力特征值1、单桩竖向承载力特征值当采用单桩荷载试验时，将单桩竖向极限承载力除以安全系数2，得Ra；当无单桩荷载试验资料时，如下计算：桩的周长：u p=πd=3.14×0.4=1.256m桩的截面积：A p=π(d/2)2=3.14×(0.4/2)2=0.126m2R a=u p∑q si l i+αp q p A p=1.256×(12×1.5+13×2.2+11×1.8)+1×300×0.126=121.198 kPa2、桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求f cu≥4×λ×R a/A p经验算：f cu=3500≥4×0.9×121.198/0.126=3462.8kpa满足要求！3、复合地基承载力特征值f spk=λm×R a/A p+β(1-m)f sk=0.9×0.2×121.198/0.126+0.8×(1-0.2)×800=685.14 kPa 复合土层压缩模量与原土层的比值：ξ=f spk/f ak=685.14/200=3.426四、沉降计算1、基础底面附加应力计算P0=F/A+(γ0-γ)d=500/(3×2)+(20-19.06)×1.7= 84.931 kN/m32、分层变形量计算z i(m)基础中心处平均附加应力系数αi相邻基础影响αi总附加应力系数αi总z i×αi总z i×αi总-z i-1×αi-1总土的压缩模量E si(MPa)A iΔs iΣΔs i0.54×0.24642×2×(0.2489-0.247)0.99320.49660.4966 5.50.49837.6687.66814×0.23192×2×(0.2436-0.2343)0.96480.96480.4682 5.50.48957.2314.8981.54×0.21082×2×(0.2341-0.2149)0.92 1.380.4152 5.50.4712 6.41221.3124×0.18942×2×(0.2219-0.1944)0.8676 1.73520.3552 6.50.4469 4.64125.9512.54×0.172×2×(0.209-0.1754)0.8144 2.0360.3008 6.50.4205 3.9329.88134×0.15332×2×(0.1962-0.1588)0.7628 2.28840.2524 6.50.3943 3.29833.1793.54×0.13912×2×(0.1841-0.1445)0.7148 2.50180.2134 6.50.3694 2.78835.9673.74×0.13412×2×(0.1795-0.1393)0.6972 2.57960.0778 6.50.1412 1.01736.9843、确定基础变形计算深度△s'n根据《规范》GB50007-2011表5.3.7得：△z =0.3m则当前计算深度向上取厚度为△z的土层深度: z'=5.2-0.3=4.9m此层土的变形值：Δs'n= P0(z i×αi总 -z i-1×αi-1总)/E si=84.931×(5.2×0.5808-4.9×0.6012)/6=1.051mm△s'n/∑△s =1.051/43.221=0.0243≤0.025满足要求。