地基处理之碎石桩和CFG桩
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CFG桩在地基处理中的应用
CFG桩在地基处理中的应用CFG（Cement Flyash Gravel Pile）桩即水泥粉煤灰碎石桩，是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法。
赵庄选煤厂矸石仓地基处理中采用了此方法。
矸石仓地质资料显示，地基土为粉质粘土，天然地基承载力不能满足设计要求。
设计采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基处理天然地基。
即在钢筋混凝土基础下布置CFG桩。
一、工艺原理1、CFG桩是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成具在一定强度的桩体。
其骨料仍为碎石，用掺入石屑来改善颗粒级配；掺入粉煤灰来改善混合料的和易性，并利用其活性减少水泥用量；掺入少量水泥使具一定粘结强度。
2、与碎石桩相比，CFG桩具有很高的优越性。
碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载作用下会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；并且碎石桩仅在上部约3倍桩径长度范围内传递荷载，超过此长度，增加桩长，承载力提高不显著，故此碎石桩加固粘性土地基，承载力提高幅度不大（约20%——60%）。
而CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。
3、改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力在较大范围内调整；有较高的承载力，承载力提高幅度在250%——300%，对软弱土地基承载力提高更大；沉降量小，变形稳定快，将CFG 桩落在较硬的土层上，可较严格地控制地基沉降量（在10mm内）。
4、工艺性好，由于大量采用粉煤灰，桩体材料具有良好的流动性秘和易性，灌筑方便，易于控制施工质量；可节约大量水泥、钢材，利用工业废料，消耗大量粉煤灰，降低工程费用，与预制钢筋砼桩加固相比，可节省投资30%——40%。
二、施工工艺1、采用长螺旋钻孔，管内泵压混合料灌压成桩工艺，桩距1443mm,桩径400mm.有效桩长13050mm。
2、桩施工顺序为：桩基就位——沉管至设计深度——停振下料——振动捣实后拔管，停振10秒——振动拔管、复打。
浅析碎石桩和CFG桩在软弱地基加固中的选用
夹粉 土 或粉砂 薄 层 。
第五层为粉土层（ Ｄ层 ， 。灰色 ， １ Ｑ） 夹粉土和少
量 粉质 黏土 ， 中等压缩 性 ， 密一 中密 、 ， 厚 ０５一 稍 湿 层 ．
ｌ ４ 。 ０． ０ ｍ
第六层为粉质黏土层 （Ｅ层 ， 。褐灰色， １ Ｑ） 粉夹 砂和少量腐值质 ， 高压缩性 ， 软塑状态 ， 局部流塑 ， 层厚
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２ ０ 年第 ６期 ０８
桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。
１ Ｏ ０ ４
０ ２ Ｏ
３ ２ 持 力 土层 和桩 端 阻 力 ．
碎石桩是散体材料 ， 本身没有黏结强度 ， 主要靠周 围土的约束传递基础传来的垂直荷载 。通常在碎石桩
地 地质 构造 自上而 下为 ：
第 九 层 为 强 风 化 泥 质 粉 砂 岩 （ Ａ 层 ， 。综 红 ４ Ｋ） ： 色 ， 碎块状 ， 折易碎 ， 贯击 数大 于 ５ 呈 手 标 ０击 ， 厚 层
０ ４ ～１ ６ ． ． ０ ｍ。
第 十层 为 中风 化 泥 质 砂 岩 （ Ｂ层 ， 。棕 红 色 ， ４ Ｋ） 岩 芯呈 短桩 状 ， 隙稍发 育 ， 裂 岩芯 采取 率大 于 ８％ 。 ５ 场 地 内存在 地下 水 ， 地下 水对 混凝 土无 腐蚀 性 ， 场 地 土类 别为 软弱 地基 土 。
第七 层 为 粉 砂 层 （ Ｆ层 ， ） １ Ｑ 。灰 色 、 有 粉 土 、 混 含云 母 、 中等 偏低 压缩 性 ， 密一 中密 ， 和 ， 厚 ２０ 稍 饱 层 ．
—
１． 。 ２ ０ｍ
ｍ， 桩径 ５０ｍ 等边三角形布置 ， ０ ｍ， 桩中心距 １５ｍ， ． 处 理 后复 合地基 承 载力特 征值 ｉ２０ｋ ａ ＞ ５ Ｐ 。
碎石桩和CFG桩复合桩在严重液化土层地基与基础的应用
碎石桩和CFG桩复合桩在严重液化土层地基与基础的应用摘要：在太原驰宝马4S店地基处理中采用了碎石桩和CFG桩复合桩地基处理的新技术。
即满足了消除地基土的严重液化又满足了地基承载力的设计要求.加快了施工进度，方便了施工要求。
并节约了投资，实践证明这是一种既安全可靠又经济使用的处理地基液化的方法.关键词：严重液化土. CFG桩.碎石桩. 复合地基Abstract: in taiyuan chi BMW 4 S inn in foundation treatment used the gravel pile and CFG pile composite pile foundation treatment of the new technology. Namely to meet the eliminate serious liquefaction of foundation soil and meet the design requirements of the bearing capacity of foundation soil. To speed up the construction progress and convenient construction requirements. And save the investment, the practice has proved it is a safe and reliable and economic use both the processing method of liquefied foundation.Keywords: serious liquefaction soil. CFG pile. Gravel pile composite foundation1. 工程概况：太原驰宝马4S店拟建场地位于太原市武家寨。
由展示的4S店和维修车间两部分，占地面积7200平米。
地基处理方法CFG桩法
2.B超检查：提示胆总管扩张、胆管内有结石。
3.X线检查：口服胆道造影，静脉胆道造影、PTC(经皮肝穿刺胆道造影 术)、ERCP（经内镜逆行胆胰管造影）、电子计算机X线断层扫描。
4.磁共振，CT检查。
5.核素显示：适用于黄疸病人。
治疗原则：
1.胆总管切开取石术 可见切开胆总管取石+T管引流， 或经胆道镜取石。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.4 CFG桩法的质量检验
（1）施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落 度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块 抗压强度等。 （2）CFG桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地 基载荷试验。 （3）CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时， 并宜在施工结束28d后进行。试验数量宜为总桩数的 0.5%~1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。 （4）应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试 验，检测桩身完整性。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
4.褥垫层材料 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。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
5.复合地基承载力特征值的确定 CFG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
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
2.桩直径 CFG桩直径宜取350~600mm。桩径过小，施工质 量不容易控制；桩径过大，需加大褥垫层厚度才 能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
3.X线检查：口服胆道造影，静脉胆道造影、PTC(经皮肝穿刺胆道造影 术)、ERCP（经内镜逆行胆胰管造影）、电子计算机X线断层扫描。
4.磁共振，CT检查。
5.核素显示：适用于黄疸病人。
治疗原则：
1.胆总管切开取石术 可见切开胆总管取石+T管引流， 或经胆道镜取石。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.4 CFG桩法的质量检验
（1）施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落 度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块 抗压强度等。 （2）CFG桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地 基载荷试验。 （3）CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时， 并宜在施工结束28d后进行。试验数量宜为总桩数的 0.5%~1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。 （4）应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试 验，检测桩身完整性。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
4.褥垫层材料 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。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
5.复合地基承载力特征值的确定 CFG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
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
2.桩直径 CFG桩直径宜取350~600mm。桩径过小，施工质 量不容易控制；桩径过大，需加大褥垫层厚度才 能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。
3.7 水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）
3.7.2 CFG桩法的设计
碎石桩复合地基现状及CFG桩产生
当前在 工程建设 实践 中， 软弱地 基土层进 行加 对 固处理 的方 法很多 ， 如碎 石桩法 、 石灰桩 法 、 深层 搅拌
桩 法 、 Ｆ 桩 法 、 压 喷 射 注 浆 法 、 密 砂 桩 法 和 强 Ｃ Ｇ 高 挤
２ 碎 石 桩存 在 的 问题
早 先 的碎石桩 主要 是用来加 固松 散砂土地 基 的 ，
力 集 中现 象 ＿ 。 】 ］
设计采 用碎石 桩进行 加 固处理 ， 设计 桩长 ｌ ｏｍ，
桩距 １ ５ ｍ， 径 ０ ９ ｍ， 求 复 合 地 基 承 载 力 为 ． 桩 ． 要
１ ０ｋ ａ该 项 目建成 后 ， 降较 大 ， ２ Ｐ 。 沉 最终 实 测 沉 降量
平 均 为 ｌ ５ｍｍ 。 ７ ２ １ ２ 案 例 ２ 某 桥 涵 工 程 ． ． ：
够 的约束 力来平 衡振 冲作 用下 的碎石 挤入 力 ， 而导 致 很难形成 桩体 。此时这种 处理 方法将 不适合 采用 。
收 稿 日期 ： ０ ９ １ — １ ２ ０ — ２ ３
１ ５ｍ， ． 桩径 ０ ９ｍ， ． 复合 地基 承 载力 １ ０ｋ ａ ０ Ｐ 。该项
作 者 简 介 ： 万 新 （９ ２ ， ， 张 １６ 一） 男 安徽 巢 湖 人 ， 椒县 黄 栗 树 水 库 管理 处 工 程 师 全 】２ 《 程 与 建 设》 ２ ｌ ０ 工 Ｏ ｏ年第 ２ ４卷 第 １ 期
夯法 等 。前几 年碎石 桩 法 就是 最 常见 的处理 方 法 之
一
通过振 冲碎 石使砂 土挤 密 ， 效果 明显 。后来人们 又把
这种方 法应用 于加 固软 弱粘性 土地基 ， 进行 了一 系 并 列 的研究 。如 加 固机理 、 承载 力 和变 形 计算 等 ， 大 且
CFG桩
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。
碎石桩与CFG桩二元复合地基处理的问题探析
碎石桩与CFG桩二元复合地基处理的问题探析碎石桩和CFG桩都是常用的地基处理方法，被广泛应用于建筑工程中。
碎石桩是利用机械设备将破碎的石块排入地下，形成一种垂直排列的地基支撑，以增加地基的承载能力和稳定性。
CFG桩是一种特殊的混凝土灌注桩，通过在孔洞内注入高流动性水泥浆体，形成一种垂直排列的灌注桩，以增加地基的承载能力和稳定性。
本文将对碎石桩与CFG桩这两种地基处理方法进行比较，并探讨它们的适用情况和问题。
碎石桩和CFG桩在施工方法上有所不同。
碎石桩一般通过振动器或钻机将破碎的石块排入地下，而CFG桩则是通过打孔和高压注浆的方法形成。
在施工上，碎石桩更为简单，工期短，适用于较小规模、较浅的地基处理，而CFG桩适用于较大规模、较深的地基处理，但施工周期相对较长。
碎石桩和CFG桩的承载力和稳定性也有所不同。
碎石桩的承载力主要依赖于石块与土体之间的摩擦力和土体的轴向抗力，稳定性主要取决于石块排列的密实程度。
而CFG桩则是通过水泥浆体的硬化形成稳定的桩体，承载力主要依赖于桩体的侧摩擦力和基底反力，稳定性较好。
碎石桩的成本较低，适用于经济条件较差的地区，而CFG桩的成本较高，适用于对地基要求较高的工程。
碎石桩在软土地基和砂土地基中的效果较好，而CFG桩适用于各种类型的地基处理。
碎石桩和CFG桩都存在一些问题需要注意。
碎石桩由于排石过程中的震动会对周边建筑物造成影响，需要进行严密的监控和控制。
而CFG桩在施工过程中需要进行孔内压力和水泥浆体配比的控制，以及灌注过程中水泥浆体的流失和混凝土的收缩等问题都需要重视。
碎石桩和CFG桩都是常用的地基处理方法，各具特点。
选择合适的地基处理方法需要考虑工程的规模、地质条件、经济性等因素。
合理的选择和施工工艺，可提高地基的承载能力和稳定性，确保工程的安全可靠。
CFG与灰土桩
夯实水泥土桩和CFG桩均是复合地基，复合地基是指部分土体被增强或被置换，而形成的地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。
（一）CFG桩1.名词解释（1）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）：由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结强度而形成的加固体，并与桩间土组成复合地基的地基处理方法。
2.试用范围CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
3.一般要求（1）CFG桩桩径宜取350-600mm；（2）长螺旋钻孔、管内泵送混合料成桩施工坍落度宜为160-200mm；振动沉管灌注成桩施工坍落度宜为30-50mm；（3）施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m；（4）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃；4.工艺流程（1）CFG桩主要工艺包括：定位测量、成孔、压灌混凝土、钻机移位等。
（2桩径偏差≤-20㎜；垂直度偏差≤1%；（3）混凝土压灌①钻杆钻至设计深度后须等钻杆中灌满混凝土后再提钻，一边泵送混凝土，一边提钻，保证提升速度与混凝土泵送量相一致，并设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手之间的配合，严禁先提钻后泵送混合料；②成桩过程中，每台机械一天应做一组试块（试块规格150×150×150mm ），标准养护28天，测定其立方体抗压强度；③压灌混合料单桩充盈系数不小于1.0。
（4）桩位要求条基布桩偏差≤0.25倍桩径满堂布桩偏差≤0.4倍桩径单排布桩偏差≤60mm5.施工中遇到的主要问题（1）堵管原因分析：a混合料配合比不合理；b混合料搅拌质量有缺陷；c设备缺陷；d施工操作不当。
采取措施：严格按配比标准进行CFG材料配置，保证坍落度在160－200mm之间。
搅拌好的混合料注入到混凝土储料斗时，用过滤筛过滤，将粗骨料中的大块石或片石滤出。
施工设备经常检修，施工中按操作要求操作。
（2）窜孔原因分析：a被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；b钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；c土体受剪切扰动能量的积累使土体液化，发生窜孔。
CFG桩软土地基处理施工说明
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）软土地基处理施工说明本次设计水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）桩径为500mm，间距为1.7m-2.0m，配合比为水泥：粉煤灰：砂：碎石：水=6%:13%:26%:55%：8.7%。
1材料要求1.1水泥：水泥采用强度等级32.5级及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其性能必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999的规定。
水泥储存时间超过3个月时应重新取样试验，并按其检验结果使用，使用前报监理工程师批准。
1.2粉煤灰：粉煤灰尽量选用Ⅲ级以上粉煤灰，细灰材料不足时可采用粗灰。
1.3水：宜采用饮用水。
使用非饮用水时必须经化验并符合下列规定：1、硫酸盐（以三氧化硫计）含量不超过2700mg/L；2、含盐量不得超过5000mg/L；3、不能采用酸性水，PH值不得小于4。
1.4碎石：碎石粒径多采用30-50mm。
1.5砂:采用的砂应洁净，含泥量不大于5%。
1.6垫层：桩顶垫层尽量采用级配良好的碎石或砂砾，可采用风化玄武岩，其最大粒径不超过30cm，不含植物残体、垃圾等杂质。
2施工工序CFG桩施工采用振动沉管打桩机，其成桩工艺如下：2.1沉管1、桩机就位必须水平、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%；2、安装桩尖。
若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右；3、启动马达，开始沉管。
沉管过程中注意调整桩机的稳定，防止倾斜与错位；4、沉管过程中须做好记录。
激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应作特别说明。
桩底标高采用“抬脚”与设计桩长双控制，当未达到设计桩长就“抬脚”时，即停止沉管，若达到设计桩长还未抬脚，则需继续沉管，桩长需大于设计桩长2m后，即停止沉管。
桩顶位置采用标高控制。
2.2投料混合料严格按照水泥：粉煤灰：砂：碎石=6%:13%:26%:55%进行配比，配比后将混合料投入搅拌机后加水拌和，搅拌时间不得少于1min。
加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度控制在3-5cm，以4cm为佳，加水量约为混合料总重的8.7。
CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)
负摩阻力作用：
桩基础中：（桩穿越欠固结土层、地下水位变化等情况） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。
CFG桩复合地基中：（褥垫层的存在） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。 负摩阻力对桩间土的承载力有提高的 作用。 它对提高桩间土的承载力，减少复合地 基的沉降变形起着有益的作用。
.
工作机理 复合地基 复合地基受力特性
.
工作机理 复合地基 复合地基变形特性
3、CFG桩复合地基深层变形性状
曲线1：天然地基土，
l
p曲=线121：9k9P桩a 复合地基，
p=320kPa，σs=119kPa
2、桩传递轴向力的特征
桩基础：s桩顶=s土表面=s承台 s桩顶以下桩>s相应部位的土
土对桩产生的侧摩阻力方向向上，为正摩阻力 最大轴向力Nmax出现在桩的顶部。
.
工作机理 复合地基 复合地基受力特性
CFG桩复合地基：s桩顶≠s桩间土表面≠ s基础底面
ss
sp s
0 z0
N 0
z0
Nmax
z
z
.
工作机理 复合地基 复合地基受力特性
.
概述 技术发展
20世纪80年代，中国建筑科学研究院立题开始试验研究； 1992年，通过部级鉴定； 1994年，被建设部列为全国推广项目； 1995年，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。
目前，CFG桩可加固多层建筑及30层以下高层建筑。从 民用建筑到工业建筑均可使用。
.
概述 与碎石桩比较
单桩承载力
要慎重。
.
概述 适用范围
南京造纸厂地基采用CFG桩加固，加固前后取土进行物理力学指标
按照施工工艺不同，分为挤土和非挤土两类 振动沉管法施工－挤土法 （泥浆护壁）螺旋钻孔施工－非挤土法
桩基础中：（桩穿越欠固结土层、地下水位变化等情况） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。
CFG桩复合地基中：（褥垫层的存在） 负摩阻力对桩的承载力有不利的影响。 负摩阻力对桩间土的承载力有提高的 作用。 它对提高桩间土的承载力，减少复合地 基的沉降变形起着有益的作用。
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工作机理 复合地基 复合地基受力特性
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工作机理 复合地基 复合地基变形特性
3、CFG桩复合地基深层变形性状
曲线1：天然地基土，
l
p曲=线121：9k9P桩a 复合地基，
p=320kPa，σs=119kPa
2、桩传递轴向力的特征
桩基础：s桩顶=s土表面=s承台 s桩顶以下桩>s相应部位的土
土对桩产生的侧摩阻力方向向上，为正摩阻力 最大轴向力Nmax出现在桩的顶部。
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工作机理 复合地基 复合地基受力特性
CFG桩复合地基：s桩顶≠s桩间土表面≠ s基础底面
ss
sp s
0 z0
N 0
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Nmax
z
z
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工作机理 复合地基 复合地基受力特性
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概述 技术发展
20世纪80年代，中国建筑科学研究院立题开始试验研究； 1992年，通过部级鉴定； 1994年，被建设部列为全国推广项目； 1995年，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。
目前，CFG桩可加固多层建筑及30层以下高层建筑。从 民用建筑到工业建筑均可使用。
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概述 与碎石桩比较
单桩承载力
要慎重。
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概述 适用范围
南京造纸厂地基采用CFG桩加固，加固前后取土进行物理力学指标
按照施工工艺不同，分为挤土和非挤土两类 振动沉管法施工－挤土法 （泥浆护壁）螺旋钻孔施工－非挤土法
碎石桩与CFG桩联合处理地基的机理与应用
Ｄｚ — １
ｘ ＋卢 １ １ ￣ ｌ （ 一 ） － ｋ
，
（） ２
到设计 目的。由碎石 桩和土 组成 的复 合地基 不论 其基本 结构 性 式中： 】 ｚ——（ Ｇ桩的面积置换率 ； ’ Ｆ 状， 还是主要物理 力学性 能指 标都 与天然地 基 比较接 近。 因此 ， 碎 石土层共 同构成 的 桩 问土 的承 载 力 的特征 值 ， 在考虑 Ｃ Ｇ桩与柔性 碎石 桩复合 地基 间荷 载分 担 比时 ， Ｆ 可把 柔
维普资讯
第３ ２卷 第 ５期
・
６ ・
２００ ６年 ３月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＨＩ Ｅ ＴＵＲ Ｃ Ｔ Ｃ Ｅ
山 西 建 筑
ＶｏＩ３ ． ２ Ｎｏ． ５ Ｍａ． ２ ｏ ｒ ０６
文章编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ｝５０ ０ — １０ ．８ ５ ２ ６ ０ ．０ ６ ２ ０ ０
的约束提供， 当桩周土达到极限承载力发生侧向变形后 ， 桩周土
的约束达到 上限 ， 碎石桩 的承载力也随之 达到极限 。研 究表明碎 石 桩主要受 力区在 ４ｄ 桩径 ） （ 桩长范 围 内＿Ｊ所 以靠增 加桩 长提 ３， 高复合地基 承载力 效果 不理 想 。Ｃ Ｇ桩 弥 补 了碎石 桩 的缺 陷 ， Ｆ Ｃ Ｇ桩 的插入 而使碎石桩 的侧限约束作用得 到增 强 ， Ｆ 减小 碎石 桩 桩顶部分 的压胀变形 ， 能保 证碎 石桩 在桩长 范围 内的承 载力得 到
Ｄ
，
充分发挥 。 同时也可发挥 Ｃ Ｇ桩 向深部传递 荷载 的作用 ， Ｆ 使复 合 地基 的承载 力可 以得 到 明显地 提高 、 变形得 以降低 ， 而增 加 了 从
复合地 基Байду номын сангаас整体 安全度 。
7.CFG桩
地基处理
CFG桩复合地基的工作原理
基底摩阻力Fl传递到桩和桩间土上，桩顶剪应力为p，桩间上剪应力为 s ，由于CFG桩复合地基Байду номын сангаас换率一般不大于10%，则有不低干90%的基底面积
地基处理
CFG桩加固机理
桩体的排水作用
CFG桩在处理饱和粉土和砂土地基的施工中，由于成桩过程中的沉管和拔 管的振动作用(螺旋转成孔振动作用小些)，会使土体内产生较大的超静孔隙 水压力。刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道、特别是在较好透水层 上面还有透水性差的土层覆盖时，这种排水作用更加明显、孔隙水沿着刚完 工的桩体向上排出，直到CFG桩体结硬为止。这种排水过程可延续几小时。
地基处理
CFG桩复合地基的工作原理
当褥垫层厚度H＝0时，如图，桩土应力比很大，由于桩的变形远小于 桩间土的变形，桩向上很难发挥承载力，桩分担的荷载相当大，这就需要桩 的强度要高，桩也要长， 势必浪费一定的处理费用。 当褥垫层厚度只很大时， 如图(b)，此时桩土应力比 接近于1，此时桩的荷或分 担比很小、、δ＝m(m为面 积置换率)。
CFG桩可加固从多层建筑到30层以下的高层建筑。 与一般的碎石柱相比，碎石桩系散体材料桩，桩本身没有粘接强度，主 要靠周围土的约束形成桩体强度，并和桩间土组成复合地基共同承担上部建 筑的垂直荷载。土越软对桩的约束作用越差。桩体强度越小，桩传递垂直荷 载的能力越差。通常在碎石桩桩顶2—3倍桩直径范围为高应力区，4倍直径为 碎石桩的临界桩长。当桩长超过其临界桩长，大于6—10倍桩径后，轴向力的 传递收敛很快，当桩长大于2．5倍基础宽度后．即使桩端落在较好的土层上 ，桩的端阻力也很小。
人们曾担心这样的排水现象是否合影响桩体的强度，通过施工后分层凿 桩体解剖和静载试验，并没有发现上述所担心的问题发生。这种排水作用反 过来对减小因孔压悄散太慢引起地面隆起和增加桩间土的密实度大为有利。
CFG桩与挤密碎石桩的复合地基处理
力。
部。在这个过程 中 ，如果钻杆底部的混凝土开始 出
现 积 存 ， 则 表示 钻 孔 已 经 饱 和 ， 可 以 在 提 钻 的 同时 继 续 钻 孔 ， 并 继 续 输 送 一 些 混 凝 土 ，这 个 过 程 需要
满 足 变 电站 场 的 建 筑 要 求 。 因 此 可 以 运 用 Ｃ Ｆ Ｇ桩 与
１ ． 复 合 选 择 在 工程 施 工过 程 中 ， 可 能 会 出 现 饱和 性 粘土 层 ，
、
工程 概 况
和 田拉斯奎 ｌ １ Ｏ ｋ Ｖ变电站场位于 己废弃 的拉斯
奎 电厂内西侧水 塘边缘 ，属于玉龙喀什河冲积扇 中
游 的 细 土 平 原 区 ， 工 程 的 基 本 现 场 地 质 与 水 文 地 质 情况如下 ： 工程 场 区 出 露 地 层 均 为 第 四系 全 新 统 （ Ｑ ４ ）松 散 沉 积 物 ， 根据 钻 孔揭 露 ，拟 建 工 程 场 地 主 要 地 层
到建筑要求 ，就需要在完成挤密碎石桩处理 以后 ， 再进行一次 Ｃ Ｆ Ｇ桩施工 ，这种施工方式能够将两种 方案有效结合起 来，从而进一步提升地基承载力。
有三 层，依照 自上而下的顺序分别为 ：杂填土层 ， 杂 色，层厚 ０ ． ８ ０ ４１ ． ３ ０ ｍ ，主要成分为粉土 ，结构
拌 混 凝 土 ， 让混 凝 土 从 钻 杆 中 通 过 ， 进 入 到 钻 孔 底
【 关键词】 Ｃ Ｆ Ｇ桩 挤密碎石桩 复合地基处理
察工作一定要到位 ，详细做好每根桩 的相关记录 ； 最后迁移使用机器 ，重复 以上工作。
由于建筑工程 所处 的地域 不 同，其地质环境也
会 有 很 大 程 度 的 差 异 ， 和 田 拉斯 奎 １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站 场 位 于 玉 龙 喀 什 河 冲 积 扇 中 游 的 细 土 平 原 区 ，属 于 软
部。在这个过程 中 ，如果钻杆底部的混凝土开始 出
现 积 存 ， 则 表示 钻 孔 已 经 饱 和 ， 可 以 在 提 钻 的 同时 继 续 钻 孔 ， 并 继 续 输 送 一 些 混 凝 土 ，这 个 过 程 需要
满 足 变 电站 场 的 建 筑 要 求 。 因 此 可 以 运 用 Ｃ Ｆ Ｇ桩 与
１ ． 复 合 选 择 在 工程 施 工过 程 中 ， 可 能 会 出 现 饱和 性 粘土 层 ，
、
工程 概 况
和 田拉斯奎 ｌ １ Ｏ ｋ Ｖ变电站场位于 己废弃 的拉斯
奎 电厂内西侧水 塘边缘 ，属于玉龙喀什河冲积扇 中
游 的 细 土 平 原 区 ， 工 程 的 基 本 现 场 地 质 与 水 文 地 质 情况如下 ： 工程 场 区 出 露 地 层 均 为 第 四系 全 新 统 （ Ｑ ４ ）松 散 沉 积 物 ， 根据 钻 孔揭 露 ，拟 建 工 程 场 地 主 要 地 层
到建筑要求 ，就需要在完成挤密碎石桩处理 以后 ， 再进行一次 Ｃ Ｆ Ｇ桩施工 ，这种施工方式能够将两种 方案有效结合起 来，从而进一步提升地基承载力。
有三 层，依照 自上而下的顺序分别为 ：杂填土层 ， 杂 色，层厚 ０ ． ８ ０ ４１ ． ３ ０ ｍ ，主要成分为粉土 ，结构
拌 混 凝 土 ， 让混 凝 土 从 钻 杆 中 通 过 ， 进 入 到 钻 孔 底
【 关键词】 Ｃ Ｆ Ｇ桩 挤密碎石桩 复合地基处理
察工作一定要到位 ，详细做好每根桩 的相关记录 ； 最后迁移使用机器 ，重复 以上工作。
由于建筑工程 所处 的地域 不 同，其地质环境也
会 有 很 大 程 度 的 差 异 ， 和 田 拉斯 奎 １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站 场 位 于 玉 龙 喀 什 河 冲 积 扇 中 游 的 细 土 平 原 区 ，属 于 软
什么是CFG桩
CFG分别代表水泥、粉煤灰与碎石。
由于利用工业废料—粉煤灰代替部分水泥，大大地降低了工程造价，又增加了桩身后期强度。
通过柔性褥垫层的设置，使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力,是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。
CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。
由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。
因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。
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。
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。
CFG桩的配合比设计三、施工机械选择1、 CFG桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。
振动沉管机适用于：粉性土、粘性土及素填土地基；螺旋钻机适用于：地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等到密实以上的砂土。
2、而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。
对大多数存在有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震断。
3、对于灵敏度和密实度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏，密实度减小，引起承载力下降。
故不能简单使用振动沉管机。
此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。
这样的设备组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引起复合地基的强度降低。
所以，在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。
什么是CFG桩
CFG分别代表水泥、粉煤灰与碎石。
由于利用工业废料—粉煤灰代替部分水泥，大大地降低了工程造价，又增加了桩身后期强度。
通过柔性褥垫层的设置，使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力,是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。
CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。
由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。
因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。
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。
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。
CFG桩的配合比设计三、施工机械选择1、 CFG桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。
振动沉管机适用于：粉性土、粘性土及素填土地基；螺旋钻机适用于：地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等到密实以上的砂土。
2、而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。
对大多数存在有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震断。
3、对于灵敏度和密实度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏，密实度减小，引起承载力下降。
故不能简单使用振动沉管机。
此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。
这样的设备组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引起复合地基的强度降低。
所以，在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。
CFG(水泥粉煤灰碎石桩)地基处理问题探析
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。
碎石桩及CFG桩
第五节 CFG桩复合地基设计
二、设计内容 1.桩径d 一般桩径宜取350～600mm ，由施工设备的桩 管决定。在郑州地区常采用的是长螺旋钻法施工。 水泥粉煤灰碎石桩桩径过小，施工质量不容易控 制，桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同 承担上部结构传来的荷载。 水泥粉煤灰碎石桩可只布置在基础范围内，对可液化 地基，基础内可采用振动沉管水泥粉煤灰碎石桩、振 动沉管碎石桩间作的加固方案，但基础外一定范围内 须打设一定数量的碎石桩。
2.适用范围
CFG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 粉煤灰碎石桩以减少地基变形。 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 CFG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CFG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CFG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。
第五节 CFG桩复合地基设计
如图所示的独立基础，当基础 承受水平荷载Q时有三部分力与Q 平行。其一基础底面摩阻力Ft；其 二基础两侧面的摩阻力Fl；其三为 与水平荷载Q方向相反的土的抗力 R。 Ft和基底与褥垫层之间的摩 擦系数µ以及建筑物重量v有关， W数值越大则Ft越大。 基底摩阻力Ft ．传递到桩和桩间土上，桩顶应力为τ p、桩间土 应力为τ s．由于 CFG桩复合地基置换率一般不大于10％，则有 不低于90％的基底面积的桩间土，承担了绝大部分水平荷载，而 桩承担的水平荷载则占很小一都分．根据试验结果，桩、土剪应 力比随褥垫层厚度增大而减少。设计时可通过改变褥垫恳厚度调 鳖桩、士水平荷载分担比。 按这一设计思想，CFG桩复合地基水乎承载能力比按传统桩 基设计恩想有相当大的增值．
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（4）上部结构对地基变形有严格的要求。对填土、粉砂复合地基的压缩模量要
(6.3-1) (6.3-2)
式中：q——单位长度填料量（m3/m） 0、e1——天然地基土加固前后后孔 ；e w 1——碎石含水量（%） p——碎石桩横截面积（m2） w——水密度（t/m3） p ；A ； ；e ——碎石桩孔隙比；l——桩长。
第六章
碎石桩
6.1 概述 碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法 在软弱地基中成孔后，再将碎石挤入土中形 成大直径的由碎石所构成的密实桩体。按其 制桩工艺分为振冲（湿法）碎石桩和干法碎 石桩两大类。采用振动水冲法施工的碎石桩 称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。采用各种无 水冲工艺（如干振、振挤、锤击等）施工的 碎石桩称为干法碎石桩。各类碎石的主要特 性见表6.1-1。
• 7、碎石桩桩体承载力 • 一般在实际工程中，碎石桩桩体的承载 力是通过荷载试验直接测定的。如无实测 资料，也可采用计算法和经验法确定。 • （1）计算法：参照第三章表3.3-1中的有关 公式进行估算。由于各计算公式都有不同 的假定条件，与实际情况有较大差别，因 此计算法确定的承载力不一定准确，在使 用时要根据当地的工程经验来确定碎石桩 的承载力。
（3）桩端未达到相对硬层，桩身下段淤泥超出桩长 2/5 时，不宜采用。 求达到 10MPa，对饱和软粘土复合地基的压缩模量要求达 6MPa 时，不宜采用。 （5）孔内填料量计算采用以下两式：
q g e0 e1 A 1 e0 d s Ap w 1 e p (1 0.01 1 ) l
• 二．干振碎石桩 • 干振碎石桩加固技术是对振冲碎石桩的一种改 进,它可克服施工过程中及其后的一段时间内桩间 土含水量增加,导致强度降低及施工过程中大量排 泥浆,污染环境的缺点。由研究表明干振碎石桩以 挤密加固为主,挤密效果与土的含水量关系密切,当 含水量接近塑限时效果最好,若小于10%或大于 24%时效果很差。单桩的挤密有效影响半径（干 密 度 提 高 5%, 孔 隙 比 降 低 10% 的 区 域 ） 为 0.8m,“显著影响半径”（干密度提高10%,孔隙比 降低20%）为0.6m。有效桩长为6~9倍桩径。复 合地基承载力对杂填土提高1.3~2.5 倍；对粘性 土提高0.9~1.5倍。
• 6、复合地基承载力:复合地基承载力特征 值应按现场复合地基荷载试验确定,也可用 单桩和桩间土的荷载试验,按下式确定： • fsp,k=m·p,k+(1-m)·s,k f f （6.2-1） 式中：fsp,k—复合地基的承载力特征值（kPa）；
fp,k—桩体的承载力特征值（kPa）； fs,k—桩间土的承载力特征值（kPa）； m—面积置换率。
• 2、桩位布置:一般采用正方形或正三角形布置。 对大面积满堂处理，宜采用正三角形布置；对条 形基础，设计时宜先考虑单排桩，若不能满足要 求时，可布2排或3排桩。布桩时对多排桩宜采用 正方形布置，也可布置成矩形或等腰三角形，单 柱柱基内最好布桩不少于3根。 • 3、桩距: 桩的间距一方面要保证复合地基承载 力达到设计要求;另一方面又要避免桩距过小出现 “串桩”,影响正常施工。一般桩距可取1.0~2.5m， 荷载大或原土强度低时,取小值；反之,宜取大值。 对于桩端没达到相对硬层的短桩,应取小值。
（6.2-4） 式中：ssp——复合地基最终沉降量（mm） sp——复合地基沉降计算经验系数，根据 ； 地区沉降观测资料及经验确定， 无统计数据时可取sp =1.0； s——地基沉降计算经验系数， 根据地区沉降观测资料及经验确定，也可查规范中有关表格确定；p0——对应于荷载标准 值时的基底附加压力(kPa)； n——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数；其中 1~n0 位 于复合土层内，n0+1~n 位于下卧层内；zi,zi-1——基础底面至第 i 层土、第 i-1 层土底面积距 离（m） ；范附表查用；Esi——下卧层第 i 层土的压缩模量（MPa） spi——第 i 层复合土层 ；E 的压缩模量（MPa） ，可按下式计算：Esp=[1+m(n-1)]·Es; Es——复合土层内桩土的压缩模 量强度低取大值，反之取小值; m——置换率。
• 对小型工程的粘性土地基如无现场荷载试 验资料，也可按以下公式进行计算： • fsp,k=[1+m(n-1)]·s,k f （6.2-2） • 或 fsp,k=[1+m(n-1)]· sv） （6.2-3） （3· • 式中：n — 桩土应力比，无实测资料时可 取2~4，原土强度低取大值，原土强度高取 小值。Sv—桩间土的十字板抗剪强度，也可 用处理前地基土的十字板抗剪强度代替。
• 干振碎石桩适用于加固松散的非饱和粘性 土（含水量w<25%）,素填土,杂填土和二 级以上非自重湿陷性黄土,加固深度6m左右, 不适宜加固砂土和孔隙比e<0.85的饱和粘 性土。 • 施工工艺为：首先用振动成孔器成孔，将 桩孔中的土挤入周围土体，提起振孔器， 向孔内倒入大约1m厚的碎石，再用振孔器 进行捣实，要求达到密实电流并留振 10~15s，然后提起振孔器。如此分段填料 振实，直到形成碎石桩。
6.2
振冲碎石桩
• 振冲法是以起重机吊起振冲器，启动潜水 电机后，带动偏心块，使振冲器产生高频 振动，同时开动水泵，使高压水通过喷咀 喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下， 将振冲器沉入到设计深度形成桩孔，再向 桩孔逐段填入碎石并逐渐振密，从而在地 基中形成一根大直径的密实桩体并和原地 基土组成复合地基，使承载力提高，沉降 减少
8、复合地基沉降
碎石桩的沉降包括复合地基加固区沉降和加固区下卧层的沉降：
s sp sp
i 1
n0
n p0 p ( z i a i z i 1 ai 1) s 0 ( z i a i z i 1 ai 1) E spi E si i n 0 1
• 4、桩长:桩的深度一般应达到强度较高的 下卧土层。当相对硬层的埋藏深度不大时， 桩长应按相对硬层埋藏深度确定；当相对 硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基 的变形容许值确定。桩长不宜短于4m。在 可液化地基中，当可液化土层不厚时，桩 体应穿透整个可液化层；当可液化层较厚 时，应按抗震处理深度确定。 • 5、桩径:碎石桩直径取决于地基土质情况 和成桩设备等因素。采用30kW振冲器成桩 时，桩径一般为0.7~1.0 ；采用75kW振冲 器成桩时，桩径一般为0.8~1.2m。
隙比； A——每根桩影响范围面积； s——碎石相对密度； d g——单位长度填料量 ； （t）
• （二）锤击碎石桩设计要点 • （1）施工前，应在有代表性的场地进行试 打，试打组数不少于两组6根。根据试打结 果对初步设计方案进行修改或调整。 • （2）锤击碎石桩的设计直径取决于导管直 径，对Φ325mm的导管，设计桩径为 Φ500mm；Φ377mm的导管设计桩径为 550~600mm，但不得大于600mm。 • （3）碎石桩的桩距应根据置换率确定，但 不得小于1m。
碎石桩承载力与密实度 Ep(100kPa) <35 35~60 60~90 90~150 >150 fp,k(100kPa) <1.2 1.2~2.0 2.0~3.0 3.0~5.0 >5.0
p
<30° 30° ~33° 33° ~38° 38° ~45° >45°
很密实
注：N63.5 为重型圆锥动力触探锤击数。
在进行具体设计时可遵循以下步骤： （1）确定桩间土和桩体的承载力标准值。 桩间土承载力标准值可由现场原位试验或室内试验确定。 （2）计算置换率： 1）由式（6.2-1）计算置换率 m：
m f sp, k f s , k f p,k f s,k
2）由式（6.2-2）或（6.2-3）计算置换率 m：
器类型、土质条件及当地工程经验确定桩径。 （4）由桩径、置换率确定桩距： 正方形布置 正三角形布置
l 0.886 d m
l 0.957 d m
（6.2-6） （6.2-7）
式中：l——桩距（m） ；d——桩径（m） 。
（6.2-8） 式中：q——单桩填料量（虚方） 3） ——振密系 （m ； 数。30kW 振冲器，对软土一般=1.1~1.3；H——桩长（m） 。 （6）确定桩长。 （7）沉降计算：进行沉降计算时，若沉降量不能满足设 计要求可增加桩长或加大置换率或采取其它措施。
（2）经验法：对中小型工程可根据天然地基土的土质条件、施工工艺特点并按同类土质中的工程实 例来确定碎石桩的承载力。 根据国内工程实践， 对于由振冲法施工形成的质量良好的碎石桩的承载力标 准值，可参考表 6.2-1 和表 6.2-2 选用。 表 6.2-1 不同土质碎石桩承载力标准值的经验值（kPa） 30kW 振冲器 软粘土 300~400 一般粘性土 400~500 可加密粉质粘土 500~700 表 6.2-2 密实度 很松散 松 散 中等密实 密 实 N63.5 <4 4~7 7~10 10~17 >17 软粘土 400~500 7.5kW 振冲器 一般粘土 500~600 可加密粉质粘土 600~900
• （一）锤击碎石桩的适用条件 • 这种方法可用于加固杂填土、粘性土、 粉细砂、粉土、淤泥和淤泥质土。但当存 在以下情况之一时，一般不宜采用，若要 采用，必须进行现场检验其可行性。 • （1）地基中夹有大于2m以上的饱和软粘 土、淤泥和淤泥质土。并且土体的不排水 抗剪强度小于20kPa或承载力基本值小于 70kPa时，不宜采用。 • （2）填土下伏大于1m厚的淤泥或淤泥透 镜体时,不宜采用。
4
（5）计算单桩所需填料量 q： 2 q d H
• 6.3 干法碎石桩 • 干法碎石桩在加固机理和设计计算方面 与振冲碎石桩基本相同，两者的区别主要 在使用的机具和施工工艺等方面。 • 一、锤击碎石桩 • 锤击碎石又称干冲碎石桩和内击沉管法 碎石桩。其施工工艺特点是利用锤内击沉 管并分层击实填料，逐段成桩。