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[摘要]CFG桩(钻孔灌注桩)是一种由水、水泥、砂、石屑、粉煤灰拌和而成的高粘结强度的桩,其目前已被广泛应用到粉土、粘性土、沙土或素填土等地基的处理领域。实践证实,CFG桩对减少地基沉降、提高复合地基承载力意义重大。
[关键词]深厚砂层 CFG桩 地基处理 试验分析
[中图分类号] TU470 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-212-1
1研究背景
CFG桩主要由水、水泥、砂、石屑、粉煤灰拌和而成,其与褥垫层及桩间土共同形成复合地基,其中褥垫层是CFG桩复合地基形成的必要条件。CFG桩的工作原理:上部荷载经褥垫层传向CFG桩,由此与桩间土共同受力;CFG桩的主要特性包括桩体效应或置换作用、减载作用、挤密作用、桩对土的约束作用等。基础角度认为CFG桩适宜条形基础、独立基础、箱型基础、筏板基础等;土层角度认为CFG桩适宜淤泥质土、填土、非饱和或饱和的粘性土、砂土、粉土等。为了深入探讨深厚砂层地区CFG桩地基处理试验,本文引入如下工程案例:某石化工程地处沿海地区,其场地地层条件如表1-1所示。
如表1-1所示,地面以下20m左右地层以砂土为主。考虑到砂土具有易坍塌、易扰动、抗剪强度不足等缺陷,CFG桩施工必然面临诸多困难。
2深厚砂层CFG桩地基处理试验
2.1CFG桩施工情况
结合工程勘察报告提及的地层分布情况,CFG桩以此穿过深厚粉土、深厚粉砂、深厚粉砂与深厚细砂层,此施工期间,CFG桩极易出现缩颈、串孔、桩端土层松散等质量问题。基于此,CFG桩施工现场主要采取下列防治措施:结合成孔情况,采用隔桩跳打法,以防串孔;考虑到钻头与钻杆直径对桩径的决定性作用,施工过程必须对钻头与钻杆的模型情况进行定期检查,此外饱和砂层施工过程桩径也受到高水压的影响,因此CFG桩施工过程拔管速度必须控制到1~1.5m/min;混凝土供应必须连续不间断,以免成桩过程出现停机等待现象。
2.2质量检测与对比分析
CFG桩施工结束后,若桩身强度完全符合试验要求,那么主厂房、中间仓、主料仓与磨机分别随机抽取总杆数的1/10进行低应变动力试验。试验结果表明,工程全部桩皆属Ⅰ类或Ⅱ类桩,桩身完整;然后再从主厂房、中间仓、主料与磨机仓地质较差段分别随机选取3根桩进行静载荷试验。此次静载荷试验共分成12组,其中中间仓与主厂房的复合地基承载力特征值要求>250kPa;磨机复合地基承载力特征值要求>300kPa;主料仓复合地基承载力特征值要求>350kPa,其中三者的压板面积分别为1.25*1.25m、1.2*1.2m、1.2*1.2m,具体试验结果如表2-1所示。结合静载试验结果及《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)可知,经处理后的CFG复合地基承载力完全符合设计要求,其中沉降量与计算值基本一致。
2.3开挖深厚砂层制作土模
CFG桩施工结束后及开挖桩帽基槽前,应测出单根桩的桩顶标高,此时技术人员再结合设计标高及测量结果明确基槽的开挖深度。基槽开挖以人工开挖方式为主,其中桩周土的开挖深度应符合交底开挖深度与设计桩帽尺寸的要求,注意桩帽基坑中心位置的偏差应≤15mm;平面尺寸偏差应控制到-30mm~﹢30mm之间;桩帽高度偏差应控制到-20mm~﹢30mm之间。此外,桩帽基坑中心位置必须保持干净及平整,标高位置应与截桩位置下方10cm位置重合,由此确保桩身旋转切割的轨道平顺。
3结论
本文主要围绕深厚砂层地基CFG桩地基处理实验展开讨论,同时引入工程实例进行辅助说明,具体的研究结果可简单归纳成如下几点:
(1)深厚砂层地区采用CFG桩进行地基处理,其处理效果十分显著,其中成桩的质量相当理想;
(2)结合CFG桩处理工艺特点及深厚砂层的具体情况,经CFG桩处理完毕后,对桩间土的检验结果表明,CFG桩处理前后的结果并未发生任何改变;
(3)结合CFG桩处理工艺特点,经CFG桩处理的复合地基具有更高的承载力,但此工艺对改善土性并未任何作用;
(4)理论计算值与CFG桩试验结果比较结果表明,两者基本一致。
(5)若场地的具体要求并不严格,那么不必开展复合地基静载试验,此时有必要开展天然地基静载试验及单根静载试验,同时严格按照理论计算方法计算出复合地基的承载力。
参考文献
[1]苏维.高路堤下CFG桩筏复合地基的沉降分析及优化设计[D].2009.
[2]杨维威.CFG桩在石武客运专线路基工程地基处理中的应用[J].铁道标准设计,2010,(9).
[3]杨威.CFG桩复合地基在高速铁路软基处理中的应用研究[D].2009.
[4]曹军,谢忠球.大型原油储库地基处理中CFG桩的设计理论及工程应用[J].中南林业科技大学学报,2011,31(1).
[5]魏瑞城.京津城际轨道交通北京试验段CFG桩复合地基沉降特性研究[D].2008.
[关键词]深厚砂层 CFG桩 地基处理 试验分析
[中图分类号] TU470 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-212-1
1研究背景
CFG桩主要由水、水泥、砂、石屑、粉煤灰拌和而成,其与褥垫层及桩间土共同形成复合地基,其中褥垫层是CFG桩复合地基形成的必要条件。CFG桩的工作原理:上部荷载经褥垫层传向CFG桩,由此与桩间土共同受力;CFG桩的主要特性包括桩体效应或置换作用、减载作用、挤密作用、桩对土的约束作用等。基础角度认为CFG桩适宜条形基础、独立基础、箱型基础、筏板基础等;土层角度认为CFG桩适宜淤泥质土、填土、非饱和或饱和的粘性土、砂土、粉土等。为了深入探讨深厚砂层地区CFG桩地基处理试验,本文引入如下工程案例:某石化工程地处沿海地区,其场地地层条件如表1-1所示。
如表1-1所示,地面以下20m左右地层以砂土为主。考虑到砂土具有易坍塌、易扰动、抗剪强度不足等缺陷,CFG桩施工必然面临诸多困难。
2深厚砂层CFG桩地基处理试验
2.1CFG桩施工情况
结合工程勘察报告提及的地层分布情况,CFG桩以此穿过深厚粉土、深厚粉砂、深厚粉砂与深厚细砂层,此施工期间,CFG桩极易出现缩颈、串孔、桩端土层松散等质量问题。基于此,CFG桩施工现场主要采取下列防治措施:结合成孔情况,采用隔桩跳打法,以防串孔;考虑到钻头与钻杆直径对桩径的决定性作用,施工过程必须对钻头与钻杆的模型情况进行定期检查,此外饱和砂层施工过程桩径也受到高水压的影响,因此CFG桩施工过程拔管速度必须控制到1~1.5m/min;混凝土供应必须连续不间断,以免成桩过程出现停机等待现象。
2.2质量检测与对比分析
CFG桩施工结束后,若桩身强度完全符合试验要求,那么主厂房、中间仓、主料仓与磨机分别随机抽取总杆数的1/10进行低应变动力试验。试验结果表明,工程全部桩皆属Ⅰ类或Ⅱ类桩,桩身完整;然后再从主厂房、中间仓、主料与磨机仓地质较差段分别随机选取3根桩进行静载荷试验。此次静载荷试验共分成12组,其中中间仓与主厂房的复合地基承载力特征值要求>250kPa;磨机复合地基承载力特征值要求>300kPa;主料仓复合地基承载力特征值要求>350kPa,其中三者的压板面积分别为1.25*1.25m、1.2*1.2m、1.2*1.2m,具体试验结果如表2-1所示。结合静载试验结果及《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)可知,经处理后的CFG复合地基承载力完全符合设计要求,其中沉降量与计算值基本一致。
2.3开挖深厚砂层制作土模
CFG桩施工结束后及开挖桩帽基槽前,应测出单根桩的桩顶标高,此时技术人员再结合设计标高及测量结果明确基槽的开挖深度。基槽开挖以人工开挖方式为主,其中桩周土的开挖深度应符合交底开挖深度与设计桩帽尺寸的要求,注意桩帽基坑中心位置的偏差应≤15mm;平面尺寸偏差应控制到-30mm~﹢30mm之间;桩帽高度偏差应控制到-20mm~﹢30mm之间。此外,桩帽基坑中心位置必须保持干净及平整,标高位置应与截桩位置下方10cm位置重合,由此确保桩身旋转切割的轨道平顺。
3结论
本文主要围绕深厚砂层地基CFG桩地基处理实验展开讨论,同时引入工程实例进行辅助说明,具体的研究结果可简单归纳成如下几点:
(1)深厚砂层地区采用CFG桩进行地基处理,其处理效果十分显著,其中成桩的质量相当理想;
(2)结合CFG桩处理工艺特点及深厚砂层的具体情况,经CFG桩处理完毕后,对桩间土的检验结果表明,CFG桩处理前后的结果并未发生任何改变;
(3)结合CFG桩处理工艺特点,经CFG桩处理的复合地基具有更高的承载力,但此工艺对改善土性并未任何作用;
(4)理论计算值与CFG桩试验结果比较结果表明,两者基本一致。
(5)若场地的具体要求并不严格,那么不必开展复合地基静载试验,此时有必要开展天然地基静载试验及单根静载试验,同时严格按照理论计算方法计算出复合地基的承载力。
参考文献
[1]苏维.高路堤下CFG桩筏复合地基的沉降分析及优化设计[D].2009.
[2]杨维威.CFG桩在石武客运专线路基工程地基处理中的应用[J].铁道标准设计,2010,(9).
[3]杨威.CFG桩复合地基在高速铁路软基处理中的应用研究[D].2009.
[4]曹军,谢忠球.大型原油储库地基处理中CFG桩的设计理论及工程应用[J].中南林业科技大学学报,2011,31(1).
[5]魏瑞城.京津城际轨道交通北京试验段CFG桩复合地基沉降特性研究[D].2008.