论CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响
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CFG桩断桩处理方案
一、工程概况
7#楼,基底设计采用CFG桩进行加固,桩采用正方形布置,桩径均为0.4米、C25砼,桩端持力层为 5 层土。
,设计有效桩长9m,桩顶铺设0.2m褥垫层。
单桩竖向承载力特征值不小于680KN,复合地基承载力特征值不低于450Kpa。
检测桩身完整性应抽取不少于总桩数的10%进行低应变动力试验。
2015年3月14日总包对桩进行检查的过程中,发现有浅部断桩。
二、断桩原因
对CFG桩及复核地基检测时用低应变反射波法法检测桩与砼的完整性,发现断裂部分均位于桩顶下约0.5m以上。
经对断桩分析其原因如下:CFG桩施工过程中,在打桩和土方开挖时,土层受桩机开挖和机械挤压产生侧压力。
由于CFG桩比较脆,在侧压力作用下容易产生断裂,形成浅层断桩。
三、处理方案
对于浅层断桩采用如下处理方案
1、对断桩逐根单独处理,剔除断桩,断桩深在0.2-0.5米,桩周围扩展D+200开挖。
断桩深在0.5-1.0米,桩周围扩展D+500开挖。
深度超1.0米的扩展1米开挖。
2、人工挖到断面以下200mm。
3、对断裂面剔平,凿毛清理干净,将3mm的铁皮制作直径600mm的
安放套筒,套筒安放到每边增加100mm,并固定好套筒,用比桩身强度高一等级的混凝土浇筑到设计标高,振捣密实。
周围用与桩周围相同的材料填实。
(见详图)
4、砼浇筑完毕并拆模后采用覆盖塑料薄膜保养,养护不少于7d。
四、安全文明施工
1、进入施工现场戴安全帽
2、施工中必须严格遵守临时用电安全措施。
CFG桩复合地基承载力计算2024新规范根据2024年新规范,可以按以下步骤计算CFG桩复合地基的承载力:
1.计算CFG桩的承载力
首先,需要计算CFG桩的承载力。
CFG桩的承载力可以通过基于桩侧
摩擦力和桩端阻力的计算方法进行估算。
具体的计算方法可以参考相关的
桩基设计规范。
2.计算复合地基的承载力
接下来,需要计算复合地基的承载力。
复合地基的承载力计算可以分
为两个部分:CFG桩的承载力和软土地基的承载力。
-CFG桩的承载力可以通过桩侧摩擦力和桩端阻力的计算方法进行估算。
-软土地基的承载力可以通过常规的软土承载力计算方法进行估算,
如广义土质分级法、标贯法等。
3.综合计算复合地基的承载力
在计算复合地基的承载力时,需要综合考虑CFG桩的承载力和软土地
基的承载力。
可以采用荷载传递系数的方法进行计算,将荷载按一定比例
分配给CFG桩和软土地基,再分别计算两者的承载力,并将其叠加求和。
4.结果分析
最后,根据得到的承载力计算结果,与设计要求进行对比分析。
如果
计算得到的承载力满足设计要求,则可以认为复合地基的承载力是满足要
求的;如果计算得到的承载力不满足设计要求,则需要进行进一步的加固设计。
总之,CFG桩复合地基承载力的计算遵循2024年新规范的要求,通过计算桩的承载力和软土地基的承载力,然后综合考虑两者的承载力,并与设计要求进行对比分析,以确定复合地基的承载力是否满足设计要求。
CFG桩对提高复合地基承载力的影响分析作者:韩玮贾晓宇徐学野来源:《科技视界》2015年第34期【摘要】CFG桩复合地基中单桩承载力大于基桩承载力,一般情况下桩间土承载力大于天然地基承载力。
它作为一种新型的软弱地基处理技术,能够较好地发挥桩土共同作用,目前已被广泛应用于地基处理工程中。
【关键词】CFG桩;复合地基;褥垫层;承载力0 引言CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即Cement Flying-ash Gravel pile),是由碎石、石屑、粉煤灰混合料,掺适量的水进行拌合,采用各种成桩机械形成桩体。
通过调整水泥的用量及配比,一般可使桩体强度等级在C10~C25之间变动[1]。
CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接,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。
桩体的强度高低直接受水泥的掺量多少影响,水泥少时,强度低;水泥掺量高时,CFG桩桩体的强度就高。
CFG桩复合地基适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。
1 CFG桩在复合地基中的作用1.1 桩体的挤密加筋作用CFG桩在成桩的过程中,桩体挤压周围松散土体,使得土体孔隙比减小,密实度增大,同时施工过程中不需要向原地基中加水,CFG桩桩体中的粉煤灰以及水泥在水化时也起到对桩间土吸水、发热和膨胀的作用,使得桩间土达到挤密的效果。
另外,由于CFG桩桩体粘结强度大、抗剪强度强,其桩体强度明显大于桩周边土的强度,实际上CFG桩桩体就起到土层的竖向加筋的作用,进而增大土的抗剪强度和桩侧摩阻力,提高地基的承载力[2]。
1.2 桩体置换作用CFG桩桩体是具有一定粘结强度的混合料的桩体。
在CFG桩复合地基中,CFG桩承担荷载远大于桩间土承担荷载,土被CFG桩置换是复合地基承载力得到提高的主要原因之一。
1.3 桩体的排水作用CFG桩由于在普通混凝土拌合料中掺入粉煤灰,因此具有很强的渗透性,桩体相对于土体构成了渗透性很好的竖向排水、减压通道。
CFG桩复合地基检测及浅部断裂问题浅析摘要:针对工程实例,对CFG桩复合地基承载力检测褥垫层铺设质量和厚度存在的问题进行了阐述和修正,并对CFG桩浅部断裂问题对复合地基承载力的影响进行了分析。
关键词:CFG桩复合地基褥垫层浅部断裂1 引言CFG桩复合地基是目前较为常用的一种地基处理措施,广泛的应用于多层、高层和超高层建筑物地基处理中[1]。
笔者通过山东地区多个CFG桩复合地基现场检测工程中发现:现场技术人员对CFG桩浅部断裂问题的认识不足,耽误工期并造成了资源浪费。
2 褥垫层的作用及合理厚度选取CFG桩复合地基中的褥垫层是由粗砂、中砂或碎石等粒状材料组成的散体垫层,通过设置褥垫层使桩土协同受力,减少基础底面的应力集中。
工程经验及研究资料表明:①褥垫层厚度过小,易导致桩对基础产生显著的应力集中,且桩土承载能力不能充分发挥,易造成基础厚度增加、桩身断裂、桩数增加等问题;②褥垫层厚度过大,易导致桩土应力比接近于1,此时桩体承担的荷载较小,也就失去了复合地基中设置桩体的意义。
因此,在CFG桩复合地基设计过程中合理确定褥垫层后度具有重要意义,结合大量工程经验,考虑到技术可靠、经济合理的要求,褥垫层厚度以10~30cm为宜[2]。
3 CFG桩浅部断裂的影响及处治措施某高层居民建筑工程采用CFG桩复合地基,设计桩径500mm、桩长13m,采用C20混凝土,面积置换率8.16%,桩周以粉土为主。
3#59桩、3#72桩因桩身浅部断裂,据低应变桩身完整性检测确定为Ⅲ类桩。
为研究浅部断裂对其承载力的影响,进行了单桩复合地基静载荷试验,试验结果如图1~3所示。
依据规范规定[1],取沉降值为5mm时对应压力作为其单桩复合地基承载力特征值,因此3#72桩和3#59桩分别为315kPa、337kPa,能够满足设计要求(≥300kPa)。
根据现场情况,本工程的桩身浅部断裂问题主要是由于清桩间土时造成的,因此施工过程中应加强对CFG桩浅部断裂的预防工作[3]。
CFG桩复合地基承载力分析作者:纪辉来源:《中国高新技术企业》2016年第28期摘要:当前,在岩土工程实际实施过程中,运用CFG桩复合地基工程的地基的承载力比未实施该工程的天然地基承载力更加低下的情况时有发生,这种情况不但影响了工程质量,而且在很大程度上导致了人力、财力和物力的浪费。
文章通过对CFG桩复合地基承载力的分析,期望能够对以后的工程施工提供一定的借鉴作用。
关键词:CFG桩;复合地基;承载力;岩土工程;工程施工文献标识码:A中图分类号:TU472 文章编号:1009-2374(2016)28-0099-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.0501 复合地基技术概述及计算公式1.1 復合地基技术的概述复合地基技术起源于19世纪,当时的主要目的是为了在松散的沙土上打地基。
但是在之后很长时间内都没有适合计算该技术承载力的方法,加上缺少比较先进的工艺和设备,所以其发展非常缓慢。
二战之后,由于相关领域技术的发展,该技术也进入了快速发展期。
现在人们通常把在天然地基上进行人为加固的用来提升地基承载力的加固体都认为是复合地基。
CFG桩通常应用水泥进行浇筑,桩体的柔性和刚性都非常良好,在实际工作中的应用极为广泛。
但是由于当前CFG桩复合地基的计算远远落后于实践,在一定程度上影响了其发展。
1.2 CFG桩复合地基承载力计算公式分析复合地基承载力的计算不能够由天然地基承载能力与复合桩承载能力直接叠加得到,而是必须综合考虑相关的因素,比如:(1)桩之间的岩土是否由于工程的进展而导致土层变形或者减少;(2)施工时是否会对桩之间的岩土承载力产生影响,如果有影响是降低还是升高;(3)CFG复合地基中桩的承载力比自由单桩高很多;(4)桩之间岩土的承载能力都与形变有关系,变形比较小时桩与土层的承载能力都无法充分发挥;(5)桩和土层的承载力的发挥和褥垫层薄厚有关系。
综合上述各种因素,并结合实际经验,可以用以下公式来验证CFG桩复合地基的承载力:%e5%9b%be%e5%83%8f1662171.PNG式中:fspk代表修正之后复合地基的承载能力值;m代表面积置换率;Ra代表单桩承载力值;β代表天然地基承载能力值。
浅析CFG桩复合地基单桩承载力不足的原因及解决办法摘要:以洛阳涧西区某项目CFG桩复合地基处理的质量检测结果为实例,部分CFG桩出现单桩承载力急剧骤降的现象,分析复合地基承载力特征值不满足设计要求的原因及提出解决措施,进一步认识地下水对CFG桩的重要影响,为以后勘察报告相关参数的提出积累宝贵的经验,可供类似工程参考。
关键词:CFG 桩复合地基;单桩承载力:静载荷试验;地下水;处理方案ANALYSIS OF CFG PILE COMPOSITE FOUNDATION SINGLE PILE BEARING CAPACITY OF INSUFFICIENT REASONS AND SOLUTIONSSUN Yong Pan(Zhengzhou Branch of China Nuclear Power Engineering Corporation Ltd,450052,Zhengzhou,China)Abstract:Taking the quality test results of CFG pile composite foundation treatment of a project in Jianxi District, Luoyang as an example, some CFG piles appear the phenomenon of a sharp drop in the bearing capacity of a single pile, analyze the reasons why the characteristic value of composite foundation bearing capacity does not meet the design requirements and put forward solutions, and further understand the important impact of groundwater on CFG piles. It accumulates valuable experience for the proposed of relevantparameters in the future survey report and can be used as reference for similar projects.Key words :CFG pele composite foundation; Bearing capacity of single pile; Static load test ; groundwater;Treatment scheme水泥粉煤灰碎石桩(CFG)复合地基由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成竖向增强体的复合地基,主要适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基,在河南地区应用极为广泛,施工工艺较为成熟,主要采用长螺旋钻或泥浆护壁成孔等施工工艺,属于可变强度桩,通过调整水泥掺量及配比,其强度等级可在一定范围变化,充分利用桩间土力学性能,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作,具有施工速度快、工期短、质量易控制、造价低廉的优点,桩体材料由混凝土搅拌站供应。
论CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响
摘要:本文对CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响这两个问题展开分析研究,从CFG桩加固地基机理、规范要求等方面入手,结合具体工程实例,得出了有意义的结论,为CFG桩复合地基承载力检测时提供参考。
关键词CFG桩复合地基浅部断裂
CFG桩复合地基目前在山东省内得到了越来越多的应用,但多数技术人员对CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响了解不足,遇到此类问题处理困难。
本文就这个问题展开分析,希望能促进复合地基检测技术的进步。
1褥垫层铺设
在CFG桩复合地基承载力现场检测中,关于承压板下垫层的铺设,各个地区及检测机构做法不一,有的检测机构直接在铺设好的褥垫层上按设承压板进行单桩复合地基静载荷试验,褥垫层材料多采用级配砂石或碎石,厚度一般不小于150mm,此时褥垫层只是临时铺设,为方便检测使用,密实度较小。
多数检测机构采用承压板底面下铺设粗砂或中砂垫层,但有的检测机构所铺设垫层厚度仅在50mm左右。
这些都必然影响到CFG桩复合地基承载力的合理判定,笔者认为对于承压板底面下垫层的铺设应从CFG桩复合地基加固机理、规范要求综合考虑,从而使载荷试验能真实反映复合地基承载力。
1)褥垫层在CFG桩复合地基中的作用
CFG桩复合地基中的褥垫层不是基础施工时通常做的100mm厚的素混凝土垫层,而是由粒状材料组成的散体垫层。
CFG桩桩体强度等级一般为C5~C20,为施工方便,CFG桩通常采用素混凝土,其强度等级则多在C20以上,因此褥垫层是保证桩、土共同承担荷载,形成复合地基的必要条件,是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。
其次褥垫层可以减少基础底面的应力集中,调整桩土荷载分担比。
研究资料[1]表明,在无褥垫层情况下,CFG桩单桩复合地基的桩土应力比n=24.3~29.4;当褥垫层厚度为300mm时,桩土应力比在1.23左右。
静载荷试验是模拟地基基础的实际工作性状,通常在散体桩或柔性桩复合地基承载力检测时,承压板底面下垫层多起到保证承压板水平及与土层和增强体均匀接触的作用。
而CFG桩复合地基属于刚性桩或半刚性桩复合地基,区别于一般的散体桩或柔性桩复合地基的概念,即褥垫层是CFG桩复合地基组成中的一部分。
因此,在CFG桩复合地基承载力现场检测时必须重视褥垫层的作用。
2)垫层厚度、密实度对载荷试验结果的影响
研究资料表明,当褥垫太薄,会导致桩顶应力集中,桩间土承载能力不能充分发挥,应该由桩间土承担的荷载转移至桩上,容易发生桩头压碎或桩过早首先达到单桩极限承载力,复合地基承载力偏低。
因此,试验时若不要褥垫层,地基承载力主要为桩的承载力,从而使复合地基承载力降低。
褥垫层的密实度较小,
会导致沉降量较大,复合地基承载力特征值降低;刚度过大,则土的承载力难以发挥。
若无侧面约束条件,会使褥垫层的变形增大。
3)垫层厚度合理取值
根据规范[2]第A.0.3条规定,承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层,垫层厚度取50~150mm,桩身强度高时宜取大值。
根据此款规定,在进行CFG桩复合地基载荷试验时垫层厚度应取150 mm。
同时规范[4]第9.2.3条规定,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。
通常CFG桩复合地基褥垫层设计厚度取300mm。
由此笔者认为在进行CFG桩复合地基承载力现场检测时,应重视褥垫层的作用,垫层材料可取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可,但其厚度宜取褥垫层设计厚度值,其最小厚度不应小于150mm,同时垫层每边宜超过承压板宽度50~150mm,防止垫层的侧向挤出。
试验前垫层应进行预压,预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。
2CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响
笔者通过调查十几个CFG桩复合地基工程检测实例,发现低应变桩身完整性检测类别为IV类桩,CFG桩桩身浅部断裂,后通过静载荷验证检测,该类桩单桩复合地基承载力均能达到设计要求。
针对此类问题,下文结合具体工程实例进行分析。
某县医院新建病房楼采用CFG桩复合地基,桩径为φ500mm,设计桩长13m,混凝土强度等级C20,设计复合地基承载力特征值300kPa,面积置换率8.16%,总桩数为1017棵。
低应变桩身完整性检测共102棵,其中IV类桩为10棵。
其中典型时域信号(以627#桩)如图1所示。
图1627#桩低应变时域信号
627#桩在距桩顶1.8m处断裂。
其他桩断裂位置基本在距桩顶1.6~2.0m之间,多数在1.8m处。
后对其中的627#桩、637#桩分别进行了静载荷试验,其单桩复
合地基承载力特征值分别为315 kPa、337 kPa,均大于设计复合地基承载力特征值。
通过现场情况分析,该工程的桩身浅部断裂是由清桩间土造成的。
分析其中CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响,可以看出CFG桩复合地基与桩基不同,由于桩基既承受竖向荷载也承受水平荷载,如果断裂则必须进行处理;而CFG 桩复合地基中桩与土及褥垫层共同受力,CFG桩只是增强体,传递的主要是竖向荷载,水平荷载几乎不考虑,而且桩埋深越大,桩承担水平力的作用越小。
桩断裂不脱开不影响竖向承载力的传递。
文献[1]也认为CFG桩断桩并不脱开不影响复合地基的正常使用,并且介绍了一种“跑桩”技术,即对CFG桩进行快速静压,将可能断裂并脱开的桩连接起来,保证复合地基中桩能有效传递竖向荷载。
3、结论
1)CFG桩复合地基是由桩、桩间土和褥垫层一起构成的,其中褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。
进行CFG桩复合地基承载力现场检测时,应重视褥垫层的作用。
2)承压板下垫层材料取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可,但其厚度宜取褥垫层设计厚度值,其最小厚度不应小于150mm,同时垫层每边宜超过承压板宽度50~150mm,防止垫层的侧向挤出。
3)试验前承压板下垫层应进行预压,预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。
4)低应变桩身完整性检测类别为IV类桩应进行静载荷验证检测,当CFG 桩浅部断桩但并不脱开时不影响复合地基的正常使用。
参考文献
[1]叶书麟、叶观宝,地基处理与托换技术,北京:中国建筑工业出版社,2005
[2]中华人民共和国行业标准:建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002),北京:中国建筑工业出版社。