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1、石家庄经济学院成人高等教育毕业论文CFG桩在唐山华晨制管有限公司中的应用年级专业 姓 名 指导教师 完成日期 年 月 日毕业论文(设计)开题报告姓名 年级专业 题目 1.选题的目的和意义题目：CFG桩在唐山华晨制管有限公司中的应用意义：通过总结CFG桩应用于建筑物软基处理的施工工艺，质量控制手段，质量检测方法，简述CFG桩的优点。2.论文(设计)写作提纲1.水泥粉煤灰碎石桩的特点2 加固机理 1）桩体作用2）加速固结作用3）挤密作用4）褥垫层作用3. CFG桩施工4. 工程实例 1）工程概况2)场地工程地质及水文地质条件3) CFG桩设计计 算4)施工质量控制措施5)施工质量检验5.结论3.论
2、文(设计)写作进度安排开始日期：2012年5月1日收集资料：2012年5月10日至2012年5月20日修改论文：2012年5月28日完成日期：2012年5月31日4.指导教师审批意见指导教师签字 年 月 日论文（设计）成绩姓名 年级专业 题目 指导教师评语建议成绩优 良 中 及格 不及格指导教师签字：年 月 日 答辩委员会评语终审成绩 优 良 中 及格 不及格 答辩委员会主任签字： 年 月 日 摘 要摘要:本文以唐山华晨制管限公司的CFG桩处理软基的施工实践，总结CFG桩应用于建筑物软基处理的施工工艺，质量控制手段，质量检测方法。它具有施工工艺简单、处理效果好、全桩长发挥侧阻力、端阻力明显、对
3、地基承载力提高幅度大等优点。关键词:CFG桩，软基处理ABSTRACT ABSTRACT ：This article take the Tangshan some limited company CFG pile for soft foundation treatment of construction practice, the summary of CFG pile used insoft ground treatment of building construction technology, quality control, quality inspection method, the
4、 CFG pile soft foundation treated,. It has advantages of simple construction technology, good treatment effect, the length of pile side resistance, tip resistance play obviously, the capacity of foundation improvement etc.Key words： CFG pile, , soft foundation treatment, construction, 目 录中文摘要4英文摘要5前
5、言7 1 水泥粉煤灰碎石桩的特点72 加固机理72.1桩体作用 72.2挤密作用 72.3褥垫层作用 83 CFG桩施工 94 工程实例 94.1 工程概况 104.2 场地工程地质及水文地质条件 104.3 CFG桩设计计算 114.4 施工质量控制措施134.5 施工质量检验 145 结论15 致谢 15 参考文献 15前言第一章 水泥粉煤灰碎石桩的特点水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。通过调整水泥掺量及配合比，可使桩体强度等级在C5C20之间变化。这种地基加固方法吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点。第一、
6、施工工艺简单，既可振动沉管成孔，又可取土成孔，无场地污染，振动影响也较小。第二、水泥用量少，便于就地取材，工程造价不高。第三、受力特性与水泥搅拌桩类似，单桩具有较高的承载力。水泥粉煤灰碎石桩适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。第二章 加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。如图所示2.1。 图2.1 CFG桩复合地基此处的褥垫层不是基础施工时通常做的100厚的素砼垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是C
7、FG桩复合地基不可缺少的一部分。其加固软弱地基主要有四种作用：2.1 桩体作用：CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。在荷载作用下，CFG桩的压缩图2.1 基础示意图 性明显比周围软土小，因此基础传给复合地基的附加 应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。经测定，桩土应力比可达31.435.2。2.2 挤密作用：CFG桩在施工过程中，由于振动、挤压、冲击等原因，可对桩间土起到一定的挤密作用，使其承载力得到提高。2.3 褥垫层作用：由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫层，在复合地基中有如下作用：、保证桩土共同承担荷载；、减少基础底面
8、的应力集中；、褥垫层厚度可以调整桩、土竖向荷载和水平荷载分担比例，为复合地基设计提高了理论依据。 第三章 CFG桩施工1、施工准备场地平整：CFG桩软土地基处理施工前先整平场地，清除表层淤泥和种植土，土方运到指定的位置堆放，保证现场整齐并对标高进行复核，回填路基填料整平、夯实至比设计桩顶标高高0.5m处。图3.1CFG桩施工工艺框图CFG桩施工工艺框图试桩基线放样桩位放样桩基检测不合格合格合格不合格桩架移动到下一桩位检验退场不合格合格钻机就位提 钻拌 合检查标高及桩头质量施工准备材料进场复核钻进至设计标高泵 压标准试件养护中粗砂垫层施工定位放线：根据软土路基工点设计图放出CFG桩软土地基处理范
9、围，利用全站仪测出CFG桩转角边框的位置，用60cm木桩打入土中。根据桩位置，对加固土体的CFG据所需要加固土体部位的桩位排列，用全站仪同样放线并插上竹签、钉上小钉作桩中心标记确定施工顺序，施工中控制同一直线的桩位中心位移，施工桩位中心与桩位中心误差控制在5cm 以内。桩机进场：根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装。2、桩机就位，调整沉管与地面垂直，保持机身水平、稳固，确保垂直度偏差不大于1%，沉管对中误差10cm。3、启动马达，沉管到预定标高，停机。沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应特别说明。停机前必须确保进入持力层12m以上。4、按设
10、计配比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为3050mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不超过200mm。混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于1min。3.5、待沉管至设计标高后须尽快用料斗进行空中投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐。如上料量不够，须在拔管过程中进行空中补充投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求。6、开动马达，沉管原地留振10 s左右，然后边振动，边拔管。拔管速度一般控制在1.21.5m/min，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度可适当放慢。拔管过程中不容许反插，不能时快时慢。每上拔1m，留振5秒钟，如上料不足，必须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后达到设计要
11、求。淤泥和淤泥质土段可适当减慢提升速度，当拔至离地面2m时，速度减慢一半，且每米留振10s，以确保桩头质量。7、当桩管拔出地面，应及时清理表面浮浆，确认成桩符合设计要求后用中粗砂封顶，然后移机继续下一根桩施工。8、待桩身混合料达到一定强度后，开挖填土，凿除桩头，按设计要求进行桩头处理。第四章 工程实例4.1工程概况唐山华晨制管有限公司办公楼为三层建筑，框架结构，条形基础，建筑物相关指标见表4-1。经技术、经济上综合比较，设计要求采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）进行地基处理。表4-1建筑物名称总建筑面积(m2)层数地下层数基础埋深(m)基础形式结构类型基底压力pk(kPa)办公楼1577.043
12、01.5条形基础框架100根据场地地勘资料，拟建办公楼场地基底设计标高以下土层自上而下主要为填土层、粉质粘土层、细砂层、粉质粘土层。我们认为该工程采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）进行地基处理安全可靠、技术合理、经济适用。 4.2 场地工程地质及水文地质条件1、工程地质条件根据所揭露深度25.00m范围内的地基土的结构特征、原位测试以及土的物理力学性质指标等综合分析，本地层除填土为第四纪人工堆积（Q4ml）；其余均为第四纪冲积成因（Q4al）；根据野外勘察结果，共划分7个工程地质层。各层地基土的结构与特征简介如下： 填土（Q4ml）：黄褐色；以粉黏为主，含植物根系； 层厚0.7-3.5m，平均层
13、厚1.74m，层底深度0.9-3.0m。 粉质粘土：黄褐色；软塑，切面稍有光泽，韧性及干强度中等， 含铁猛质结核，细砂颗粒及贝壳碎屑等， 层厚2.0-5.3m，平均层厚1.76m，层底深度2.7-4.3m. 细砂：灰色；饱和， 稍密-中密，成分以石英长石为主;级配不好；层厚1.1-6.6m，平均层厚1.29m，层底深度3.2-5.8m。 粉质粘土（Q4al）：灰色；可塑；切面稍有光泽，韧性及干强度中等，土质不均，含细砂颗粒和贝壳碎屑等； 层厚4.5-7.9m，平均层厚2.67m,层底深度6.3-8.3m。 粉质粘土：灰褐色；可塑；切面有光泽，干强度及韧性中等，土质不均匀，含有细砂颗粒，贝壳及碎
14、屑等；层厚1.0-4.3m，平均层厚9.4m,层底深度15.9-17.8m。 细砂: 灰色；饱和；密实；成分以石英长石为主，级配不好； 层厚0.6-1.8m平均层厚1.51m,层底深度17.8-19.3m。 粉质粘土（Q4al）：灰色；可塑；切面稍有光泽，韧性及干强度中等，土质不均，含细砂颗粒和贝壳碎屑等， 本次勘探25.00m钻孔揭露最大厚度5.8m，未揭穿。2水文地质条件本次勘察结果，25.00m深度内未发现场地土有污染迹象。勘察范围内地表水位为2.5-2.7m，主要为潜水，年变化幅度为1.0m，本次勘察未取水试样，根据本场地南侧唐山蓝力机械厂水质分析报告可知，场区地下水化学类型为ClNa
15、型，按II类环境考虑，场区地下水和场地土对混凝土结构有弱腐蚀性；按干湿交替考虑，对混凝土结构中的钢筋有中等腐蚀性。 4.3 CFG桩设计计算待添加的隐藏文字内容14.3.1 设计依据1.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）2.建筑地基基础设计规范（GB50007-2008）3.建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002） 4. 本工程岩土工程地质勘察报告（中佳勘察设计有限公司）4.3.2 CFG桩设计计算过程1）根据建筑地基处理技术规范JGJ79-2002（P41），计算单桩承载力标准值：Ra=Rk /2（4-3-2-1）因无单桩荷载试验资料，首先计算单桩竖向极限承载力
16、Rk: Rk= upqsili+qpAp （4-3-2-2） 式中: up桩的周长(m) li第i层土的厚度(m) （查地勘报告取值） Ap桩的截面积(m2) qsi桩周第i层土的极限侧阻力标准值(kPa);（查地勘报告取值） qp桩端极限端阻力标准值(KPa); （查地勘报告取值）2）根据建筑地基处理技术规范JGJ79-2002（P40），计算复合地基承载力特征值fspk为：fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk（4-3-2-3） 式中: m面积置换率 Ap桩的截面面积(m2) fsk处理后桩间土承载力特征值（KPa），此处取天然地基承载力标准值（查地勘报告取值，层取170） Ra单桩承载
17、力标准值（KN）（公式一）桩间土承载力折减系数，取0.85（因天然地基承载力一般）3）根据北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ11-501-2009）（第7.3.7条），深宽修正后的复合地基承载力标准值fa为：fa=fspk+b*（b-3）+d*0*（d-1.5）（4-3-2-4） 式中: b基础宽度的承载力修正系数（按表7.3.7采用，取0.3）d基础深度的承载力修正系数（按表7.3.7采用，取1.5）b基础底面宽度（m）（取6m）d基础埋置深度（m）0、基础底面以上和以下土的平均重度（KN/m2）4)确定桩间距选取桩间距，使fa设计要求复合地基承载力特征值（核心区560 KPa，边缘区
18、230 KPa），并符合规范要求（宜取35倍桩径）。5）桩身强度计算根据建筑地基处理技术规范JGJ79-2002（P41），计算桩身强度fcu为：fcu3Rk/Ap根据计算选取桩身混凝土等级。6）确定褥垫层厚度根据建筑地基处理技术规范JGJ79-2002（P40）9.2.3条原则选取褥垫层厚度。4.3.3沉降验算1）根据建筑地基基础设计规范GB50007（5.3.5条），依据复合模量法计算地基最终变形量s：s=s*s=s*（po/ Esi* (zi*i- zi-1*i-1)）（4-3-3-1）式中： s地基最终变形量（）； 按分层总和法计算出的地基变形量；s沉降计算经验系数； n地基变形计算深
19、度范围内所划分的土层数； po对应于荷载效应准永久组合时基础底层处的附加压力（KPa）；根 Esi基础底面以下第i层土的压缩模量（Mpa）； 其中，桩底以上土层模量应修正E=Esi复合地基压缩量的提高倍数，=fspk/fakzi、 zi-1 基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离（m）； i、i-1基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。2）地基变形计算深度验算s0.025si=0.025s 式中：si在计算深度范围内，第i层土的计算变形值（）；sn在有计算深度向上取厚度为z的土层计算变形值。据表5.3.6，z取1m。m。4.3.4褥垫层（1）铺设范围人工开挖土方
20、至褥垫层设计底标高，裁桩，在基础面积(基础边线外扩300mm)复合地基顶部铺设褥垫层，夯实，保证桩土共同承担荷载。（2）厚度虚铺褥垫层厚度h333mm，铺设在桩顶部，夯实至300mm（以保证桩、土共同承担上部荷载，减少基底的应力集中作用），使夯填度达到0.870.90。褥垫层虚铺厚度由下式确定：hH/300/0.90333mm（本工程取0.90）（3）材料褥垫层材料采用级配中粗砂加70%左右碎石，碎石粒径不宜大于30mm。（4）夯实方法褥垫层需经静力压实法或动力压实法（桩间土含水量较少时）压实。本工程采用蛙式夯机夯实。4.3.5桩间土清理CFG桩之间的桩间土采取人工清理至设计桩顶标高，以确保桩
21、体及桩顶设计标高以下的桩间土不受破坏。4.3.6截桩为保证截桩时桩顶设计标高以下的桩体不会发生断裂以及不扰动桩间土，截桩时找出桩顶标高位置，在同一平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。严禁用钢钎向斜下方向击打或用一个钢钎单向击打桩身或虽双向击打但不同时，以致桩头承受一定的弯矩，造成桩身断裂。桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高（桩顶标高允许偏差0-20mm）。4.4 施工质量控制措施 1、严格按建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)及建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)的质量、技术要求进行施工。2、CFG桩桩体须
22、放置在硬塑粘土中，桩体应穿过软弱层达到下部稍密卵石层内不小于0.50m。3、施工工艺参数设计：采用CK-15A（B）型振冲夯实碎石桩机，取土成桩后CFG桩桩体直径不小于350mm。4、CFG桩桩体质量控制标准：（1）对于独立基础，桩位偏差不超过桩径的0.40倍即140mm，垂直度偏差不超过1，桩径允许偏差20mm。现场进行抽样检查，不允许大面积出现。（2）桩端进入持力层不小于800mm。（3）取土成孔后，孔底残余虚土厚度不大于10cm。 （4）桩孔成形后在填料前应空桩裸冲35次，并用15cm20cm卵石冲击垫底，将残留于孔底虚土全部挤密置换后，进行CFG桩材料填料。为防止断桩产生，填料施工中如
23、产生地层垮坍，应重新成孔，以保证施工中不产生断桩。 （5）每投料1斗车（0.08m3左右）后夯击5次，锤落距2.03.0m； （6）水泥须有材质说明证书、抽检报告，砂、碎石（卵石）应有试验报告，C10混凝土应有试配报告； （7）认真作好施工记录； （8）每台班每天取样一组送试验室作CFG桩试块28d强度试验。考虑到今后正式施工气温将有所回升，熟料在阳光下暴露的时间不宜超过10分钟，成桩后土体内桩身混凝土依靠其吸收四周土体内的水分自养。 （9）清土和截桩时要妥善保护桩体，以保证桩体不受破坏和桩间土不扰动； （10）对建筑物测量控制桩、轴线应专门保护； （11）、施工中如果发现局部上层滞水要采取相
24、应的排水措施。 （12）、褥垫层需经动力压实法压实； （13）、施工全过程由专业技术人员负责质量自检。4.5施工质量检验1、CFG桩施工结束后，应间隔一定时间方可进行质量检验。一般养护龄期可取28d。2、桩间土检验：桩间土质量检验可用标准贯入、静力触探和钻孔取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等方法检测挤密程度。3、施工中检测：混合料搅拌均匀后，按一定比例留取样品（一般一个台班做一组），装入150150150mm的试模，并测定28天抗压强度R28。4、单桩和复合地基检验：CFG桩施工质量的检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验（单桩承载力及三桩复合
25、地基承载力）。低应变检测数量为桩根数的5%，静载荷试验为桩根数的0.5% 。5、质量验收标准如图4-5表4-5 CFG桩施工质量标准项 次项 目规定值或允许偏差检查方法和频率1桩 距（cm）10抽查桩数32桩 径（cm）不小于设计值抽查桩数33桩 长（m）不小于设计值查施工记录4竖直度（）1抽查桩数35桩体强度不小于设计值取芯法，总桩数的56单桩和复合地基承载力不小于设计值成桩数的0.2，并不少于3根检测点为总桩数的1%，且每栋建筑不少于3个点，由建设、设计、监理、检测、地基处理设计和施工单位共同确定，检测点应具有代表性，桩位应在检测点中心。检测方式和测点数量按相关规范执行。试验方法：清底至褥
26、垫层底标高，裁桩至褥垫层底标高，虚铺5cm15cm中粗砂层，在其上进行静载荷试验。第五章 结论 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。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。 2. 由基体（天然地基土体）和两种增强体三部分组成的人工地基，既能发挥CFG桩高承载力和良好的排水作用的特点，又因CFG桩的插入而使水泥土桩的侧限约束作用得到增强。同时，由于设置了夯实水泥土桩，地基土的变形能力可得到有效的改善，并同时提高了土体的抗剪强度，亦可使CFG桩避免产生刺入破坏的可能致 谢参考文献1.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）2.建筑地基基础设计规范（GB50007-2008）3.建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002） 4. 本工程岩土工程地质勘察报告（中佳勘察设计有限公司
