CFG桩质量控制技术及典型案例分析Word文件下载.docx
《CFG桩质量控制技术及典型案例分析Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CFG桩质量控制技术及典型案例分析Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
±
0.00标高
（m）
基础埋深
基底
标高
褥垫层底标高
机械开
挖标高
设计
桩长
CFG桩桩数
（根）
CFG桩长度
1号楼
719.80
2.5
717.30
716.90
717.20
3.4
256
870.40
2号楼
719.50
717.00
716.60
3.1
1124
3484.40
备注：
1、机械开挖标高即施工标高，加固深度至稍密卵石层内嵌入不小于500mm。
2、设计平均桩长均根据地勘资料预估，包括桩顶保护桩长300m。
3、机械开挖标高＝褥垫层底标高+300mm保护桩长。
（二）、场地工程地质及水文地质条件
1、工程地质条件
根据川建院提供的岩土工程详细勘察报告，拟建场地地貌单元属成都冲洪积平原岷江水系Ⅱ级阶地。
该场地区域地质构造稳定，无不良地质作用；
亦可不考虑地基土液化问题。
场地上覆第四系人工填土（Q4ml），其下由第四系上更新统河流冲洪积层（Q3al+pl）成因的粉质粘土及卵石组成。
地层特征如下：
（1）素填土：
灰黑、褐灰色，松散～稍密，稍湿。
主要由粘性土组成，含少量砖瓦碎石及植物根茎，底部含薄层粉质粘土，形成年代相对较老。
（2）粉质粘土：
褐黄、褐灰色；
可塑；
无摇振反应；
裂面较光滑；
干强度中等；
韧性中等；
含氧化铁、铁锰质及少许钙质结核，底部渐变为粉土。
该层场地普遍分布。
（3）卵石：
褐黄、褐灰、青灰色；
稍密～密实，湿～饱和。
主要以花岗岩、石英岩、闪长岩等组成，呈亚圆形，磨圆度和分选性一般，微～中等风化，一般粒径2～8cm，大者可达30cm以上，卵石含量约55%～75%以上，隙间充填砂、圆砾及少量粘粒。
卵石层顶板起伏较大，但对单栋建筑而言起伏不大。
根据地勘成果卵石层密实度分为松散、稍密、中密和密实四个亚层。
松散卵石：
主要分布于卵石层上部，充填物以粘性土为主，卵石含量50～55%，排列十分混乱，绝大多数不接触。
稍密卵石：
卵石粒径4～8cm，个别最大粒径大于15cm，卵石分布较均匀，含量55～60%，且大部分不接触。
中密卵石：
卵石粒径5～10cm，最大粒径20cm以上，卵石骨架含量约为60～70%，呈交错排列，大部分接触。
密实卵石：
卵石粒径多为6～15cm，最大粒径大于30cm，卵石骨架含量为70%～85%，呈交错排列，完全接触。
2、水文地质条件
场地地下水属第四系孔隙潜水类型，略具承压性，砂卵石层为主要含水层。
随着深度增加，卵石层中粘粒含量增多，透水性逐渐减弱。
场地地下水总流向自西北向东南，补给水源主要是岷江水系及大气降水。
地下水位随季节变化，年变化幅度约1.50m左右。
卵石层渗透系数参考值K=20m/d。
场地地下水对混凝土结构和钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
场地地基土对混凝土结构和钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
处理深度范围内地下水无影响。
（三）、CFG桩设计计算
1、设计依据
（1）、《四川农业大学都江堰分校灾后重建教职工安居房2号楼场地详细勘察阶段岩土工程勘察报告书》（四川省川建勘察设计院）
（2）、四川农业大学都江堰分校灾后重建教职工安居房2号楼基础平面图（四川省林业勘察设计研究院）
（3）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
（4）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
（5）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（6）、《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）
（7）、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002）
（8）、《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2000）
（9）、《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》（66号文）
设计技术要求：
处理后复合地基承载力特征值fspk≥270kPa，Esp≥15.0MPa，桩身强度≥10MPa。
2、确定桩端持力层及桩长
根据场地岩土工程地质条件，选择稍密卵石层为桩端持力层，要求桩体进入持力层内不小于500mm，并考虑桩顶预留300mm的保护桩长，裁桩后净桩长不小于1.50m，实际平均桩长为3.1米。
3、确定桩间土
2号楼桩间土为粉质粘土，经挤密后其承载力特征值fak可取160.0kPa。
4、确定成桩工艺和桩径
场地桩间土主要为素填土、粘性土和卵石。
结合川建院在四川省内数百个CFG桩地基处理设计和施工经验，考虑到成都地区的施工方法和施工机械，以及本工程的设计技术要求和场地不同工程地质条件，采用以下设备成桩工艺。
CK-15A（B）型取土灌注工艺：
由于本工程设计要求桩体强度不小于10MPa，常规的挤密夯扩桩强度一般不能达到设计要求，而CK-15A（B）型桩机对场地施工作业条件要求不高，可以取土直观鉴别，对照地勘资料，适合于本工程地质条件，可大规模使用。
因此，本工程采用CK-15A（B）型桩机，取土器为改良的大口径取土器（管筒外径275mm，刃口外径295mm，成孔后孔径可达325mm），倒入C10混凝土后从下至上用800kg重锤夯扩密实，成桩桩径可超过350mm。
5、桩体材料
桩体为素混凝土桩，材料主要由卵（碎）石、机制中粗砂、水泥和水组成。
（1）CFG桩采用2～5cm卵（碎）石，含泥量均小于3%。
（2）掺和一定量的机制中粗砂。
（3）水泥采用复合硅酸盐水泥P.C32.5（大厂旋窑水泥）。
（4）为保证加固效果，桩端用15～20cm的人头石重锤夯扩挤密嵌入卵石层内。
6、估算复合地基承载力特征值
（1）确定CFG桩桩间土承载力特征值fsk
根据该场地岩土工程勘察报告中的地层条件和土的物理力学参数（见表2），同时考虑基底以下各土层挤密后的实际效果，按厚度加权。
土的物理力学参数表2
土名
重度
γ
（kN/m3）
承载力
特征值
fak
（kPa）
压缩
模量
Es
（MPa）
CFG桩
桩端阻力特征值qp（kPa）
桩侧阻力特征值qsi（kPa）
素填土
19.0
80
3.0
10
粉质粘土
19.5
160
6.0
30
松散卵石
20.5
180
20.0
40
稍密卵石
21.0
350
24.0
1200
60
注：
CFG桩设计参数根据地勘报告确定。
（2）复合地基承载力特征值
fspk=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk
m=d2/de2
式中：
fspk：
复合地基承载力特征值（kPa）；
Ra：
单桩竖向承载力特征值（kN）；
Ap：
桩的截面积（m2）；
fsk：
处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
m：
面积置换率；
β：
桩间土承载力折减系数，取0.75；
Up：
桩的周长（m）；
n：
桩长范围内所划分的土层数；
qsi：
桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；
qp：
桩端端阻力特征值（kPa）；
li：
第i层土的厚度（m）；
d：
桩径（m），取0.35m；
de：
等效圆直径（m），de＝1.13
。
（3）2号楼复合地基承载力特征值计算
、确定Ra：
选择31号勘探点为最不利计算点，裁桩后实际桩长为2.00m,桩周土为粉质粘土和稍密卵石。
粉质粘土层厚1.50m，qsi=30.0kPa；
稍密卵石层厚0.50m，qsi=60.0kPa；
桩端土为稍密卵石层，qp=1200kPa,则单桩承载力特征值为:
Ra=3.14×
0.35×
（1.50×
30+0.50×
60）+1200×
3.14×
0.1752=197.82kN
取Ra=190.00kN
、计算CFG桩最小面积置换率
根据复合地基的承载力计算公式fspk=m（Ra/Ap）+β（1-m）fsk，得
、确定CFG桩桩距
根据面积置换率公式m=d2/de2，得
de＝
m
按正方形布置：
S≤de/1.13=1.2311/1.13=1.09m
按矩形布置：
S1×
S2≤
=1.5156/1.132=1.13m2
按等边三角形布置：
S≤
=1.2311/1.05=1.725m
、估算CFG桩复合地基承载力特征值
m按实际最小面积置换率8.7％（设计图纸参数）计算，
fspk=0.087×
[190/（3.14×
0.1752）]+0.75×
（1-0.087）×
=281.49kPa≥270.0kPa
经验算,满足建筑复合地基承载力设计要求。
7、计算CFG桩复合地基的压缩模量
Esp=ζEsa=1.687×
9.0=15.183MPa＞15.0MPa
（式中ζ＝fspk/fsk＝270/160＝1.687）
Esp：
复合地基土层的压缩模量（MPa）
Esa：
桩间土地基土层压缩模量加权值（MPa），取9.0MPa（按实际统计结果推算）
ζ：
模量提高系数
经初步估算，复合地基压缩模量满足设计要求，其最终复合地基压缩模量应以实际载荷试验检测结果为准。
8、确定CFG桩桩体强度及配合比
（1）桩体强度：
fcu≥
＜fcu,k=10.0MPa，满足设计要求。
fcu为桩体混合料试块（边长150×
150×
150mm）标准养护28d抗压强度平均值。
故采用C10是适宜的。
（2）配合比设计
桩体材料以碎石为主（碎石粒径一般2～5cm，骨料含泥量小于3％），掺和一定量的机制中粗砂、水泥等，其施工配合比参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），坍落度不大于3cm，采用现场机械搅拌。
具体C10配合比根据配合比设计实验确定（1：
2.90：
6.03：
0.63））。
施工要求：
坍落度为10～30mm。
9、褥垫层
（1）铺设范围
人工开挖土方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h＝333mm，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0.87～0.90。
褥垫层虚铺厚度由下式确定：
h＝ΔH/λ＝300/0.90＝333mm（本工程λ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。
10、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，以确保桩体及桩顶设计标高以下的桩间土不受破坏。
11、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）。
（四）、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3～5次，并用Φ15cm～20cm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2.0～3.0m；
（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。
（五）、复合地基质量检测
对CFG桩采用单桩复合地基载荷试验，委托具有法定资质的单位进行检测，质量检验应在CFG桩施工结束15天且桩身达到设计要求后进行。
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：
清底至褥垫层底标高，裁桩至褥垫层底标高，虚铺5cm~15cm中粗砂层，在其上进行静载荷试验。
（六）、不合格CFG桩的处理措施
1、增加检测要求
当CFG桩在质量检测时发现不符合规范及设计要求时，如桩体试块抗压强度不足，承载力检验不符合设计要求或低应变动力试验不合格等情况下，则必须增加CFG桩的检验数量，直至达到设计要求为止。
2、桩体试块抗压强度不足的处理
（1）当发现试块抗压强度不足时，应找出不合格批次的CFG桩的浇注日期、影响桩号、桩数、位置及范围等。
（2）所有强度不足的CFG桩必须在桩身钻取混凝土芯样，做强度抗压检测。
钻取的芯样数量不应少于每桩3个。
钻芯法的施工及芯样混凝土强度计算按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03-88）要求。
所有经钻芯取样的桩，若芯样抗压强度亦不能满足要求时，则不能作为工程桩使用。
（3）经钻芯取样而强度合格的工程桩，钻孔必须采用高强度水泥填补，水泥抗压强度必须高于CFG桩桩身强度10Mpa（即C10）。
3、承载力检测不符合设计要求
（1）所有承载力检验不合格的CFG桩不可以作为工程桩使用，必须采取补桩措施。
（2）必须查明不合格桩的分布范围及位置，并增加检测数量。
（3）若增加检测过程中仍发现承载力不符合设计要求，则必须采取补救施工方案。
（七）、质量标准及验收要求
按照现行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中相关规定及设计文件要求执行。
（八）、建议
1、CFG桩施工时发现地质条件与地勘报告不符时，应及时通知有关单位，采取补勘等措施并及时修正加固方案，确保所加固的地基达到设计要求。
2、该场地经CFG桩处理后复合地基承载力及压缩模量应以实际载荷试验检测结果为准。
3、根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第3.0.9条规定“对于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定需要进行地基变形计算的建筑物或构筑物，经地基处理后，应进行沉降观测，直至沉降达到稳定为止”。
4、现场应配置后备电源，确保施工连续性。
（九）、CFG桩复合地基检测
1、检测工作量：
按桩总数的1％且单位工程不少于3点进行单桩复合地基静载试验，抽检703、63、863、1018、915、719号桩共6点。
2、地基检测结果如下：
（十）、检测结果分析
1、从沉降－时间曲线图分析，各级荷载下曲线无斜率剧增且无明显向下转折，基本保持直线关系，说明试验荷载未达到该点位复合地基的极限荷载。
2、从压力－沉降曲线图分析，曲线上无明显的比例界限和极限荷载，故按相对变形值确定试验点复合地基承载力实测值。
试验点位以粘性土为主，取s/b＝0.01，s＝0.01×
1250＝12.5mm，查P－S曲线可知，各点位的地基承载力实测值均大于270KPa的设计要求。
3、按相对变形值确定的地基承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。
本次试验取最大加载压力的一半为试验点位承载力特征值。
4、复合地基变形模量E0（MPa）按下式计算：
I0－沉降量影响系数，方形承压板取0.886；
μ－泊松比，取0.30s－与P相应的沉降量（mm）
P－P－S曲线线性阶段的压力（KPa）
b－承压板的边长或直径（m）
复合地基压缩模量ES（MPa）按下式计算：
CFG桩复合地基静载试验结果汇总表如下
试验
点位
试验最大
载荷量
（KPa）
试验最
大沉降
量（mm）
试验点位复合
地基承载力实
测值（KPa）
地基变形模量
复合地基
承载力特征
值（KPa）
变形模量
压缩模量
703#
556
14.89
278
37.6
277
29.8
40.3
63#
16.64
33.7
863#
553
15.73
276
35.4
1018#
16.53
915#
14.57
38.2
719#
18.72
（十一）、检测结论
本工程2#楼CFG桩复合地基承载力特征值为277KPa＞270KPa，压缩模量40.3MPa＞15MPa,符合设计要求。
该工程自2009年11月开工以来，经5.12大地震的多次余震，仍然完好无损。
再次证明，CFG桩加固软弱地基的效果是安全可靠的。
如图。
升级会员 