水泥粉煤灰碎石樁法學(xué)位論文

PAGEI前言目前，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的研究課題主要涉及樁體材料的試驗研究;模型試驗;針對樁土應(yīng)力比、承載力、變形特性、荷載傳遞規(guī)律所進行的現(xiàn)場靜載模擬試驗。有關(guān)水泥粉煤灰碎石樁一網(wǎng)復(fù)合地基處理高等級公路軟基的原型實體試驗報道則很少;在有限元數(shù)值計算分析方面，文獻針對帶臺設(shè)褥墊層與不設(shè)褥墊層水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基進行了有限元數(shù)值計算，比較詳細(xì)的分析了褥墊層的厚度對樁土應(yīng)力比的影響，應(yīng)力場、位移場變化情況以及置換率的影響;樁基沉降計算領(lǐng)域常用的兩大理論是荷載傳遞理論和半無限彈性理論。陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文PAGE28目錄前言 III水泥粉煤灰碎石樁法 4摘要 41.緒論 52．水泥粉煤灰碎石樁 52.1水泥粉煤灰碎石樁體材料及其性狀 52.2水泥粉煤灰碎石樁加固機理 62.3水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基墊層技術(shù) 72.4水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基承載特性 82.5水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基變形特性 92.6水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基抗震性能研究 103.水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù) 103.1施工工藝流程 103.2施工工藝 113.2.1施工順序 113.2.2混合填料配制 113.2.3測量放線定樁位 113.2.4移機就位 113.2.5沉管造孔 113.2.6填料加密 123.3CFG樁復(fù)合地基在施工中的質(zhì)量控制 123.4水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料應(yīng)符合設(shè)計要求。 143.4.1施工中應(yīng)檢查 143.4.2施工結(jié)束后的質(zhì)量檢查。 173.4.2水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn) 183.4.3一般項目: 193.4.4結(jié)論與效果 194.水泥粉煤灰碎石樁法在工程中的應(yīng)用 194.1石樁在高等級公路中的應(yīng)用 204.1.1碎石樁在高等級公路軟基處理中的應(yīng)用 204.2技術(shù)經(jīng)濟價值 214.3本章小結(jié) 225.水泥粉煤灰碎石樁在加固房建地基中的應(yīng)用 225.1前言 235.2場地工程地質(zhì)條件 235.3水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)地基加固方案設(shè)計 235.4水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)地基加固施工 245.4.1CFG樁地基加固施工 245.4.2CFG樁地基加固施工的樁體材料和質(zhì)量控制 245.5CFG樁復(fù)合地基的檢測 245.5.1試驗及分析方法 245.5.2試驗結(jié)果 256.結(jié)論及展望 266.1論文工作概述 266.2需要進一步研究的問題 26參考文獻 27致謝 28水泥粉煤灰碎石樁法摘要水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。它不同于簡單的碎石樁，碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載作用下將會產(chǎn)生鼓脹變形，當(dāng)樁周土為強度較低的軟粘土?xí)r，樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞；而且碎石樁僅在上部約3倍樁徑長度的范圍內(nèi)傳遞荷載，超過此長度，增加樁樁長承載力提高不顯著。而CFG樁可充分利用樁間土的承載力，共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。1.緒論水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。它不同于簡單的碎石樁，碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載作用下將會產(chǎn)生鼓脹變形，當(dāng)樁周土為強度較低的軟粘土?xí)r，樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞；而且碎石樁僅在上部約3倍樁徑長度的范圍內(nèi)傳遞荷載，超過此長度，增加樁樁長承載力提高不顯著。而CFG樁可充分利用樁間土的承載力，共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基是一種新型的地基加固處理方法，和其它傳統(tǒng)地基處理方法相比，水泥粉煤灰碎石樁具有顯著的樁體作用、明顯的擠密作用、應(yīng)力集中與擴散作用、復(fù)合地基承載力提高幅度大、變形小、沉降穩(wěn)定快等特點，能有效的調(diào)整樁體應(yīng)力，充分發(fā)揮樁間土、樁體的承載力。目前，我國水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基尚沒有比較成熟的理論分析，特別是對復(fù)合地基重要的計算參數(shù)一樁土應(yīng)力比及沉降變形規(guī)律還缺乏深入系統(tǒng)的研究，目前國家和行業(yè)部門對水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基也尚無正式的規(guī)范。1963年，國外首次使用復(fù)合地基一詞，現(xiàn)在復(fù)合地基理論己經(jīng)成為許多地基處理方法進行理論分析的基礎(chǔ)，其中以碎石樁、水泥攪拌樁最具有代表性，近年來該理論也逐漸被引入水泥粉煤灰碎石樁的理論分析中，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基研究的主要內(nèi)容如下:水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基樁體材料及其性狀研究;復(fù)合地基加固機理研究:復(fù)合地基褥墊層技術(shù)研究;復(fù)合地基承載特性研究;復(fù)合地基變形特性研究及復(fù)合地基抗震性能研究等。2．水泥粉煤灰碎石樁2.1水泥粉煤灰碎石樁體材料及其性狀根據(jù)無側(cè)限試驗得到水泥粉煤灰碎石樁的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線。試件在破壞以前，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為直線，因此水泥粉煤灰碎石樁的本構(gòu)關(guān)系可以用線彈性模型描述，即應(yīng)力應(yīng)變一關(guān)系服從廣義胡克定律。文獻中將水泥粉煤灰碎石樁樁體材料制成三軸試驗的圓柱體試件，在靜三軸儀中做不同圍壓下的三軸壓縮試驗，得到在不同圍壓下其應(yīng)力應(yīng)變曲線基本重合，破壞前基本為一直線，說明圍壓對樁體強度和樁體模量影響不大，這一點與散體材料樁體的應(yīng)力一應(yīng)變特性明顯不同。文獻中在施工期間不斷按比例取樣進行齡期28~55d的30多組試塊的抗壓強度試驗，得到水泥粉煤灰碎石樁體強度隨著時間的推移，強度逐漸提高。文獻中通過樁身材料試驗，得到當(dāng)以一定膠凝效率用粉煤灰替代部分水泥時，隨著齡期的增長，試件抗壓強度增長一直持續(xù)到90d，且粉煤灰越多，后期強度增長幅度越大。粉煤灰有明顯的后期強度增長，在強度取值時，充分利用水泥粉煤灰碎石樁身材料的后期強度，對節(jié)約水泥、降低造價具有重要意義。通過試驗表明試件的抗壓強度隨膠凝效率k呈線性變化，最佳膠凝效率的取值與齡期和設(shè)計標(biāo)號有關(guān)。2.2水泥粉煤灰碎石樁加固機理水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基由樁、樁間土及褥墊層構(gòu)成，褥墊層將上部基礎(chǔ)傳來的基底壓力(或水平力)通過適當(dāng)?shù)淖冃我砸欢ǖ谋壤峙浣o樁及樁間土，使二者共同受力，形成了一個復(fù)合地基的受力整體，共同承擔(dān)上部基礎(chǔ)傳來的荷載。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基效應(yīng)主要有:1）置換作用文獻中表明復(fù)合地基置換作用的大小，主要取決于樁體材料的組成，高粘結(jié)強度樁置換作用較大，加大樁長可使復(fù)合地基置換作用明顯提高。文獻中表明水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基就樁體和樁間土的材料特性而言，原天然土的泊松比較水泥粉煤灰碎石樁大，而樁體的強度和彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁間土，水泥粉煤灰碎石樁承擔(dān)的荷載遠(yuǎn)大于樁間土，可見土被水泥粉煤灰碎石樁置換是復(fù)合地基承載力得到提高的主要原因之一。2）排水作用文獻中表明水泥粉煤灰碎石樁樁體材料的滲透性與混合料中粉煤灰和水泥的用量有關(guān)，經(jīng)實驗測試，水泥粉煤灰碎石樁樁體的滲透系數(shù)一般在10-3~10-1cm/s的范圍內(nèi)，而樁間自然土層的滲透系數(shù)一般在10-6~10-4cm/s的范圍內(nèi)，遠(yuǎn)比樁體的滲透性小，所以樁體具有良好的透水性，樁體的排水作用，有利于孔隙水壓力消散，有效應(yīng)力的增長，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基在成樁的初期，樁體實際上已構(gòu)成了固結(jié)排水通道，加速了樁周土的固結(jié)程，樁體的排水作用較為明顯。3）樁對土的約束作用在群樁復(fù)合地基中，樁對樁間土具有阻止土體側(cè)向變形的作用。相同荷載水平條件下，無側(cè)向約束時土的側(cè)向變形大，從而使垂直變形加大;由于樁對土體側(cè)向變形的限制，減少了側(cè)向變形，也就減小了垂直變形，使復(fù)合地基抵抗垂直變形的能力有所加強?？傊喾勖夯宜槭瘶秾ι?、松砂體加固效應(yīng)主要表現(xiàn)為擠密效應(yīng)、排水有效及預(yù)震效應(yīng):而對粘性土加固效應(yīng)主要表現(xiàn)為樁體的置換、擠密作用，同時還有時間效應(yīng)。4）樁間土的改良作用經(jīng)過對水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基加固前后樁間土的物理力學(xué)性質(zhì)的試驗分析表明，樁的物理力學(xué)性質(zhì)得到了較大提高，一般含水量降低14%一19%，天然容重增加1.03%一2.2%，孔隙比降低13%以上，壓縮系數(shù)減小11%一52%，而靜力觸探貫入阻力提高30%以上。同時發(fā)現(xiàn)，在加固范圍內(nèi)，水泥粉煤灰碎石樁對粘性土或粉土的工程性質(zhì)改善較明顯，而對砂類土基本沒有改變，但振密效果比較顯著。2.3水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基墊層技術(shù)墊層是復(fù)合地基的重要組成部分，是高粘結(jié)強度樁形成復(fù)合地基的必要條件，復(fù)合地基的許多特性都與墊層有關(guān)，因此，墊層技術(shù)是水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的一個核心技術(shù)。其主要作用有:保證樁、土共同承擔(dān)荷載;調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比;減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力中;調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)。若基礎(chǔ)下面不設(shè)置墊層，基礎(chǔ)直接與樁和樁間土接觸，在垂直荷載作用下承載特性和樁基差不多。由于樁的沉降很小，樁上的荷載向土上轉(zhuǎn)移數(shù)量很小，樁間土承載力很少發(fā)揮，樁、土應(yīng)力比很大，樁對基礎(chǔ)的應(yīng)力集中很顯著，和樁基一樣，要考慮樁對基礎(chǔ)的沖剪破壞，水平荷載作用下，水平傳力方式為接觸傳力，水平荷載主要由樁來承擔(dān)。若在基礎(chǔ)下設(shè)置一定厚度的墊層，即使樁端落在好的土層上，也能保證一部分荷載通過褥墊作用在樁間土上，使樁、土共同承擔(dān)荷載，樁土應(yīng)力比逐漸減小，樁對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的應(yīng)力集中也顯著降低，水平傳力方式改為摩擦傳力，樁承擔(dān)的水平荷載較小。但當(dāng)墊層厚度過大時，會導(dǎo)致樁土應(yīng)力比等于或接近1，此時樁承擔(dān)的荷載非常小，復(fù)合地基中樁的設(shè)置已失去了意義，復(fù)合地基的承載力較天然地基不會有太大的提高，反而建筑物的變形會增大。2.4水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基承載特性復(fù)合地基由于發(fā)揮了樁間土的承載能力，在樁側(cè)產(chǎn)生一個較大的豎向增量，使得復(fù)合地基中樁的承載特性與自由單樁不同。文獻指出對水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基，當(dāng)基礎(chǔ)承受垂直荷載時，由于基礎(chǔ)下設(shè)置了褥墊層，樁可以向上刺入，墊層材料不斷調(diào)整補充到樁間土上，使樁和樁間土始終參與工作。給定荷載下，樁和土的荷載分擔(dān)均為一常值，它不隨時間變化而改變。而文獻通過現(xiàn)場試驗測試得到樁的荷載承擔(dān)比隨荷載的變化規(guī)律為:復(fù)合地基上施加荷載后，隨著時間的延續(xù)，樁頂和樁間土頂面的平均接觸應(yīng)力有一個調(diào)適過程，當(dāng)施加荷載小于復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，隨著時間的延續(xù)，樁承擔(dān)的荷載由上升趨勢逐漸趨于穩(wěn)定，而樁間土承擔(dān)的荷載開始表現(xiàn)為下降趨勢，這種現(xiàn)象說明，在復(fù)合地基受到荷載作用的初期，樁間土承擔(dān)的荷載有向樁體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。當(dāng)樁間土承擔(dān)的荷載超過其標(biāo)準(zhǔn)承載力時，在施加荷載的短時間內(nèi)，樁承擔(dān)的荷載略有向樁間土轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，但轉(zhuǎn)移量較小，時間較短，樁土應(yīng)力比很快就達到穩(wěn)定，但隨著荷載的繼續(xù)增大，樁土應(yīng)力比呈下降的趨勢，因此在復(fù)合地基中樁的承載能力和樁間土的承載能力不能夠同時完全發(fā)揮。文獻中研究表明水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基在任一荷載下，樁頂?shù)某两?、樁間土表面的沉降以及基礎(chǔ)的沉降均不相同，在某一深度范圍內(nèi)，土的位移大于樁的位移，土對樁產(chǎn)生的摩擦力方向是與樁沉降方向一致的，即所謂的負(fù)摩擦力。處樁的位移和土的位移相等，該斷面所處位置為中性點。當(dāng)>220時，樁的位移大于土的位移，土對樁產(chǎn)生的是正摩阻力。在中性點以上，樁的軸向應(yīng)力隨著深度的增加而增大，中性點以下樁的軸向應(yīng)力隨著深度的增加而減小，樁的最大軸向應(yīng)力就在中性點處。樁基中樁與承臺剛性連接，在正常情況下，受垂直荷載后樁頂?shù)某两?、樁間土表面的沉降以及承臺的沉降都相等。樁頂以下樁各部位的位移都大于相應(yīng)部位土的位移，樁側(cè)土體對樁產(chǎn)生與樁位移方向相反的側(cè)阻力，即正摩擦力，樁的最大軸力發(fā)生在樁的頂部。通過有限元計算分析也得到類似的規(guī)律，中性點位于樁頂下0.5一1.2m之間，隨著褥墊層厚度增加，樁身軸力相應(yīng)降低。由于褥墊層的設(shè)置，無論樁端落在軟土層還是硬土層上，從加荷一開始樁就存在一個負(fù)摩擦區(qū)。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基土對樁的負(fù)摩擦作用，并非有害，它對提高樁間土的承載力、減少復(fù)合土層的變形起著有益的作用。不同部位樁的受力:剛性基礎(chǔ)下群樁復(fù)合地基，樁所處的位置不同，受力的大小也不同，一般是角樁受力最大，邊中樁次之，中心樁最小。通過對樁式復(fù)合地基的理論分析，認(rèn)為在荷載一定、其它條件相同時，樁承擔(dān)的荷載隨樁長、樁截面面積增加而增大;隨樁距減小而增大;土的強度越低，褥墊層越薄，樁承擔(dān)的荷載越大。文獻根據(jù)有、無邊載情況下水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基豎向靜載試驗結(jié)果，研究分析認(rèn)為邊載的作用主要是提高樁間土的承載力，而對樁的承載力影響不大，在同一荷載水平下，有邊載條件下樁的荷載分擔(dān)比低于無邊載情況，在同一樁頂荷載水平下有邊載情況的總荷載水平要大于無邊載情況。文獻中表明水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基，荷載較小時，土承擔(dān)的荷載大于樁承擔(dān)的荷載，隨著荷載的增加，樁間土承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比逐漸減少，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比逐漸增大。通過水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比試驗研究，得到樁土應(yīng)力比與試驗點的荷載關(guān)系為先增后減，而樁間土分擔(dān)荷載百分比則正好相反。2.5水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基變形特性研究表明在同一荷載水平下，樁越長、褥墊層越薄、下臥層越硬，上刺入量及下刺入量越小，樁間土荷載分擔(dān)比越高，樁間土的壓縮變形越大。同一樁長在不同的荷載作用下，加固區(qū)的壓縮變形和下臥層的壓縮變形占總壓縮變形的百分比基本不變?；A(chǔ)寬度越大，沉降變形越大。復(fù)合地基的沉降曲線與天然地基的沉降曲線相比較，復(fù)合地基沉降曲線淺部比較平緩，但由于復(fù)合地基中樁將一部分荷載傳遞到深層，深部沉降相對于天然地基沉降大。荷載相同時，復(fù)合地基中樁的變形比自由單樁的變形大，群樁復(fù)合地基沉降曲線呈加工硬化型，有邊載的情況下，荷載板下部沉降小于無邊載情況，荷載板以外則相反，同一深度的變形趨于均勻化。復(fù)合地基基礎(chǔ)總沉降由三部分組成，其一為樁長范圍土層的壓縮量，其二為下臥層的壓縮量，其三為褥墊層的壓縮量。復(fù)合地基的樁長、褥墊層的厚度和彈性模量、基礎(chǔ)的寬度、下臥層土性、樁側(cè)阻力的分布等因素對基礎(chǔ)總沉降都有較大的影響。2.6水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基抗震性能研究分析研究認(rèn)為:水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基由于設(shè)置了褥墊層，給樂夫波的出現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件，而樂夫波的出現(xiàn)，對整個結(jié)構(gòu)潛在著嚴(yán)重的危險;褥墊層的設(shè)置還使水泥粉煤灰碎石樁的每根柱相互獨立，樁、樁間土和基礎(chǔ)變形不同步，出現(xiàn)負(fù)摩擦力而導(dǎo)致樁的沉降加大，并會產(chǎn)生較大的不均勻沉降，從而加重上部結(jié)構(gòu)震害;密實的褥墊層在地震荷載作用下，會發(fā)生剪脹、松散趨勢，使墊層失去效用，成為引發(fā)嚴(yán)重震害的隱患部位;褥墊層的存在，使水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基抗拔力根本不能發(fā)揮作用，而褥墊層本身的抗拔力可以近似為零。為增強水泥粉煤灰碎石樁基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的整體性及抗震性能，當(dāng)水泥粉煤灰碎石樁端落在好土上時，為充分發(fā)揮樁的作用，將樁頂與基礎(chǔ)連成一個整體，并加固連接處，在水泥粉煤灰碎石樁頂一定范圍內(nèi)設(shè)置鋼筋和基礎(chǔ)的鋼筋錨固，可適當(dāng)布設(shè)箍筋，增強其變形能力和延性。同時將樁端底部做成擴大頭，這樣，一是可增強樁的承載能力，二是可增強地基基礎(chǔ)整體抗拔力，三是可將上部結(jié)構(gòu)反饋給樁的地震慣性力，由樁端擴大頭和樁側(cè)擴散給地基，使地基吸收消耗一部分地震能量，從而減輕上部結(jié)構(gòu)的震害?？拐鹦阅芎玫慕ㄖ?，應(yīng)是地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)在接觸部位變形協(xié)調(diào)一致，形成一個共同工作的整體，地震時建筑物就能抵御地震破壞力。3.水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)3.1施工工藝流程CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，用于處理軟弱地基時常采用振動沉管法施工，適用于多種地質(zhì)條件和工程項目。該技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制，工程造價低廉等特點。CFG樁（振動沉管法）施工工藝，單打法是最基本的工法。分為移機就位、沉管造孔、填料加密和成樁四道工序，其中分層填料加密是關(guān)鍵工序。其工藝流程如下圖。施工時，根據(jù)土質(zhì)情況和荷載要求，分別選用單打法、復(fù)打法等。CFG樁目前一般是采用振動沉管灌注成樁。由于它是一項新興發(fā)展起來的地基處理技術(shù)，工程施工經(jīng)驗尚不夠成熟，施工前進行了試樁，數(shù)量為9根，經(jīng)試驗樁確定的有關(guān)技術(shù)參數(shù)后，再精心組織正常施工。3.2施工工藝3.2.1施工順序樁位的施工流水順序,依次向后退打，以有利于保護先施工的樁不被擠壞或擠歪。施工順序考慮隔排樁跳打（即隔一根樁位），施工新樁時與已打樁間隔時間不少于7天。3.2.2混合填料配制嚴(yán)格選擇原材料，水泥選用大廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)32.5強度等級普通硅酸鹽水泥，選擇潔凈的河砂、卵石、Ⅱ級粉煤灰等。施工前按設(shè)計要求由試驗室進行了配合比試驗，配合比（1：3）為：水186.0kg、水泥252.4kg、中砂452.0kg、粉煤灰175.0kg、礫石11350kg；施工時按配合比配制混合料，以保證混合料強度等同于C20混凝土?；旌狭现袚饺氲姆勖夯抑饕歉纳瓢韬臀锏暮鸵仔?，提高樁的施工質(zhì)量?；旌狭吓浔葒?yán)格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，碎石和中砂含雜質(zhì)不大于5%。按設(shè)計配合比配制混合料，投入攪拌機加水拌和，加水量由混合料的坍落度控制，一般坍落度為30-50mm，成樁后浮漿厚度一般不超過200mm?；旌狭系臄嚢桧毦鶆?，每盤攪拌時間不得少于60s。后臺設(shè)磅秤計量裝置，保證砂、石、粉煤灰計量準(zhǔn)確。3.2.3測量放線定樁位在填土分層壓實后，具備了處理條件時，根據(jù)施工圖開始按照南北向間距1.20m，東西向間距1.40m，“梅花型”布設(shè)測放CFG樁位，并打入木樁與地面平齊。3.2.4移機就位樁機就位須平整、穩(wěn)固，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。采用活瓣式樁尖和D325mm樁管，樁尖對準(zhǔn)樁位。3.2.5沉管造孔1）管過程中注意樁機的穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯位。沉管過程中做好記錄，激振電流每沉1m記錄本一次和沉管所耗的總時間，嚴(yán)格控制最后30s電機的電流電壓值。并對土層變化處理應(yīng)特別說明，直到沉管至設(shè)計標(biāo)高。2）管過程中觀察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有擠偏現(xiàn)象，若有異常情況應(yīng)分析原因，及時采取措施。3）沉管到達設(shè)計深度或持力層時，應(yīng)判定該深度或貫入度是否已達到規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求，或試樁時規(guī)定的并經(jīng)設(shè)計認(rèn)可的要求，滿足了這些要求和規(guī)定，方可終止沉管。該工程控制貫入度標(biāo)準(zhǔn)為每30秒加壓一次，最后30秒貫入度4-5cm。3.2.6填料加密1）沉管達到要求深度后，立即填灌樁芯混合料，盡量減少間隔時間。填料前檢查沉管內(nèi)是否吞進樁尖或進水進泥。若存在則及時處理。2）在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設(shè)計標(biāo)高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管投料口平齊。如上料量不夠，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁樁頂、樁高滿足設(shè)計要求?？刂乒軆?nèi)混合料面不低于自然地面。3）填料量應(yīng)按沉管外徑和樁長計算出的體積再乘上充盈系數(shù)值（大于1.3）。3.2.7成樁1）當(dāng)混合料填加至鋼管投料口平齊后，先振動5～10s，再開始拔管，邊振邊拔，每拔0.5～1.0m，停拔留振5～10s，如此反復(fù)，直至沉管全部拔出。沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制，拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5m/min。2）沉管拔出地面后，若發(fā)現(xiàn)樁身填料超出樁的設(shè)計頂面甚多或溢出地面較多，應(yīng)及時核實充盈系數(shù)，若充盈系數(shù)小于1，則可認(rèn)為樁身可能存在縮徑或斷樁隱藏患，應(yīng)及時研究補救措施。3）若發(fā)現(xiàn)樁身填料面低于設(shè)計院標(biāo)高，應(yīng)立即補填填料使其頂面高于設(shè)計標(biāo)高0.5m，并用振搗器振實。補填填料時，應(yīng)將樁頂上的浮土清理干凈，必要時可向孔內(nèi)先插入鋼模，再清理浮土。4）確認(rèn)成樁符合設(shè)計要求后用粒狀材料或混粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工。3.3CFG樁復(fù)合地基在施工中的質(zhì)量控制為保證CFG樁復(fù)合地基的施工質(zhì)量，應(yīng)控制好以下幾個問題：1）選用合理的施工機械設(shè)備。在施工準(zhǔn)備階段，必須詳細(xì)了解地質(zhì)情況，從而合理地選用施工機械。這是確保CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量的有效途徑。2）深入了解地質(zhì)情況，采用合理的施工工藝。在施工過程中，成樁的施工工藝對CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量至關(guān)重要，不合理的施工工藝將造成重大的質(zhì)量問題，甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須深入了解地質(zhì)情況。只有在深入了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，才能確定合理的施工工藝，并在施工過程中加強監(jiān)測，根據(jù)具體情況，控制施工工藝，發(fā)現(xiàn)特殊情況，做出具體的改變。①在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，但當(dāng)采用連打作業(yè)時，由于飽和軟土的特性，新打樁將擠壓已打樁，形成橢圓或不規(guī)則形態(tài)，產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸和斷樁。此時，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。而在飽和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補打新樁時，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁，此時，隔樁跳打亦不宜采用。當(dāng)滿堂布樁時，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進施工，宜從中心向外推進施工，或從一邊向另一邊推進施工。②嚴(yán)格控制拔管速率。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻，樁項浮漿過多，樁身強度不足和形成混和料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強度不足。故施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率。正常的拔管速率應(yīng)控制在1.2～1.5m／分。③控制好混合料的坍落度。大量工程實踐表明，混合料坍落度過大，會形成樁項浮漿過多，樁體強度也會降低。坍落度控制在3～5cm，和易性好，當(dāng)拔管速率為1.2～1.5m／分時，一般樁頂浮漿可控制在10cm左右，成樁質(zhì)量容易控制。④設(shè)置保護樁長。使樁在加料時，比設(shè)計樁長多加0.5m，將沉管拔出后，用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3～5秒，提高樁頂混合料密實度。上部用土封項，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力，避免新打樁振動導(dǎo)致已打樁受振動擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。⑤拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量，應(yīng)避免反插。3）加強施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中，應(yīng)加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便針對性地采取有效措施，有效控制成樁質(zhì)量，重點應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測：①施工場地標(biāo)高觀測。施工前要測量場地的標(biāo)高，并注意測點應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中則要隨時測量地面是否發(fā)生降起。因為斷樁常和地表隆起相聯(lián)系。②已打樁樁頂標(biāo)高的觀測。施工過程中注意已打樁樁頂標(biāo)高的變化，尤其要注意觀測樁距最小部位的樁。因為在打新樁時，量測已打樁樁頂?shù)纳仙?，可估算樁徑縮小的數(shù)值，以判斷是否產(chǎn)生縮徑。③對有懷疑的樁的處理。對樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看，并做出必要的處理。3.4水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料應(yīng)符合設(shè)計要求。《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)褥墊層材料宜用中砂、粗砂、級配砂石或碎石等,最大粒徑不宜大于30mm。褥墊層材料宜用中砂、粗砂、級配砂石和碎石,最大粒徑不宜大于30mm。不宜采用卵石,由于卵石咬合力差,施工時擾動較大、褥墊厚度不容易保證均勻。3.4.1施工中應(yīng)檢查施工中應(yīng)檢查樁身混合料的配合比、坍落度和提拔鉆桿速度、成孔深度、混合料灌入量等。提拔鉆桿(或套管)的速度必須與泵入混合料的速度相配,否則容易產(chǎn)生縮頸或斷樁,而且不同土層中提拔的速度不一樣,砂性土、砂質(zhì)粘土、粘土中提拔的速度為1.2～1.5m/min,在淤泥質(zhì)土中應(yīng)適當(dāng)放慢。樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計標(biāo)高0.5m。由沉管方法成孔時,應(yīng)注意新施工樁對已成樁的影響,避免擠樁?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)水泥粉煤灰碎石樁的施工,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件選用下列施工工藝:1）長螺旋鉆孔灌注成樁,適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土。2）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁,適用于粘性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場地。3）振動沉管灌注成樁,適用于粉土、粘性土及素填土地基。水泥粉煤灰碎石樁的施工,應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場地基土的性質(zhì)、地下水埋深、場地周邊是否有居民、有無對振動反應(yīng)敏感的設(shè)備等多種因素選擇施工工藝。這里給出了三種常用的施工工藝:長螺旋鉆孔灌注成樁。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁。③振動沉管灌注成樁。若地基土是松散的飽和粉細(xì)砂、粉土,以消除液化和提高地基承載力為目的,此時應(yīng)選擇振動沉管打樁機施工;振動沉管灌注成樁屬擠土成樁工藝,對樁間土具有擠(振)密效應(yīng)。但振動沉管灌注成樁工藝難以穿透厚的硬土層、砂層和卵石層等。在飽和粘性土中成樁,會造成地表隆起,擠斷已打樁,且振動和噪聲污染嚴(yán)重,在城市居民區(qū)施工受到限制。在夾有硬的粘性土?xí)r,可采用長螺旋鉆機引孔,再用振動沉管打樁機制樁。長螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土,屬非擠土成樁工藝,該工藝具有穿透能力強,無振動、低噪聲、無泥漿污染等特點,但要求樁長范圍內(nèi)無地下水,以保證成孔時不塌孔。

長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝,是國內(nèi)近幾年來使用比較廣泛的一種新工藝,屬非擠土成樁工藝,具有穿透能力強、低噪聲、無振動、無泥漿污染、施工效率高及質(zhì)量容易控制等特點。長螺旋鉆孔灌注成樁和長螺旋鉆成孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝,在城市居民區(qū)施工,對周圍居民和環(huán)境的不良影響較小。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工和振動沉管灌注成樁施工除應(yīng)執(zhí)行國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列要求:1）施工前應(yīng)按設(shè)計要求由試驗室進行配合比試驗,施工時按配合比配制混合料。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為160～200mm,振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為30～50mm,振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。

2）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計深度后,應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時間,混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合,遇到飽和砂土或飽和粉土層,不得停泵待料;沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制,拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,拔管速度應(yīng)適當(dāng)放慢。

3）施工樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5m。

4）成樁過程中,抽樣做混合料試塊,每臺機械一天應(yīng)做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體),標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護,測定其立方體抗壓強度。水泥粉煤灰碎石樁施工除應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范外,尚應(yīng)符合下列要求:1）當(dāng)用振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁施工時,樁體配比中采用的粉煤灰可選用電廠收集的粗灰;當(dāng)采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁時,為增加混合料和易性和可泵性,宜選用細(xì)度(0.045mm方孔篩篩余百分比)不大于45%的Ⅲ級或Ⅲ級以上等級的粉煤灰。2）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工時每立方混合料粉煤灰摻量宜為70～90kg,坍落度應(yīng)控制在160～200mm,這主要是考慮保證施工中混合料的順利輸送。坍落度太大,易產(chǎn)生泌水、離析,泵壓作用下,骨料與砂漿分離,導(dǎo)致堵管。坍落度太小,混合料流動性差,也容易造成堵管。振動沉管灌注成樁若混合料坍落度過大,樁頂浮漿過多,樁體強度會降低。3)長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工,應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時間,鉆孔進入土層預(yù)定標(biāo)高后,開始泵送混合料,管內(nèi)空氣從排氣閥排出,待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時提鉆。若提鉆時間較晚,在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路堵塞。應(yīng)杜絕在泵送混合料前提拔鉆桿,以免造成樁端處存在虛土或樁端混合料離析、端阻力減小。提拔鉆桿中應(yīng)連續(xù)泵料,特別是在飽和砂土、飽和粉土層中不得停泵待料,避免造成混合料離析、樁身縮徑和斷樁,目前施工多采用2臺0.5m3的強制式攪拌機,可滿足施工要求。振動沉管灌注樁成樁施工應(yīng)控制拔管速度,拔管速度太快易造成樁徑偏小或縮頸斷樁。在南京浦鎮(zhèn)車輛廠工地做了三種拔管速度的試驗:①拔管速度為1.2m/min時,成樁后開挖測樁徑為38cm(沉管為377管)。②拔管速度為2.5m/min,沉管拔出地面后,有大約0.2m3的混合料被帶到地表,開挖后測樁徑為36cm。③拔管速度為0.8m/min時,成樁后發(fā)現(xiàn)樁頂浮漿較多。經(jīng)大量工程實踐認(rèn)為,拔管速率控制在1.2～1.5m/min是適宜的。

4)施工中樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計樁頂標(biāo)高,留有保護樁長。保護樁長的設(shè)置是基于以下幾個因素:①成樁時樁頂不可能正好與設(shè)計標(biāo)高完全一致,一般要高出樁頂設(shè)計標(biāo)高一段長度。②樁頂一般由于混合料自重壓力較小或由于浮漿的影響,靠樁頂一段樁體強度較差。③已打樁尚未結(jié)硬時,施打新樁可能導(dǎo)致已打樁受振動擠壓,混合料上涌使樁徑縮小。增大混合料表面的高度即增加了自重壓力,可提高抵抗周圍土擠壓的能力。清土和截樁時,不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動樁間土。長螺旋鉆成孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工中存在鉆孔棄土。對棄土和保護土層清運時如采用機械、人工聯(lián)合清運,應(yīng)避免機械設(shè)備超挖,并應(yīng)預(yù)留至少50cm用人工清除,避免造成樁頭斷裂和擾動樁間土層。施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%;對滿堂布樁基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑;對條形基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑,對單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。3.4.2施工結(jié)束后的質(zhì)量檢查。施工結(jié)束后,應(yīng)對樁頂標(biāo)高、樁位、樁體質(zhì)量、地基承載力以及褥墊層的質(zhì)量做檢查。復(fù)合地基檢驗應(yīng)在樁體強度符合試驗荷載條件時進行,一般宜在施工結(jié)束后2～4周后進行?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)

施工質(zhì)量檢驗主要應(yīng)檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數(shù)、樁位偏差、褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強度等。1）施工中應(yīng)對每根樁成樁地時間、投料量、樁長、發(fā)生的特殊情況等進行真實、詳細(xì)的記錄。2）水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗收時,承載力檢驗應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗。3）水泥粉煤灰碎石樁地基檢驗應(yīng)在樁身強度滿足試驗荷載條件時,并宜在施工結(jié)束28d后進行。試驗數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1%,且每個單體工程的試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點。項序檢查項目允許偏差或允許值檢測方法主控項目1原材料設(shè)計要求查產(chǎn)品合格證書或抽樣送檢2柱徑-20mm用鋼尺量或計算填料量3柱身強度設(shè)計要求查28d試塊強度4地基承載力設(shè)計要求按規(guī)定的辦法復(fù)合地基載荷試驗是確定復(fù)合地基承載力、評定加固效果的重要依據(jù)。進行復(fù)合地基載荷試驗時必須保證樁體強度,滿足試驗要求。進行單樁載荷試驗時為防止試驗中樁頭被壓碎,宜對樁頭進行加固。在確定試驗日期時,還應(yīng)考慮施工過程中對樁間土的擾動,樁間土承載力和樁的側(cè)阻端阻的恢復(fù)都需要一定時間,一般在冬季檢測時樁和樁間土強度增長較慢。復(fù)合地基載荷試驗所用載荷板的面積應(yīng)與受檢測樁所承擔(dān)的處理面積相同。選擇試驗點時應(yīng)本著隨機分布的原則進行。4）水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表3.4的規(guī)定。3.4.2水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)項序檢查項目允許偏差或允許值一般項目1樁身完整性按樁基檢測技術(shù)規(guī)范按樁基檢測技術(shù)規(guī)范2樁位偏差滿堂布樁≤0.4D條基布樁≤0.25D用鋼尺量，D為樁徑3樁垂直度≤1.5%用經(jīng)緯儀測樁管4樁長+100mm測樁管長度或垂球測孔深5褥墊層夯填度≤0.9用鋼尺量注:1.夯填度指夯實后的褥墊層厚度與虛體厚度的比值。2.樁徑允許偏差負(fù)值是指個別斷面。主控項目:1）原材料質(zhì)量。檢查產(chǎn)品合格證或試驗報告。符合設(shè)計要求。2）樁徑。-20mm。質(zhì)量檢查或計算填充料量。-20mm是指個別斷面。3）樁身強度。檢查28d試塊強度,符合設(shè)計要求。4）地基承載力。由設(shè)計提出要求,在施工結(jié)束后,一定時間后進行灰土地基的承載力檢驗。其檢驗方法也因各地設(shè)計單位的習(xí)慣、經(jīng)驗等不同,選用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜力觸探及十字板剪切強度或承載力檢驗等方法。按設(shè)計指定方法檢驗。其結(jié)果必須達到設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)。每個單位工程不少于3點。1000m2以上,每100m2抽查1點;3000m2以上,每300m2抽查1點;獨立柱每柱1點,基槽每20延長米1點。3.4.3一般項目:1）樁身完整性。按樁基檢測技術(shù)規(guī)范,判定樁身完整情況。2）樁位偏差,滿堂布樁≤0.40D。尺量檢查,根據(jù)樁位放線檢查。條基布樁≤0.25D。尺量檢查,根據(jù)樁位放線檢查。3）樁垂直度。布樁≤1.5%。用經(jīng)緯儀測樁管垂直度。4）樁長+100mm。用尺量測樁管長度或垂球測孔深。5）褥墊層夯實度?！?.9。將虛鋪墊層厚度夯成0.9的厚度(即夯實后厚度與虛體厚度之比)。施工前檢查水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料。施工中檢查樁身混合料的配合比、坍落度和提拔鉆桿速度、成孔深度、混合料灌入量。施工結(jié)束后,檢查樁頂標(biāo)高、樁位、樁體質(zhì)量、地基承載力以及褥墊層質(zhì)量。檢查后形成施工記錄或檢驗報告。檢查施工記錄和檢驗報告。3.4.4結(jié)論與效果

經(jīng)過工程質(zhì)量檢測中心進行樁土復(fù)合地基載荷試驗，所測28個樁點，樁土復(fù)合地基承載力特征值fak=200KPa，滿足設(shè)計要求；對107根樁進行基樁低應(yīng)變動力檢測，樁身混凝土實測強度等級均滿足設(shè)計要求的C20，除17根樁為Ⅱ類樁，其余90根均為Ⅰ類樁，樁身質(zhì)量滿足設(shè)計。CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。由于CFG樁改善了碎石樁的剛性，使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用。CFG復(fù)合樁與樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力。工程造價一般為樁基的1/2-2/3，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。4.水泥粉煤灰碎石樁法在工程中的應(yīng)用4.1石樁在高等級公路中的應(yīng)用4.1.1碎石樁在高等級公路軟基處理中的應(yīng)用1）根據(jù)高等級公路軟基處理特點，基于變形協(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件，對基礎(chǔ)、樁體復(fù)合地基，以及下臥層的豎向變形開展了系統(tǒng)研究。①系統(tǒng)的研究了樁體復(fù)合地基變形模式，對復(fù)合地基樁體受力、沉降機理等進行了分析?；谧冃螀f(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件，推導(dǎo)建立了軸對稱空間體、彈性半空間體、圓形軸對稱垂直荷載下的雙層彈性連續(xù)體系的應(yīng)力與位移的一般解。②對水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基下臥層的壓縮變形進行詳細(xì)的分析，并闡述了應(yīng)力擴散法、等效實體法、當(dāng)層法等方法，用于水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基下臥層的壓縮變形計算。2）從水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的墊層作用、墊層技術(shù)、合理墊層厚度和合理樁間距等方面，對水泥粉煤灰碎石樁在高等級公路軟基處理中應(yīng)用的核心內(nèi)容，進行了較詳細(xì)的理論分析。同時，對平鋪加筋水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的工程特性、水泥粉煤灰碎石樁一網(wǎng)復(fù)合地基的組成及作用機理和水泥粉煤灰碎石樁一網(wǎng)復(fù)合地基的受力情況進行了研究。①在高等級公路軟基處理中，墊層的主要作用有:保證樁、土共同承擔(dān)路堤和車輛等荷載;調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比;改善基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中程度，減少路堤的不均勻沉降:調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)，提高路堤穩(wěn)定性。②從墊層厚度大于破壞面深度、墊層厚度小于破壞面深度和當(dāng)樁間距較小時等幾種情況下，推導(dǎo)出最佳合理墊層計算公式。同時，對墊層厚度和理樁間距的合理確定進行了理論上的分析。③通過對平鋪加筋水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的工程特性分析，給出了一種高等級公路軟基處理中最佳的水泥粉煤灰碎石樁一網(wǎng)復(fù)合地基體系，并對該體系的受力特點進行研究。3）以解決實際工程問題為背景，從實用設(shè)計方法、設(shè)計方案和施工控制等方面系統(tǒng)地對水泥粉煤灰碎石樁在高等級公路軟基處理中的應(yīng)用進行了研究。①高等級公路軟基處理中，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基設(shè)計共5個主要設(shè)計參數(shù)，即樁長、樁徑、樁間距、樁體強度、墊層厚度及材料。在設(shè)計中一定要根據(jù)實際情況和質(zhì)量要求，正確選擇和計算。②由于水泥粉煤灰碎石樁具有顯著的樁體作用和明顯的擠密作用，以及承載能力高、地基變形小、沉降穩(wěn)定快等特點，所以可廣泛應(yīng)用于高等級公路軟基各種目的的加固處理。4）為了探索水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基處理技術(shù)在高等級公路軟基加固方面的應(yīng)用和施工工藝，在蚌寧高等級公路軟基處理中進行了一系列的現(xiàn)場試驗研究。①提出了質(zhì)量控制方法，使水泥粉煤灰碎石樁用于高等級公路軟基處理，能保證樁體的承載力和完整性，可以達到設(shè)計要求。②水泥粉煤灰碎石樁形成的復(fù)合地基，無論在路堤填筑施工期間，還是在工后，其累計沉降量均小于其它傳統(tǒng)的軟基處理方法。4.2技術(shù)經(jīng)濟價值經(jīng)過多年高等級公路軟基處理的實踐，人們在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，將軟基問題歸為三類，即穩(wěn)定性問題、沉降問題和含結(jié)構(gòu)物路段及橋頭過渡段等差異沉降問題。要提高高等級公路軟基處理質(zhì)量，減少含結(jié)構(gòu)物路段及橋頭過渡段等差異沉降是必需的。在水泥粉煤灰碎石樁提出前，對含結(jié)構(gòu)物路段及橋頭過渡段等的處理通常采用粉噴樁復(fù)合地基處理方法，該方法在成樁質(zhì)量、承載力和處理深度等方面均存在不足，嚴(yán)重制約了軟基處理質(zhì)量的提高。引入水泥粉煤灰碎石樁目的是克服粉噴樁復(fù)合地基處理方法上的缺陷，并可廣泛應(yīng)用于處理含結(jié)構(gòu)物路段地基、結(jié)構(gòu)物地基、橋頭過渡路段地基、結(jié)構(gòu)物與橋頭過渡路段的補強地基等。該方法無論在成樁質(zhì)量、承載力和處理深度等方面均優(yōu)于粉噴樁復(fù)合地基，而且，在處理效果、處理質(zhì)量等方面也好于粉噴樁復(fù)合地基。再加之本文提供的一整套質(zhì)量檢測手段，可以控制質(zhì)量達到設(shè)計要求。水泥粉煤灰碎石樁處理不僅比粉噴樁處理的總造價低，而且用水泥粉煤灰碎石樁處理的地基承載力明顯比用粉噴樁處理的地基承載力高;另外，水泥粉煤灰碎石樁處理過的地基承載力能在短時間內(nèi)迅速提高，能大大縮短工期。特別適用對工期要求比較緊的路段，如橋頭段處理，所以，水泥粉煤灰碎石樁能在高等級公路建設(shè)中發(fā)揮重要的作用。4.3本章小結(jié)水泥粉煤灰碎石樁作為一種新的高等級公路軟基處理方法，在應(yīng)用上有其與一般房建不同的地方和自身的特征。本章根據(jù)高等級公路軟基處理特點和質(zhì)量要求，以解決實際工程問題為背景，從實用設(shè)計方法、設(shè)計方案和施工控制等方面系統(tǒng)地對水泥粉煤灰碎石樁在高等級公路軟基處理中的應(yīng)用進行了研究，同時通過工程實例，介紹了水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基在軟基路段的加固;含結(jié)構(gòu)物路段、橋頭過渡路段等地基的處理以及結(jié)構(gòu)物與橋頭過渡路段等地基補強中的具體應(yīng)用。通過研究我們得到如下一些結(jié)論:l）高等級公路軟基處理中，水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基設(shè)計共5個主要設(shè)計參數(shù)，即樁長、樁徑、樁間距、樁體強度、墊層厚度及材料。各參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)，互相牽制。在設(shè)計中一定要根據(jù)實際情況和質(zhì)量要求，正確選擇和計算。2）傳統(tǒng)的水泥粉煤灰碎石樁的施工工藝和沉管方式容易造成樁體的縮徑、吊腳、斷樁等現(xiàn)象，影響樁身完整性和承載能力。因而，在高等級公路軟基處理應(yīng)用中，如何避免出現(xiàn)斷樁是水泥粉煤灰碎石樁施工中需重點解決的問題。3）由于水泥粉煤灰碎石樁具有顯著的樁體作用和明顯的擠密作用，以及承載能力高、地基變形小、沉降穩(wěn)定快等特點，所以可廣泛應(yīng)用于高等級公路軟基各種目的的加固處理。4）采用本文提出的質(zhì)量控制方法，將水泥粉煤灰碎石樁用于高等級公路軟基處理能保證樁體的承載力和完整性達到設(shè)計要求。5）水泥粉煤灰碎石樁在成樁質(zhì)量、承載能力等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的粉噴樁。6）水泥粉煤灰碎石樁形成的復(fù)合地基，無論在路堤填筑施工期間，還是在工后，其累計沉降量均小于其它傳統(tǒng)的軟基處理方法。適用于含結(jié)構(gòu)物路段地基、結(jié)構(gòu)物地基、橋頭過渡路段地基的再處理地基、結(jié)構(gòu)物與橋頭過渡路段的補強地基等處理。7）在同等條件下，水泥粉煤灰碎石樁在造價方面也有一定的優(yōu)勢。5.水泥粉煤灰碎石樁在加固房建地基中的應(yīng)用5.1前言成都市營門口花照村某住宅小區(qū)，共17幢，六躍七層，磚混及框架結(jié)構(gòu)。其中12號樓因地質(zhì)條件差，設(shè)計采用水泥粉煤灰碎石樁(CPG樁)進行加固處理，加固處理后所形成的復(fù)合地基土承載力特征值?sp.k≥250kPa，壓縮模量Es≥1.5MPa，CPG樁樁徑≥400mm，以稍密卵石作為樁端持力層。5.2場地工程地質(zhì)條件擬建場地位于成都市營門口花照村，地貌單元屬成都平原氓江水系2級階地，地貌單一，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)地勘資料，場區(qū)內(nèi)地基土層從上而下大致可劃分為:雜填土、素填土、粉質(zhì)勃土、粉土、粉砂、細(xì)砂、圓礫、卵石。地下水靜止水位低于基底3.2一3.7m。5.3水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)地基加固方案設(shè)計1）水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)加固設(shè)計計算。依據(jù)《水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)復(fù)合地基技術(shù)規(guī)定》(Q/JY06一1997)按(1)一(3)式計算。?sp.k=mRk/Ap+αβ(1－m)?k(1)Rk=1/rsp(Up×qsi×li+qp+Ap)(2)式中：?sp.k式中:為復(fù)合地基承載力特征值，取值250kPa;?K為樁間承載力特征值，取值130kpa;Ap為單樁面積;m為面積置換率;Rk單樁承載力特征值(kN)，取值220kN;[試驗確定或由(2)式確定〕α為樁間土強度提高系數(shù)，α取值1;β為樁間土強度發(fā)揮系數(shù)，β取值0.90;由(1)式計算:m=0.081。根據(jù)面積置換率公式:m=d×d/de×de(3)式中:d為樁直徑，取0.40m，de為等效圓影響直徑。由(3)式計算:de=1.4m按矩形布置:S1×S2≈1.5m×1.5m其中S1,S2為樁的縱橫間距。2）水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)布樁原則。根據(jù)地基中心線布置或按基礎(chǔ)中心線對稱布置，基礎(chǔ)寬者按對稱布置，基礎(chǔ)窄者按中心線布置。根據(jù)上述原則，該幢樓共計布樁1088根。3）樁身長度及質(zhì)量。水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)以稍密卵石為樁端持力層，基礎(chǔ)埋深按自然地坪以下1.3m計算。為滿足樁端承載力要求，樁端進人稍密卵石層0.5m，平均樁長3.6m，采用樁機施工時，取土完成后，先填15cm左右的大圓石，用重錘夯擊，使樁端進人稍密卵石層0.5m，且每次填料沖擊變形小于10cm后方可進行下一輪填料沖擊。樁身混凝土強度等級為C10，粉煤灰用量為水泥用量的30%，為保證樁頭質(zhì)量，成樁高度須比設(shè)計樁頂標(biāo)高高出0.4一0.6m左右。4）褥墊層的厚度為30cm材料用級配砂卵石(最大粒徑不宜大于8cm)墊層需經(jīng)靜力壓實法或動力壓實法(樁間土含水量較少時)壓實，其夯實后的厚度與虛鋪厚度之比不大于0.9，及壓實度≤0.9。5.4水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)地基加固施工5.4.1CFG樁地基加固施工水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)地基加固施工(4)當(dāng)每次填料沖擊變形小于10rm，其錘擊采用CK15-A(或B)型取土夯實樁機，形成樁數(shù)小于400mm;沖擊錘重800kg;其施工工藝流程為:測放樁位→孔至設(shè)計深度→次填料并夯實→環(huán)單次填料、夯實直至設(shè)計長度→槽開挖至樁頂→合地基檢測→設(shè)并壓實砂卵石褥墊層（厚度30cm）5.4.2CFG樁地基加固施工的樁體材料和質(zhì)量控制(1)樁身混凝土強度等級為C10，樁體材料以卵石(粒徑5一8cm)為主，摻人適量的砂、粉煤灰，以配合比報告為準(zhǔn)。(2)樁位偏差鎮(zhèn)10mm,垂直度偏差≤1.5%，樁徑偏差≤20mm。(3)成孔應(yīng)進人稍密卵石層，每次填料高度小于0.6m。(4)當(dāng)每次填料沖擊變形小于10rm，其錘擊數(shù)小于4擊時，可進行下一輪填料，沖擊工序至終孔。(5)詳細(xì)記錄各孔的深度，空孔長度、最終變形，錘擊數(shù)、混合料等。5.5CFG樁復(fù)合地基的檢測5.5.1試驗及分析方法復(fù)合地基荷載試驗按《四川省建筑地基基礎(chǔ)質(zhì)量檢測若干規(guī)定》附錄l復(fù)合地基載荷執(zhí)行，采用慢速維持荷載法，以堆重平臺為反力，用1000kN高精度液壓千斤頂進行加載，荷載大小由0.4級標(biāo)，準(zhǔn)壓力表控制，50mm行程的百分表測讀壓板沉樁徑偏差鎮(zhèn)20mm。。降量。試驗技術(shù)要求如下。(1)加載分級:8級。(2)每級荷載大小:見表1分級1234567891011油壓/MPa1.58.012.016.020.024.028.032.524.012.00.0千斤頂出力/KN61.5123.4185.9248.1310.1372.1433.8503.1372.1185.90.0壓板下應(yīng)力/KPa61.5123.4185.9248.1310.1372.1433.8503.1372.1185.90.0(3)壓板面積:一根樁承擔(dān)的處理面積，試驗時采用1.0m2壓板。(4)觀測時間間隔:0、30、30