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1、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。
2、水泥粉煤灰碎石桩桩端应位于相对硬的土层上。
3、水泥粉煤灰碎石桩复合地基按承载力设计师必须进行地基变形验算。
二、设计
1、水泥粉煤灰碎石桩桩径d宜取350-600mm.
2、桩的平面布置,可只布置在基础围。
3、桩距s应根据设计要求的复合地基承载理、土性、施工工艺等确定,宜取3-6倍桩井。当在饱和粘性土中挤土成桩时,桩距s不宜小于4倍桩径。
4、桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:
feu为Rk/Ap
式中feu-桩体混合料试块(边长150mm立方体)标准养护28d无侧限抗压强度平均值(KPa)
RK-单桩承载力标准值(KN),。
5、桩顶应设置垫层,褥垫层厚度宜取100-300mm,当桩径、桩距大时褥垫层厚度宜取高值。
6、褥垫层材料宜用粗砂、中砂、级配砂石,碎石的最大粒径不宜大于30mm.
7、水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力标准值,宜通过现场复合地基载荷实验确定,初步设计时也可按下式估算:
fsp,k=mRk/Ap+卩(1-m)fs,k
式中fsp,k——复合地基承载力标准值(KPa);
m——桩土面积置换率;
卩——桩间土强度发挥系数,-;
fs,k桩间土承载力标准值(KPa)。
8、单桩承载力标准值Rk的取值,应符合下列规定:
(1)当用单桩静载荷实验确定单桩极限承载力标准值Ruk后,Rk可按下式计算:
Rk二Ruk/Ysp
式中Ysp——调整系数,-,—般工程或桩间土承载力高、基础埋深大以及基础下桩数较多时应取低值,重要工程、基础下桩数较少或桩间土为承载力较低的粘性土时应取高值。
(2)当无单桩载荷试验资料时,可按下式计算;
Rk二Up^qsili+qpAp
式中Up——桩的周长(m);
qsi——桩侧第i层土德济限侧阻力标准值(KPa)可参照岩土工程勘察报告;
qp——桩的极限端阻力标准值(KPa),可参照岩土工程勘察报告;li——第i层土的厚度(m)o
9、地基处理后的变形计算应按现行的国家标准《建筑地基基础设计规》
GBJ7的有关规定执行,复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的Z倍,Z值可按下式确定:
Z二fsp,k/fki
式中fki——基础地面下第i层土的天然地基承载力标准值。
变形计算经验系数Ws根据地区沉降观测资料及经验确定,也可采用表1的树脂。
表1变形计算经验系数Ws
Es(Mpa)





Ws





注:Es为变形计算深度围压缩模量的当量值,应按下式计算:
—Ai
Es=》Ai/》
Esi
式中Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
Esi——基础底面下第i层土的压缩模量,桩长围的复合土层模量
取值。
10、地基变形计算深度必须大于复合土层的厚度,并满足现行的国
家标准《建筑地基基础设计规》GBJ7中地基变形计算深度的有关规
三、施工
1、水泥粉煤灰碎石的施工,应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺,并应按照国家现行有关规执行:
长螺旋钻孔灌注成桩,适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基;
泥浆护壁钻孔灌注成桩,适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土碎石(砾)石土及风化岩层分布的地基;
长螺旋钻孔、管泵压混合料成桩,适用于粘性土、粉土、砂土等地基,以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地;
沉管灌注成桩,适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。
2、长螺旋钻孔、管泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除应执行国家现行有关规外,尚应符合下列要求:
(1)施工时应按设计配比配置混合料,投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制,长螺旋钻孔、管泵压混合料成桩施工的塌落度以为180-200mm,沉管灌注成桩施工的塌落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;
(2)长螺旋钻孔、管泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应同拔管速度相配合,以保证挂有一定高度的混合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制,拔管线速度应控
-,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度可适当放
慢
施工时,桩顶标高应高出设计桩顶标高,高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定,.
成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),标准养护28d,测定其抗压强度;
沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响,当发现桩断裂并脱开时,必须对工程桩逐桩静压,静压时间一般为3min,静压荷载以保证使断桩接起来为准。
3、复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时,予留人工开挖厚度应由现场开挖确定,以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高,且桩间土不受扰动。
4、褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法。
5、施工中桩长允许偏差为100mm,桩径允许偏差为20mm,垂直度允许偏差为1%.对满堂布桩基础,;对条形基础,,,对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。
四、质量检验
1、复合地基检测应在桩体强度满足试验荷载条件时进行,一般宜在施工结束2-4周后检测。
2、复合地基承载力宜用单桩或多桩复合地基载荷试验确定,复合地基载荷试验方法宜符合本规附录A的规定,试验数量不应少于3个试验点。
3、对高层建筑或重要建筑,可抽取总桩数的10%进行底应变动力检测,检验桩身结构完整性。
4单桩竖向抗压静载试验

单桩抗压静载试验是公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的传统方法。本规主要是针对我国建筑工程中惯用的维持荷载法进行了技术规定。根据桩的使用环境、荷载条件及大量工程检测实践,在国其他行业或国外,尚有循环荷载、等变形速率及终级荷载长时间维持等方法
桩身力测试按附录A规定的方法执行
本条明确规定为设计提供依据的静载试验应加载至破坏,即试验应进行到能判定单桩极限承载力为止。对于以桩身强度控制承载力的端承型桩,当设计另有规定时,应从其规定
在对工程桩抽样验收检测时,,以保证足够的安全储备。实际检测中,有时出现这样的情况:3根工程桩静载试验,分十级加载,其中一根桩第十级破坏,另两根桩满足设计要求,,单位工程的单桩竖向抗压承载力特征值不满足设计要求。,,则单位工程的单桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求。显然,若抽检的3根桩有代表性,就可避免不必要的工程处理。
设备仪器及其安装
为防止加载偏心,千斤顶的合力中心应与反力装置的重心、桩轴线重合,并保证合力方向垂直。
加载反力装置的形式在《建筑桩基技术规》基础上增加了地锚反力装置,对单桩极限承载力较小的摩擦桩可用土锚作反力;对岩面浅的嵌岩桩,可利用岩锚提供反力。
用荷重传感器(直接方式)和油压表(间接方式)两种荷载测量方式的区别在于:前者采用荷重传感器测力,不需考虑千斤顶活塞摩擦对出力的影响;后者需通过率定换算千斤顶出力。同型号千斤顶在保养正常状态下,相同油压时的出力相对误差约为1%〜2%,非正常时可高达5%。采用传感器测量荷重或油压,容易实现加卸荷与稳压自动化控制,且测量精度较高。采用压力表测定油压时,为保证测量精度,其精度等级应优于或等于
,不得使用
级压力表控制加载。当油路工作压力较高时,有时出现油管爆裂、接头漏油、油泵加压不足造成千斤顶出力受限、压力表线性度变差等情况,所以应选用耐压高、工作压力大和量程大的油管、油泵和压力表。
(50mm)百分表,《大量程百分表》JJG379规定的1级标准为:
全程示值误差和回程误差分别不超过40ym和8ym,%FS。沉降测定平面应在千斤顶底座承压板以下的桩身位置,即不得在承压板上或千斤顶上设置沉降观测点,避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。基准桩应打入地面以下足够的深度,一般不小于1m。基准梁应一端固定,另一端简支,这是为减少温度变化引起的基准梁挠曲变形。,基准梁不宜过长,并应采取有效遮挡措施,以减少温度变化和刮风下雨的影响,尤其在昼夜温差较大且白天有照射时更应注意。
在试桩加卸载过程中,荷载将通过锚桩(地锚)、压重平台支墩传至试桩、基准桩周围地基土并使之变形。随着试桩、基准桩和锚桩(或压重平台支墩)三者间相互距离缩小,地基土变形对试桩、基准桩的附加应力和变位影响加剧。1985年,国际土力学与基础工程协会(ISSMFE)根据世界各国对有关静载试验的规定,提出了静载试验的建议方法并指出:试桩中心到锚桩(或压重平台支墩边)和到基准桩各自间的距离应分别"",这和我国现行规规定的""相比更容易满足(小直径桩按3D控制,)。高重建筑物下的大直径桩试验荷载大、桩间净距小(最小中心距为3D),往往受设备能力制约,采用锚桩法检测时,三者间的距离有时很难满足"大小等于4D"的要求,加长基准梁又难避免气候环境影响。考虑到现场验收试验中的困难,且加载过程中,锚桩上拔对基准桩、试桩的影响小于压重平台对它们的影响,故本规中对部分间距的规定放宽为"不小于3D"。关于压重平台支墩边与基准桩和试桩之间的最小间距问题,应区别两种情况对待。在场地土较硬时,堆载引起的支墩及其周边地面沉降和试验加载引起的地面回弹均很小。如©1200灌注桩采用10x10m平台堆载11550kN,土层自上而下为凝灰岩残积土、强风化和中风化凝
灰岩,堆载和试验加载过程中,距支墩边1m、2m处观测到的地面
弹近8mm。这里出现两个问题:其一,当支墩边距试桩较近时,大吨位堆载地面下沉将对桩产生负摩阻力,特别对摩擦型桩将明显影响其承载力;其二,桩加载(地面卸载)时地基土回弹对基准桩产生影响。支墩对试桩、基准桩的影响程度与荷载水平及土质条件等有关。对于软土场地超过10000kN的特大吨位堆载(目前台法堆载已超过30000kN),为减少对试桩产生附加影响,应考虑对支墩下2~3倍宽影响围的地基进行加固;对大吨位堆载支墩出现明显下沉的情况,尚需进一步积累资料和研究可靠的沉降测量
的方竖法向简位移易的。办法是在远离支墩处用水准仪或紧的钢丝观测基准桩
沉降及回弹量几乎为零。但在软土场地,大吨位堆载由于支墩影响围大而应2引起足够的重视。以某一场地500管桩用m和初坯平台堆载4测0点kN为例:、匕9亦、、、/•、、。但也有报导管桩堆载6000kN,支墩产生明显下沉,试验加载至6000kN时,

本条是为使试桩具有代表性而提出的
为便于沉降测量仪表安装,试桩顶部宜高出试坑地面;为使试验桩受力条件与设计条件相同,试坑地面宜与承台底标高一致对于工程桩验收检测,当桩身荷载水平较低时,允许采用水泥砂浆将桩顶抹平的简单桩头处理方法。
本条主要是考虑在实际工程桩检测中,因锚桩质量问题而导致试桩失败或中途停顿的情况时有发生,为此建议在试桩前对灌注桩及有接头的混凝土预制桩进行完整性检测,大致确定其能否作锚桩使用
本条是按我国的传统做法,对维持荷载法进行的原则性规定。
表3快速法与慢速法极限承载力比较
桩端土类别
快速法比慢建法极限荷载捉髙幅度
粘性土
0-%.平均4,5轴
砂±
-%出帰,
皆和
435慢速维持荷载法是我国公认,且已沿用多年的标准试验方法,也是其他工程桩竖向抗压承载力验收检测方法的唯一比较标准436~437按436条第2款,慢速维持荷载法每级荷载持载时间最少为2h。对绝大多数桩基而言,为保证上部结构正常使用,控制桩基绝对沉降是第一位重要的,这是地基基础按变形控制设计的基本原则。在工程桩验收检测中,国某些行业或地方标准允许采用快速维持荷载法。国外许多国家的维持荷载法相当于我国的快速维持荷载法,最少持载时间为1h,但规定了较为宽松的沉降相对稳定标准,与我国快速法的差别就在于此。1985年ISSMFE根据世界各国的静载试验有关规定,在推荐的试验方法中,建议"维持荷载法加载为每小时一级,"。当桩端嵌入基岩时,个别国家还允许缩短时间;也有些国家为测定桩的蠕变沉降速率建议采用终级荷载长时间维持法。快速维持荷载法在国从20世纪70年代就开始应用,我国港口工程规从1983年(JTJ2202—83)、地基设计规从1989年(DBJ-08-11-89)起就将这一方法列入,与慢速法一起并列为静载试验方法。快速法由于每级荷载维持时间为1h,各级荷载下的桩顶沉降
相对慢速法确实要小一些。表2列出了市23根摩擦桩慢速维持荷载法试验实测桩顶稳定时的沉降量和1h时沉降量的对比结果。从中可见,在1/2极限荷载点,快速法1h时的桩顶沉降量与慢速法相差很小(),;在极限荷载点相差要
大些,〜,。相对而言,"慢速法"的加荷
速率比建筑物建造过程中的施工加载速率要快得多,慢速法试桩得到的使用荷载对应的桩顶沉降与建筑物桩墓在长期荷载作用下的实际沉降相比,要小几倍到十几倍。所以,规中的快慢速试桩沉降差异是可以忽略的关于快慢速法极限承载力比较,根据市统计的71根试验桩资料(桩端在粘性土中47根,在砂土中24根),这些对比是在同一根桩或桩土条件相同的相邻桩上进行的,得出的结果见表3。从中可以看出快速法试验得出的极限承载力较慢速法略高一些,其中桩端在粘性土中平均提高约1/2级荷载,桩端在砂土中平均提高约1/4级荷载。在我国,如有些软土中的摩擦桩,按慢速法加载,在2倍设计荷载的前几级,就已出现沉降稳定时间逐渐延长,即在2h甚至更长时间不收敛。此时,采用快速法是不适宜的。而也有很多地方的工程桩验收试验,在每级荷载施加不久,沉降迅速稳定,缩短持载时间不会明显影响试桩结果;且因试验周期的缩短,又可减少昼夜温差等环境影响引起的沉降观测误差。在此,建议快速维持荷载法按下列步骤进行:
1每级荷载施加后维持1h,按第5、15、30min测读桩顶沉降量,以后每隔15min测读一次。
测读时间累计为1h时,若最后15min时间间隔的桩顶沉降增量与相邻15min时间间隔的桩顶沉降增量相比未明显收敛时,应延长维持荷载时间,直至最后15min的沉降增量小于相邻15min的沉降增量为止。
、3、4、5款执行。
件提出适宜的沉降相对稳定控制标准
、桩端有沉渣或吊脚时,在较低竖向荷载时常出现本级荷载沉降超过上一级荷载对应沉降5倍的陡降,当缝隙闭合或桩端与硬持力层接触后,随着持载时间或荷载增加,变形梯度逐渐变缓;当桩身强度不足桩被压断时,也会出现陡降,但与前相反,随着沉降增加,荷载不能维持甚至大幅降低所以,出现陡降后不宜立即卸荷,而应使桩下沉量超过40mm,以大致判断造成陡降的原因。非嵌岩的长(超长)桩和大直径(扩底)桩的Q-s曲线一般呈缓变型,在桩顶沉降达到40mm时,桩端阻力一般不能充分发挥。前者由于长细比大、桩身较柔,弹性压缩大,桩顶沉降较大时,桩端位移还很小;后者虽桩端位移较大,但尚不足以使端阻力充分发挥。因此,放宽桩顶总沉降量控制标准是
4卸载时,每级荷载维持15min,按第5、15min测读桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载。卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,维持时间为2h,测读时间为第5、15、30min,以后每隔30min测读一次。各地在采用快速法时,应总结积累经验,并可结合当地条