復(fù)合地基碎石樁施工方案

概述水泥粉煤灰碎石樁又稱CFG樁，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。樁體和樁間土、褥墊層一起組成水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基。水泥粉煤灰碎石樁碎石樁的缺點(diǎn)碎石樁系散體材料樁，樁本身沒有粘結(jié)強(qiáng)度，主要靠周圍土的約束形成樁體強(qiáng)度，并和樁間土組成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部建筑的垂直荷載。土越軟對(duì)樁的約束作用越差，樁體強(qiáng)度越小，樁傳遞垂直荷載的能力越差。根據(jù)試驗(yàn)及理論分析，通常距樁頂2—3倍樁徑的范圍為高應(yīng)力區(qū)；當(dāng)大于6—10倍樁徑后，軸力的傳遞收斂很快；當(dāng)樁長(zhǎng)大于2.5倍基礎(chǔ)寬度后，樁的端阻作用很小。在諸多種類的復(fù)合地基的增強(qiáng)體中，置換作用最差。CFG樁的改進(jìn)摻入適量的石屑、粉煤灰和水泥，加水拌和形成一種粘結(jié)強(qiáng)度較高的樁體；具有剛性樁的某些性狀；可以全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻作用；當(dāng)樁端落在好土層時(shí)也能很好地發(fā)揮端阻作用；復(fù)合地基承載力大幅提高；CFG樁屬高粘結(jié)強(qiáng)度樁，比素混凝土樁經(jīng)濟(jì)；添加石屑主要改善級(jí)配，可提高樁身強(qiáng)度。碎石樁和CFG樁的對(duì)比樁型對(duì)比多層和高層建筑地基多層建筑地基適用范圍應(yīng)力應(yīng)變曲線是直線關(guān)系，圍壓對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有多大的影響。應(yīng)力應(yīng)變曲線不是直線關(guān)系，增加圍壓，破壞主應(yīng)力差增大。三軸應(yīng)力應(yīng)變曲線增加樁長(zhǎng)可有效的減小變形，總的變形量小。減小地基變形的幅度較小，總的變形較大。變形承載力的提高幅度有較大的可調(diào)性，可提高4倍或更高。加固粘性土復(fù)合地基承載力的提高幅度較小，一般為0.5～1.0倍。復(fù)合地基承載力樁的承載力主要來自全樁長(zhǎng)的摩阻力及樁端承載力，樁越長(zhǎng)則承載力越高。以置換率10%計(jì)，樁承擔(dān)荷載占總荷載的百分比為40%～75%。樁的承載力主要靠樁頂以下有限范圍內(nèi)樁周土的側(cè)向約束，當(dāng)樁長(zhǎng)大于有效樁長(zhǎng)時(shí)增加樁長(zhǎng)對(duì)承載力的提高作用不大。以置換率10%計(jì)，樁承擔(dān)荷載占總荷載的百分比為15%～30%。單樁承載力CFG樁碎石樁應(yīng)用：CFG樁主要適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基，對(duì)淤泥質(zhì)土，應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。CFG樁可用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)等。1樁土受力特征1時(shí)程曲線由于褥墊層的設(shè)置，隨著時(shí)間的變化，樁間土表面的變形不斷增加，但樁和土的荷載分擔(dān)均為一常值，它不隨時(shí)間的變化而改變。豎向荷載作用下復(fù)合地基性狀樁基礎(chǔ)CFG樁復(fù)合地基2樁土荷載分擔(dān)分擔(dān)趨勢(shì)CFG樁復(fù)合地基樁基礎(chǔ)3不同部位樁的受力一般是角樁受力最大，邊中樁次之，中心樁最小。4樁傳遞軸向力的特征樁基礎(chǔ)，樁的最大軸向力發(fā)生在樁的頂部。CFG樁，樁的最大軸向力在中性點(diǎn)處。從加載一開始樁就存在一個(gè)負(fù)摩擦區(qū)。5樁間土應(yīng)力的分布（同樁）2復(fù)合地基變形特性1變形模式Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３Ｓ１—樁范圍內(nèi)土層的壓縮量Ｓ２—下臥層的壓縮量Ｓ３—褥墊層的壓縮量２樁長(zhǎng)對(duì)變形的影響樁長(zhǎng)—分擔(dān)大—土分擔(dān)小—Ｓ１?。樱晨刹豢紤]。３基礎(chǔ)寬度的影響復(fù)合地基也一樣，當(dāng)置換率、樁長(zhǎng)及土性相同時(shí)，給定荷載下加固區(qū)壓縮變形Ｓ１、下臥層壓縮變形Ｓ２、以及總壓縮量Ｓ都隨基礎(chǔ)寬度增加而增大。４深層變形性狀無論是單樁復(fù)合地基還是群樁復(fù)合地基，在荷載較小時(shí)，復(fù)合地基樁間土表面的變形都小于天然地基的變形。隨著荷載的增加，兩者的變形相等，之后則有復(fù)合地基的變形大于天然地基的變形。1褥墊層的作用１保證樁、土共同承擔(dān)荷載。褥墊層的設(shè)置為CFG樁復(fù)合地基在受荷后提供了樁上、下刺入的條件，即使樁端落在好的土層上（承載力高），至少可以提供上刺入條件，以保證樁間土始終參與工作。２褥墊厚度可以調(diào)整樁、土荷載分擔(dān)比。荷載一定時(shí)，褥墊層越厚，土承擔(dān)的荷載越多。荷載水平越高，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越大。褥墊層技術(shù)３減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中當(dāng)褥墊層厚度大于10cm時(shí)，樁對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的應(yīng)力集中已顯著降低。當(dāng)褥墊層的厚度為30cm時(shí)，σp／σs只有1.23４褥勢(shì)層厚度可以調(diào)整樁、土水平荷載分擔(dān)比褥墊厚度越大，樁頂水平位移越小，即樁頂受的水平荷載越小。大量工程實(shí)踐和室內(nèi)試驗(yàn)表明，褥墊層厚度不小于10cm時(shí)，樁體不會(huì)發(fā)生水平折斷，樁在復(fù)合地基中不會(huì)失去工作能力。2褥墊層厚度褥墊層厚度一般取15～30cm為宜，當(dāng)樁距過大時(shí)，褥墊層厚度還可適當(dāng)加大。褥墊層材料可用碎石、級(jí)配砂石(限制最大粒徑)粗砂、中砂。13.4復(fù)合地基工程特性1承載力提高幅度大2適用范圍廣3剛性樁的性狀明顯4樁體的排水作用5時(shí)間效應(yīng)6樁體強(qiáng)度和承載力的關(guān)系一般取樁頂應(yīng)力的3倍。7復(fù)合地基變形小建筑物的沉降量一般可控制在2~4cm。13.5復(fù)合地基設(shè)計(jì)計(jì)算１勘察、試驗(yàn)２承載力計(jì)算（同夯實(shí)水泥土樁）３沉降計(jì)算Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２實(shí)用方法－復(fù)合模量法４設(shè)計(jì)參數(shù)：①樁長(zhǎng):結(jié)合土性、樁周摩阻系數(shù)和端承系數(shù)，即可預(yù)估樁長(zhǎng),一般要求樁端置于良好土層。②樁徑dCFG樁常采用振動(dòng)沉管法施工，一般為350～600㎜③樁距S=(3～5)d④樁體強(qiáng)度⑤褥墊層厚度及材料褥墊層厚度一般取15～30cm為宜，當(dāng)樁距過大時(shí)，褥墊層厚度還可適當(dāng)加大。褥墊層材料可用碎石、級(jí)配砂石(限制最大粒徑)粗砂、中砂。5布樁13三.6復(fù)合三地基三施工在進(jìn)三行CF三G樁復(fù)三合地三基設(shè)三計(jì)時(shí)三，必三須同三時(shí)考三慮CF三G樁的三施工三，并三要了三解施三工可三能出三現(xiàn)的三問題三，以三及如三何防三止這三些問三題的三發(fā)生三與施三工時(shí)三采用三什么三樣的三設(shè)備三和施三工工三藝。三要根三據(jù)場(chǎng)三地土三的性三質(zhì)、三設(shè)計(jì)三要求三的承三載力三、變?nèi)我匀皵M三建場(chǎng)三地周三圍環(huán)三境等三情況三綜合三考慮三施工三設(shè)備三及施三工工三藝和三控制三施工三質(zhì)量三措施三。目前三常用三的施三工設(shè)三備及三施工三方法三有：（一三）振三動(dòng)沉三管灌三注成三樁（二三）長(zhǎng)三螺旋三鉆孔三灌注三成樁（三三）泥三漿護(hù)三壁鉆三孔灌三注成三樁（四三）長(zhǎng)三螺旋三鉆孔三泵壓三混合三料成三樁長(zhǎng)螺三旋鉆三孔灌三注成三樁這種三施工三方法三適用三于地三下水三位埋三藏較三深的三粘性三土、三粉土三、填三土等三，成三孔時(shí)三不會(huì)三發(fā)生三塌孔三現(xiàn)象三，并三適用三于對(duì)三周圍三環(huán)境三要求三如噪三音、三泥漿三污染三比較三嚴(yán)格三的場(chǎng)三地。泥漿三護(hù)壁三鉆孔三灌注三成樁這種三成樁三方法三適用三于有三砂層三的地三質(zhì)條三件，三以防三砂層三塌孔三，并三適用三于對(duì)三振動(dòng)三噪音三要求三嚴(yán)格三的場(chǎng)三地。長(zhǎng)螺三旋鉆三孔泵三壓混三合料三成樁這種三方法三適用三于分三布有三砂層三的地三質(zhì)條三件，三以及三對(duì)噪三音和三泥漿三污染三要求三嚴(yán)格三的場(chǎng)三地。這種三成樁三方法三在施三工時(shí)三，首三先用三長(zhǎng)螺三旋鉆三孔到三達(dá)設(shè)三計(jì)的三預(yù)定三深度三，然三后提三升鉆三桿，三同時(shí)三用高三壓泵三將樁三體混三合料三通過三高壓三管路三的長(zhǎng)三螺旋三鉆桿三的內(nèi)三管壓三到孔三內(nèi)成三樁。三這一三工藝三具有三低噪三音、三無泥三漿污三染的三優(yōu)點(diǎn)三，是三一種三很有三發(fā)展三前途三的施三工方三法。振動(dòng)三沉管三灌注三成樁就目三前國(guó)三內(nèi)情三況，三振動(dòng)三沉管三灌注三成樁三用的三比較三多，三這主三要是三由于三振動(dòng)三打樁三機(jī)施三工效三率高三，造三價(jià)相三對(duì)較三低。三這種三施工三方法三適用三于無堅(jiān)三硬土三層和三密實(shí)三砂層三的地三層條三件，以三及對(duì)三振動(dòng)噪音三限制三不嚴(yán)三格的場(chǎng)三地。1．沉三管1)樁機(jī)三就位三須水三平、三穩(wěn)固三、調(diào)三整沉三管與三地面三垂直三，確三保垂三直度三偏差三不大三于1％。2)若采三用預(yù)三制鋼三筋混三凝土三樁尖三，需三埋入三地表三以下30三0㎜左右三。3)啟動(dòng)三電動(dòng)三機(jī)，三開始三沉管三過程三中注三意調(diào)三整樁三機(jī)的三穩(wěn)定三，嚴(yán)三禁傾三斜和三錯(cuò)位三。4)沉管三過程三中須三作好三記錄三。激三振電三流每三沉lm記錄三一次三，對(duì)三土層三變化三處應(yīng)三特別三說明三直到三沉管三至設(shè)三計(jì)標(biāo)三高。2．投三料1)在沉三管過三程中三可用三料斗三進(jìn)行三空中三投料三?；烊狭先媾c三鋼管三料口三平齊三。待三沉管三至設(shè)三計(jì)標(biāo)三高后三須盡三快投三料。2)如上三料量三不多三，須三在拔三管過三程中三進(jìn)行三孔中三投料三，以三保證三成樁三樁頂三標(biāo)高三滿足三設(shè)計(jì)三要求三。3)混合三料配三比應(yīng)三嚴(yán)格三執(zhí)行三規(guī)定三，碎三石和三石屑三含雜三質(zhì)不三大于5％。4)按設(shè)三計(jì)配三比配三制混三合料三，投三入攪三拌機(jī)三加水三拌和三，加三水量三由混三合料三坍落三度控三制，三一般三坍落三度為30～50三㎜，成三樁后三樁頂三浮漿三厚度三一般三不超三過20三0㎜。5)混合三料的三攪拌三須均三勻，三攪拌三時(shí)間三不得三少于1m三in。3．拔三管1)當(dāng)混三合料三加至三鋼管三投料三口平三齊后三，開三動(dòng)電三動(dòng)機(jī)三，沉三管原三地留三振10秒左三右，三然后三邊振三動(dòng)邊三拔管三。2)拔管三速度三按均三勻線三速控三制，三一般三控制三在1.三2～1.三5m三/m三in左右三，如三遇淤三泥或三淤泥三質(zhì)土三，拔三管速三率可三適當(dāng)三放慢三。3)當(dāng)樁三管拔三出地三面，三確認(rèn)三成樁三符合三設(shè)計(jì)三要求三后用三粒狀三材料三或濕三粘土三封項(xiàng)三，然三后移三機(jī)繼三續(xù)下三一根三樁施三工。4．施三工順三序三連三續(xù)施三打可三能造三成的三缺陷三是樁三徑被三擠扁三或縮三頸，三但很三少發(fā)三生樁三完全三斷開三；跳三打一三般很三少發(fā)三生已三打樁三樁徑三被擠三小或三縮頸三現(xiàn)象三，但三土質(zhì)三較硬三時(shí)，三在己三打樁三中間三補(bǔ)打三新樁三時(shí)，三已打三樁可三能被三振斷三或振三裂。在軟三土中三，樁三距較三大可三采用三隔樁三跳打三；在三飽和三的松三散粉三土中三施打三，如三樁距三較小三，不三宜采三用隔三樁跳三打方三案；三滿堂三布置三，無三論樁三距大三小，三均不三宜從三四周三向內(nèi)三推進(jìn)三施工三。施三打新三樁時(shí)三與己三打樁三間隔三時(shí)間三不應(yīng)三少于7天5．混三合料三坍落三度三為三避免三樁頂三浮漿三過多三，混三合料三坍落三度一三般為3～5c三m。6．保護(hù)三樁長(zhǎng)所謂三保護(hù)三樁長(zhǎng)三是指三成樁三時(shí)預(yù)三先設(shè)三定加三長(zhǎng)的三一段三樁長(zhǎng)三，基三礎(chǔ)施三工時(shí)三將其三剔掉三。保三護(hù)樁三長(zhǎng)越三長(zhǎng)，三樁的三施工三質(zhì)量三越容三易控三制，三但浪三費(fèi)的三料也三越多三。設(shè)三計(jì)樁三頂標(biāo)三高離三地表三距離三不大三于1.三5m時(shí)，三保護(hù)三樁長(zhǎng)三可取50～70三cm，上部三用土三封頂三。樁三頂標(biāo)三高離三地表三距離三較大三時(shí)，三保護(hù)三樁長(zhǎng)三可設(shè)三置70～10三0c三m，上三部用三粒狀三材料三封頂三直到三地表三。7．樁三頭處三理CF三G樁施三工完三畢待三樁體三達(dá)到三一定三強(qiáng)度(一般三為7天左三右)，方三可進(jìn)三行基三槽開三挖。三在基三槽開三挖中三，如三果設(shè)三計(jì)樁三頂標(biāo)三高距三地面三不深(一般三不大三于1.三5m三)，宜三考慮三采用三人工三開挖三，不三僅可三防止三對(duì)樁三體和三樁間三土產(chǎn)三生不三良影三響，三而且三經(jīng)濟(jì)三可行三；如三果基三槽開三挖較三深，三開挖三面積三大，三采用三人工三開挖三不經(jīng)三濟(jì)，三可考三慮采三用機(jī)三械和三人工三聯(lián)合三開挖三，但三人工三開挖三留置三厚度三一般三不宜三小于70三0㎜。樁頭三鑿平三，并三適當(dāng)三高出三樁間三土1～2c三m7復(fù)合三地基三檢測(cè)三及驗(yàn)三收（一三）施三工質(zhì)三量控三制(1三)施工三監(jiān)測(cè)1)打樁三過程三中隨三時(shí)測(cè)三量地三面是三否發(fā)三生隆三起，三因?yàn)槿龜鄻度３Ｈ偷厝砺∪鹣嗳?lián)系三。2)打新三樁時(shí)三對(duì)已三打但三尚未三結(jié)硬三樁的三樁頂三進(jìn)行三樁頂三位移三測(cè)量三，以三估算三樁徑三的縮三小量三。3)打新三樁時(shí)三對(duì)已三打并三結(jié)硬三樁的三樁頂三進(jìn)行三樁頂三位移三測(cè)量三，以三判斷三是否三斷樁三。一三般當(dāng)三樁頂三位移三超過10三㎜，需三開挖三進(jìn)行三查驗(yàn)三。(2三)逐樁三靜壓對(duì)重三要工三程或三施工三監(jiān)測(cè)三發(fā)現(xiàn)三樁頂三上升三量較三大且三樁數(shù)三較多三時(shí)，三可對(duì)三樁進(jìn)三行快三速靜三壓，三將可三能斷三裂并三脫開三的樁三連接三起來三。這三一技三術(shù)在三沿海三地區(qū)三稱為三“跑三樁”三。這三技術(shù)三對(duì)保三證復(fù)三合地三基中三樁很三好地三傳遞三垂直三荷載三是很三有意三義的三。需要三指出三的是三，CF三G樁斷三樁并三不脫三開，三因此三并不三影響三復(fù)合三地基三的正三常使三用。(3三)靜壓三振拔三技術(shù)三所謂三靜壓三振拔三是指三沉管三時(shí)不三啟動(dòng)三電動(dòng)三機(jī)，三借助三樁機(jī)三自重三將沉三管沉三至預(yù)三定標(biāo)三高，三填料三后啟三動(dòng)電三動(dòng)機(jī)三振動(dòng)三拔管三。對(duì)三飽和三軟土三采用三這項(xiàng)三技術(shù)三對(duì)保三證施三工質(zhì)三量是三有益三的。(4三)大直三徑預(yù)三制樁三尖的三采用三在軟三土地三區(qū)，三當(dāng)樁三長(zhǎng)范三圍內(nèi)三樁端三有可三能落三在好三的土三層上三時(shí)，三可采三用比三通常三用的三更大三的預(yù)三制樁三尖，三樁尖三的直三徑增三大到三沉管三外徑三的1.三5～2.三0倍，三人們?nèi)Q之三為“三大頭三樁尖三”，三其目三的是三為了三獲得三更大三的端三阻力三。（二三）質(zhì)三量檢三驗(yàn)CF三G樁施三工結(jié)三束后三，應(yīng)三間隔三一定三時(shí)間三方可三進(jìn)行三質(zhì)量三檢驗(yàn)三。一三般養(yǎng)三護(hù)齡三期可三取28天。(1三)樁間三土檢三驗(yàn)三樁三間土三質(zhì)量三檢驗(yàn)三可用三標(biāo)準(zhǔn)三貫入三、靜三力觸三探和三鉆孔三取樣三等試三驗(yàn)對(duì)三樁間三土進(jìn)三行處三理前三后的三對(duì)比三試驗(yàn)三。對(duì)三砂性三土地三基可三采用三標(biāo)準(zhǔn)三貫入三或動(dòng)三力觸三探等三方法三檢測(cè)三擠密三程度三。(2三)單樁三和復(fù)三合地三基檢三驗(yàn)三可三采用三單樁三載荷三試驗(yàn)三、單三樁或三多樁三復(fù)合三地基三載荷三試驗(yàn)三進(jìn)行三處理三效果三檢驗(yàn)三。檢三驗(yàn)點(diǎn)三數(shù)量三可按三處理三面積三大小三取2～4點(diǎn)。小結(jié)凡復(fù)三合地三基中三豎向三增強(qiáng)三體是三由低三強(qiáng)度三混凝三土形三成的三復(fù)合三地基三，統(tǒng)三稱為低強(qiáng)三度混三凝土三樁復(fù)三合地三基。低三強(qiáng)度三混凝三土常三用水三泥、三石子三及其三他摻三和料三（如三砂、三粉煤三灰、三石灰三等）三制成三，強(qiáng)三度一三般在5～15三Mp三a范圍三內(nèi)。低強(qiáng)三度混三凝土三樁介三于碎三石樁三和鋼三筋混三凝土三樁之三間。三與碎三石樁三相比三，低三強(qiáng)度三混凝三土樁三樁身三具有三一定三的剛?cè)龋粚偃谏⑷w材三料樁三。其三樁體三承載三力取三決于三樁側(cè)三摩擦三力和三樁端三端承三力之三和或三樁體三材料三強(qiáng)度三。當(dāng)三樁間三土不三能提三供較三大側(cè)三限力三時(shí)，三低強(qiáng)三度混三凝土三樁復(fù)三合地三基承三載力三高于三碎石三樁復(fù)三合地三基。三與鋼三筋混三凝土三樁相三比，三樁體三強(qiáng)度三和剛?cè)缺热话闳炷翗度〉萌?。三這樣三有利三于充三分發(fā)三揮樁三體材三料的三潛力三，降三低地三基處三理費(fèi)三用。三低強(qiáng)三度混三凝土三樁常三采用三地方三材料三，因三地制三宜配三制低三強(qiáng)度三混凝三土。如中三國(guó)建三筑科三學(xué)院三地基三所開三發(fā)的三水泥三粉煤三灰碎三石樁三（CF三G樁）三復(fù)合三地基三、浙三江省三建筑三科研三所等三單位三開發(fā)三的低三強(qiáng)度三水泥三砂石三樁復(fù)三合地三基、三浙江三大學(xué)三巖土三工程三所開三發(fā)的三二灰三混凝三土樁三地基三等，三均屬三于低三強(qiáng)度三混凝三土樁三復(fù)合三地基三法。多元三復(fù)合三地基近十三多年三來，三地基三處理三技術(shù)三得到三很大三的發(fā)三展。三這不三僅反三映在三機(jī)械三、材三料、三設(shè)計(jì)三理論三、施三工工三藝、三現(xiàn)場(chǎng)三監(jiān)測(cè)三技術(shù)三及地三基處三理新三方法三的不三斷涌三現(xiàn)等三方面三，而三且反三映在三多種三地基三處理三方法三的綜三合應(yīng)三用方三面。鑒于三豎向三增強(qiáng)三體復(fù)三合地三基中三的三三種類三型樁(即散三體材三料樁三、柔三性樁三和剛?cè)詷?的承三載能三力和三變形三特性三不同三，且三由于三每種三地基三處理三方法三都不三是萬三能的三，每三種地三基處三理方三法都三有其三適用三范圍三和優(yōu)三缺點(diǎn)三，可三將豎三向增三強(qiáng)體三復(fù)合三地基三中的三三種三類型三樁中三的兩三種甚三至三三種樁三綜合三應(yīng)用三于加三固軟三土地三基，三形成多元三復(fù)合三地基，以三充分三發(fā)揮三各樁三型的三優(yōu)勢(shì)三，大三幅度三地提三高地三基承三載力三，減三小地三基沉三陷，三從而三取得三良好三的技三術(shù)效三果和三