褥垫层在CFG桩复合地基中的作用

褥垫层在CFG桩复合地基中的作用(图文)论文导读：CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

CFG桩复合地基通过垫层与基础连接,并且使用双向刺入模式，无论桩端落在一般地层还是坚固硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。

因此褥垫层在CFG桩复合地基中起着至关重要的作用。

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。

关键词：CFG桩，褥垫层，复合地基，作用一、概述CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

CFG 桩复合地基通过垫层与基础连接,并且使用双向刺入模式，无论桩端落在一般地层还是坚固硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。

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。

随着荷载的增加，桩承担的荷载百分比PP/P逐渐增加，土承担的荷载占总荷载的百分比PS/P逐渐减少。

随着时间的推移，桩和桩间土的荷载分担趋于一常值，见图1(图中PP为桩承受荷载，PS为桩间土承受荷载)。

图1CFG桩和桩间土荷载分担比随荷载变化曲线褥垫层的存在，不论桩端土层性质如何，从开始加载桩就存在一个负摩擦区，负摩擦作用对复合地基并非有害，其作用是阻止桩间土的变形，它对提高桩间土的承载力，减少复合土层的变形起着有益的作用。

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。

褥垫层是指在承台下设置的粒径为30～80mm的碎石,其厚度一般为300mm,特殊情况为500mm.研究表明,褥垫层是桩体复合地基形成的必要条件,没有褥垫层,桩间土不能充分发挥其承载能力,因而也就不能形成桩体复合地基;垫层指的是设于基层以下的结构层。

其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件。

其材料可以是砂、陶粒、砂浆、混凝土等。

本质上来说：褥垫层是传力层，而垫层是保护隔离层。

褥垫层的设置厚度对桩及桩周土的应力分配有很大关系，具体原则如下：1、当密实或坚硬土层作为持力层埋藏较深,桩端难以落入该层时:1)当需处理深度范围内土层物理力学性能指标较好时,应选取厚度偏大的褥垫层来减少桩数,充分利用桩间土的承载力来达到降低工程造价的目的,该方法为降低桩土应力比值法;2)当需处理深度范围内土层物理力学性能指标较差时,应选取厚度中等偏大的褥垫层,在充分利用桩间土承载力的基础上,适当增加桩数,充分利用桩的承载能力,在满足安全的前提下,尽量降低工程造价,该方法为适当提高桩土应力比值法。

2、当密实或坚硬土层作为持力层埋藏较浅,桩端容易落入该层时:1)当需处理深度范围内土层物理力学性能指标较好时,应选取厚度中等偏小的褥垫层,在充分利用桩间土承载力的基础上,尽量减少桩数,充分利用桩的承载能力,降低工程造价,该方法为适当降低桩土应力比值法;2)当需处理深度范围内土层物理力学性能指标较差时,应选取厚度偏小的褥垫层,在充分利用桩间土承载力的基础上,适当增加桩数,充分利用桩的承载能力,在满足安全的前提下,尽量降低工程造价,该方法为提高桩土应力比值法。

3、褥垫层不宜太薄，原因是防止褥垫层失效，CFG桩对基础进行冲切破坏4、褥垫层的设置原则（1）长桩宜薄、短桩宜厚；（2）桩间距大，宜厚，否则，宜薄；(s=2.5d~5d)（3）桩径大，宜厚，否则，宜薄；（d=350mm~600mm）（4）桩土的相对刚度大，宜厚，否则，宜薄；以上所指的厚不宜超过40cm，薄不宜小于15cm，小于15cm以后，施工不容易控制。

CFG桩复合地基的基本原理及工程应用摘要：本文阐述了CFG桩复合地基的原理，介绍了CFG桩复合地基桩、桩周土以及褥垫层的作用。

关键词：CFG桩；复合地基；工程应用引言：伴随着地基处理技术的不断发展和进步,复合地基技术的在工程中得到了越来越多的广泛应用。

特别是近年来出现的CFG桩复合地基这种新型的地基加固技术,因其费用低、施工方便、承载力高和适应性强等优点使其在工程中得到广泛的推广和应用。

其桩体材料是由少量的水泥、粉煤灰、石屑及碎石等材料加水拌合而成,可采用螺旋钻机、振动沉管桩机等设备进行成孔,是一种具有较高粘结强度的刚性桩,强度等级为C5—C30。

桩体与周围土体及褥垫层三部分构成了承载力较高的复合地基。

它适用于粘性土、粉质土、粉细砂、淤泥质土等地基的加固,对软土地基更为有效。

一、CFG桩复合地基的基本原理CFG桩复合地基是复合地基的代表，目前多用于高层建筑中。

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的桩，和板间土，褥垫层一起形成复合地基。

CFG桩复合地基通过褥垫层和基础连接，上部结构传来的荷载是由CFG桩体、桩周土和褥垫层共同承担的。

无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作；由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载的作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩顶的垫层材料在受压的同时会挤向周围桩间土，以保证在任意荷载下桩和桩间土始终参与工作；由于CFG桩桩体材料可以调整，可避免散体材料及低强度桩的限制而使荷载传递深度有限的缺陷；CFG桩不配钢筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为搀和料，降低了从工程的成本。

复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度的散体粒状材料组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。

基础下是否设置褥垫层，对复合地基影响受力很大。

若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。

基础下设置褥垫层，桩间土承载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，使桩土共同承担荷载。