cfg桩压缩模量

⑴ 结构百问13-地基基础设计小结

1、地基基础选型

地基与基础既相互独立又紧密相连。基础放置于地基上，对地基有荷载作用，基底压力又反作用于基础底板。因而地基与基础选型应结合考虑。对于上部结构较轻，地基土质较好的情况，可以直接采用天然地基上的浅基础，包括独立基础、条形基础。对于高层结构，一般使用筏板基础和箱型基础，再加上地基处理。超高层或者土质太差就要用到桩基了。

对于基础选型，还有一项需要重点考虑的是费用问题。目前正在做的一个高60m，地上17层地下3层的高层项目，进行了平板筏基和梁板筏基的设计对比。考虑到梁板式筏基增加室内房心土回填一道施工工序、基坑深度增加约半米（基坑支护费用相应增加），故采用平板式筏基方案。

2、地基计算

地基设计和地上结构设计一样，都要满足强度、刚度和稳定性的要求。强度就是要满足地基承载力要求，刚度是要满足基础沉降和倾斜的变形要求，稳定性包括抗滑移稳定性和抗浮稳定性。

当天然地基承载力不满足基底压力要求时，就需要进行地基处理。地基处理方法包括换填垫层法、强夯法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法和挤密桩法等，其中CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）因其可对地基承载力有较大提高而且经济性良好而得到广泛应用。针对塔楼、纯地下室等不同区域基底压力的不同，可以调整CFG桩的面积置换率达到承载力满足设计要求的目的。

3、基础设计

基础设计是个反复迭代的过程，目的是得到一个经济合理的结果，包括基底压力均匀，筏板厚度适宜，柱墩尺寸满足冲切要求等。基础设计前需要详细阅读地质勘察报告，明确持力层位置、土层承载力、压缩模量和地下水位情况。

（1）筏板厚度宜变化：塔楼下部筏板厚度可大些，纯地下室部分筏板可减薄，核心筒区域筏板局部加厚。

（2）柱墩尺寸增加更经济：对于柱下冲切和柱墩冲切不满足要求时，增大柱墩尺寸比增大一整片的筏板厚度更经济。

（3）筏板挑出：当地下室相对于塔楼外扩面积不大时，可能出现基地压力过大的情形。此时可以通过将筏板挑出增大基底面积来达到减小基底压力的目的。一般挑出长度不超过跨度的1/4，同时外挑筏板需要考虑覆土荷载。

（4）倒楼盖法与弹性地基梁法：倒楼盖法为刚性板假定，基底反力呈直线分布，概念清晰计算简单；弹性地基梁法为有限元算法，结果更准确但计算较繁琐。《建筑地基基础设计规范》8.4.14条，当地基土比较均匀，上部结构刚度较好，柱网和荷载分布均匀，且梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于1/6时，可按倒楼盖法计算。当不满足上述要求时，筏基内力须按弹性地基梁法进行分析计算。

（5）根据地勘报告给出的抗浮设防水位进行抗浮计算，不满足抗浮要求时可以采取增加配重、设置抗拔锚杆、抗拔桩等措施。

4、基床系数与压缩模量

基床系数其实是文克尔在1867年提出的文克勒地基模型（弹性地基梁）中的基床反力系数，就是把地基土体划分成许多的土柱，然后用一根独立的弹簧来代替，K就是弹簧刚度。其定义是从原位平板载荷试验得到的, 即K =P /s 式中, P 为作用在荷载板上单位面积的压力 ( MPa);s 为荷载板的下沉量 ( m) ;K 为基床系数 ( MPa/m)。

基床反力系数K是基础设计中非常重要的一个参数，因为它的大小直接影响到地基反力的大小和基础内力。因此，合理地确定此参数的大小就显得至关重要。基床反力系数K值的计算方法包括静载试验法、按基础平均沉降Sm反算法、经验值法。

土的压缩模量相当于土层的弹模，可用来计算地基沉降。

正常的计算过程是根据上部结构和基床系数得到基底压力，根据基底压力和土的压缩模量计算地基沉降。

两者之间也有关系。

《地下铁道、 轻轨交通岩土工程勘察规范》 给出了固结试验模量与基床系数之间的换算关系，k≈50E。周宏磊，张在明在《基床系数的试验方法与取值》中提出，北京地区基床系数与压缩模量比值的平均值在5左右。

基床系数理论计算结果如果比较小，只能取经验值，可以参照承载力的50~100倍取值；或者根据地基特性与土的种类取值；或者根据当地同位置地区的沉降经验值估算。

5、基础埋深

基础埋深包含两个概念，一是基础的实际埋置深度，二是地基承载力深宽修正时的计算埋深，两者不完全一致。《建筑地基基础设计规范》和《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》均有类似规定：在确定高层建筑箱形或筏形基础埋深时，应考虑高层建筑外围裙房或纯地下室对高层建筑基础侧限的削弱影响，宜根据外围裙房或纯地下室基础宽度与主楼基础宽度之比，将裙房或纯地下室的平均荷载折算为土层厚度作为基础埋深。

6、消防车荷载

消防车荷载数值很大，设计时应考虑可能的折减。

《荷载规范》5.1.2条：“设计楼面梁时，对单向板楼盖的次梁和槽型板的纵肋应取0.8，对单向板楼盖的主梁应取0.6，对双向板楼盖的梁应取0.8；”设计墙、柱时可按实际情况考虑；设计基础时可不考虑消防车荷载。

可见对消防车荷载折减幅度比一般活荷载大很多。而且，地震计算可不考虑消防车荷载，消防车荷载的重力荷载代表值系数可填为0，这样可大大减少地下室的地震作用。反之，如果把消防车荷载按照一般的活荷载输入，软件按照默认的0.5的重力代表值系数计算，地震效应要大得多。

YJK的解决方案是把消防车荷载按照自定义荷载工况输入，并在自定义工况的荷载类型中专门设置“消防车”荷载类型，以进行专项处理。用户在属性框中首先可将重力荷载代表值系数填为0，再根据情况填入次梁、主梁和柱、墙的折减系数。

软件将自动识别主梁、次梁。对于次梁，取用次梁折减系数。对于主梁，软件自动识别2种情况的主梁，第一种是双向板楼盖主梁，采用0.8的折减系数；第二是单向板楼盖主梁，对这种布置了次梁的主梁识别为“单向板楼盖的主梁”并取活荷载折减系数0.6。

在基础设计时对各种自定义荷载是由用户选择导入的。对于消防车荷载，基础软件在读取荷载时自动过滤。这样的处理方案可以避免基础设计时需要修改荷载重新计算的问题。

对消防车的各分项系数填1，可有效减少设计弯矩。

消防车荷载作为自定义荷载计算后，原来把消防车荷载当活荷载输入时，相应位置应输入一般的活荷载。消防车荷载与其他活荷载的组合关系应为“包络”，不应“叠加”。

-2016年8月18日

⑵ 求CFG桩复合基础的施工组织设计

第一章 施工条件
一、工程概况
拟建台湖镇回迁房小区工程位于北京市通州区台湖镇台湖村北侧，北靠京亦路，南靠政府大街。拟建建筑物为101#、102#、103#、104#、105#、107#，各楼概况如下表：
建筑物名称 地上层数 地下层数 上部结构类型 基础类型 基础埋深（米） 基底荷载
大于（KPa）
101# 10 1 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
102# 10 1 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
103# 10 1 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
104# 9 0 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
105# 9 0 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
107# 9 0 框剪结构 筏板基础 -3.7 200
二、、工程地质及水文地质概况
1）工程地质条件
根据北京市通州大运河建筑工程勘察设计所提供的《台湖镇回迁房小区岩土工程勘察报告》（勘察编号：2005技17），拟建场地原为空地及耕地，地形较平坦，场地东侧为排水沟，南侧为民房区，本场地在地貌单元上属于永定河冲洪积地貌，地面标高为22.11-23.10m。拟建场区以粘性土为主，夹有多层粉土及砂土层。现将揭露深度范围内土层从上至下分别描述如下：
（1） 填土层：粉质粘土填土①层，褐-黄褐，湿，松-稍密，局部为杂填土，含植根腐植物和砖渣等，层厚约为0.9～1.7m。
（2） 粉质粘土-粘土②层：褐黄-黄褐，中下-中密，湿-饱和，可塑，土质不均匀，夹有砂质粉土②1层。本层厚度4～5m，层顶标高20.78～21.77m。
（3） 粉质粘土-重粉质粘土③层：灰～灰黄，湿-饱和，中密，局部夹砂质粉土③1。本层厚度0.7～4.5m，层顶标高16.42～17.37m。
（4） 粉砂-细砂④层：灰-黄灰，饱和，中密～密实。本层厚度0.5～3.80m，层顶标高12.58～15.17m。
（5） 粉质粘土-粘土⑤层：褐黄，饱和，中密。本层厚度为0.5～2.8m，层顶标高10.42～10.48m。
（6） 粉质粘土-粘土⑥层：褐黄-灰黄，中密，饱和，夹有粉砂和细砂。本层厚度1.7～5.2m，层顶标高8.62～10.5m。
（7） 细砂-中砂⑦层：灰-黄褐，饱和，密实，夹粗砾和卵石，本层厚度3.7～5.9m，层顶标高5.56～8.53m。
（8） 粉质粘土-重粉质粘土⑧层：黄褐色，中密-中上，饱和，可塑-硬塑，揭露厚度3.71m。
2）地下水情况
根据《岩土工程勘察报告》，本场地勘察深度范围内有2层地下水，地下水概况如下：
（1） 上层滞水：初见水位埋深2.60～3.90米，水位标高19.01～19.77m；
（2） 潜水：水位埋深为3.80～4.30米，水位标高18.23～18.65m。
根据相关资料查明本场地地下水历年最高水位接近自然自然地表，近3～5年来最高水位为地表以下2m左右。水样的腐蚀性测试结果为：拟建场地地下水对混凝土结构不具腐蚀性，在干湿交替的情况下对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性。

第二章 CFG桩设计方案
一、设计依据
1）《台湖镇回迁房小区岩土工程勘察报告》
2）台湖镇回迁房小区总平面图
3）《招标邀请书》及相关要求
4）《建筑地基基础设计规范》GB50009-2001
5）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
6） 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
二、工程条件及设计要求
1)、 工程概况
拟建台湖镇回迁房小区工程101#、102#、103#、104#、105#、107#楼由于天然地基达不到设计要求，需进行地基处理，拟采用CFG桩复合地基。按照本工程降水、护坡、土方及地基处理工程招标资料文件及相关要求，工程条件见下表：
工程名称 101#楼 102#楼 103#楼 104#楼 105#楼 107#楼
结构型式 框剪 框剪 框剪 框剪 框剪 框剪
基础型式 筏基 筏基 筏基 筏基 筏基 筏基
底板底标高 -3.7m -3.7m -3.7m -3.7m -3.7m -3.7m
地基处理 CFG桩 CFG桩 CFG桩 CFG桩 CFG桩 CFG桩
复合地基承载力 ≥200KPa ≥
200KPa ≥200KPa ≥200KPa ≥200KPa ≥200KPa
最终沉降量 ≤50 mm ≤50 mm ≤50 mm ≤50 mm ≤50 mm ≤50 mm

三、地基处理方案的设计原则
①、满足结构设计对地基荷载和沉降要求；
②、符合现场施工条件和环境，施工技术优化、可行；
③、施工工期合理；
④、在保证安全、可行的基础上，尽量降低工程造价。
四、复合地基设计计算公式
计算公式如下：
公式一：计算自由单桩竖向承载力标准值
按下列两式计算，取最小值：

其中：Rk———自由单桩承载力标准值；
η———强度折减系数，取0.3-0.5；
fcn.k———桩体28天立方体强度；
Up———桩的周长；
qsi———第i层土的极限侧阻力；
hi———第i层土的厚度；
qp———桩端持力层的极限端阻力；
Ap———桩的截面积；
γsp———调整系数，取2.0；
公式二：根据自由单桩承载力标准值计算置换率（m）

其中：fa———经深度修正后复合地基承载力特征值（KPa）；
m———面积置换率；
Ap———桩的截面积（m2）；
fk———天然地基承载力标准值（KPa）；
α———加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比；
β———桩间土强度发挥系数；

公式三：计算桩间距（L）

其中：a×b———桩间距长方向间距×短方向间距（m）；
Ap———桩的截面积（m2）；
公式四：沉降量计算
其中：n1———加固区总分层数；
n2———总分层数；
poi———荷载po在第I层土产生的平均附加压力；
Esi———第I层土的压缩模量；
hi———第I层土的分层厚度；
ζ———压缩模量提高系数，ζ= fak/ fki，其中fki为第I层土的天然地基承载力标准值。
ψS———沉降计算经验系数，参照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）表5.3.5，结合工程经验取0.20。
五、 CFG桩复合地基设计计算
（1）计算参数：
设计桩长7.5m，有效桩长L=7m ，保护桩长0.5m，桩径Φ=420 mm ，桩距 1.8m×1.56m（由于各栋楼尺寸不一致，本计算为综合计算书，在实际布桩时考虑到具体情况作了些细微调整，但总体满足计算要求），计算土层参数如下：
土层 qsi,k(kPa) qp,k(kPa) hi(m)
②粉粘-粘粉
40 140 3
③粉质-重粉质
40 150 3
④ 细砂
70 600 2.5
⑤粉粘-粘土
50 350 1．5
⑥ 粉粘-砂粉
60 350 3.5
⑦细砂-中砂
90 800 4,5
⑧粉粘-砂粉

（2）单桩极限承载力标准值：
取Rk=240 kN
（3）复合地基承载力特征值：
故地基承载力符合设计要求
（4）桩体强度验算：
Rk=240kN
σP=240/0.138=1739.13kPa
3σP=5217.39kPa
桩体混凝土强度等级采用C20
R28>3σP
桩体强度满足设计要求。
复合地基沉降验算:
通过程序计算，地基最终沉降修正值为41.97mm，小于50mm，满足设计要求。
六、 CFG桩复合地基设计参数
⑴、根据地质条件，采用满堂红矩形布桩。
⑵、桩长： CFG桩设计桩长7.5m，有效桩长7.0m，保护桩长0.5m，桩端持力层为④层细砂。
⑶、桩径：420mm
⑷、桩距：L=1.8×1.56m ；
⑸、单桩承载力标准值：Rk=240KN
⑹、桩体材料： C20
⑺、垫层：200 mm厚碎石,夯填度不大于0.9。
⑻、沉降量：小于50mm
⑼、桩数量：见附图

第三章 CFG桩施工组织设计
一、施工程序
当设备、材料进场后，按图1的程序进行一系列准备工作。在这些准备工作完成后进入CFG桩的施工阶段。
二、施工准备
2.1 材料
设计采用C20自搅混凝土。
在进场前需确定原材料的种类、品质，并将原材料送至实验室进行化验和作混凝土配合比试验。主要材料如下：
水泥：施工中用袋装P.O32.5号普通硅酸盐水泥；
碎石：粒径多采用8～25mm；
砂：含泥量小于5%；
粉煤灰：袋装II级粉煤灰；
泵送剂。
2.2施工现场
施工前现场的开挖、水、电等需满足要求。
2.2.1 基坑开挖
当CFG桩在基坑内施工时，基坑开挖需满足下列要求：
（1） 开挖深度：
开挖深度应该根据基底设计标高和保护土层厚度确定。当保护土层厚度为50cm、褥垫层厚度为20cm时，开挖标高为素混凝土垫层底标高以上30cm。开挖时，要求工作面平整，严禁超挖。
（2）开挖范围：
开挖范围要考虑CFG桩边桩和角桩施工时的工作面，工作面的确定取决于机身尺寸和工作特性。根据目前国产的螺旋钻机情况，考虑施工时的工作面，基底开挖的平面尺寸以建筑物的底板外缘为基准向外扩出0.8-1.0m。另外，还需根据场地设备布置情况，预留出混凝土泵的位置。
（3）坡道：
为方便施工机械进出坑底作业面，需在基坑适当位置开挖一坡道。坡道宽度、弯度和坡道需保证施工机械顺利进出基坑。坡道表面需做适当硬化路面处理。

图1 CFG桩施工前主要程序图
2.2.2 施工用水、电
施工时需保证混凝土搅拌的用水量，要求所用的水对CFG桩混凝土没有腐蚀性。
施工用电根据施工工艺所采用的设备用电总容量确定，计划每台设备用电量150KW，预计共需电量450KW左右。
2.2.3 施放桩位
在CFG桩施工前应根据设计图纸，确定建筑物的控制轴线，并将CFG桩的准确位置施放到CFG桩作业面上。施放的桩位应明显、易找、不易被破坏。在放好的桩位点上成孔直径25-40mm，灌入200mm深白灰并捣实作为标记。
2.4 CFG桩施工工艺
设计选用长螺旋中心压管式（管内泵压）CFG桩复合地基施工工艺（自搅混凝土）。（施工工艺流程见图2）
2.4 施工前资料准备
（1） 工程地质勘察报告。
（2） 建筑物场地临近的高压电缆、地下管线、地下障碍物及构筑物等调查资料。
（3） 地基处理方案。
（4） 施工组织方案。
（5） CFG桩复合地基施工图。
（6） 施工中各种记录、报审、报验表格。
三.CFG桩施工
3.1施工放线
根据桩位平面布置图及总包方定出的轴线，首先由专职测量人员进行定桩位工作，放线结束后，会同业主、监理及设计人员共同验线，无误并签字认可后方可进行下一步的施工工作。
3.2 钻机就位
CFG桩施工时，钻机就位时，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度允许偏差不大于1%。
3.3 混凝土搅拌
按照混凝土搅拌要求配合比进行配料，计量要求准确，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。每盘搅拌时间不应小于60s。混凝土坍落度应控制在16-20cm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒应备好熟料。
3.4 钻进成孔
钻进开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。应先快后慢，既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。

图2：长螺旋钻中心压管式（管内泵压）CFG桩复合地基施工流程图
（自搅混凝土）
如发现钻杆摇晃或难钻进时，应放慢钻进速度，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。正式施工时，当动力头底面到达标记处桩长即设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。

3.5 灌注及拔管
CFG桩成孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混凝土当钻杆芯充满混凝土后开始拔管，严禁先拔管后泵料。砼泵送量应与拔管速度相配合，使用HBT60型、HBT70型混凝土输送泵时，提钻速度控制在3-4m/min，使用HBT50型混凝土输送泵时，提钻速度控制在2-3m/min。成桩过程应连续进行，避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其他原因不能连续灌注，须根据岩土工程勘察报告和已掌握的施工场地土质情况，避开饱和砂土、粉土层、不得在这些土层内停机。如发生停钻情况，重复钻至孔底，重新连续灌注。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量，计量方式以每盘混凝土量为标准×盘数为准。
3.6 移机
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩排出的土比较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此下一根桩施工时，还应根据轴线或周围的位置对需施工的桩位进行复核，确保桩位允许偏差不大于0.4D。
四、清土及CFG桩桩头处理
4.1 弃土清运
在CFG桩施工中，由于采用排土成桩工艺，其排出的土量取决于桩长和桩间距。在施工中及时清运打桩弃土是保证CFG桩正常施工的一个重要环节，它可以减少施工中找桩位和设备就位的时间，提高工作效率。另外及时清运打桩弃土，场地内废弃的混凝土强度较低，亦可减轻清运的难度。一般打桩弃土清运采用人工配合机械清运，尽量避免对桩体和桩间土产生不良影响。清运桩弃土时必须遵循以下原则：
（1） 不可对设计桩顶标高以下的桩体造成损害。
（2） 不可扰动桩间土。
（3） 不可破坏工作面的未施工的桩位。
具体施工方法如下：
（1）CFG桩施工完毕后在其混凝土初凝后，人工将桩身保护桩长大部分挖除，或使其与桩身断开，一般留下30cm的保护桩长。
（2）挖掘机清运弃土时，挖掘机进入处理范围内禁止在打桩工作面行走，如确需行走时必须用打桩弃土在打桩工作面上再铺行走垫层，其垫层到桩顶不得小于1m。运土车辆禁止进入处理范围内，由挖掘机将场地弃土倒至基坑边后，再装入运土车运走。清运弃土的必须使用橡胶履带式挖掘机。
（3）挖掘机工作时，须严格控制标高，防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。
（4）打桩弃土清运完毕后，其下50cm的保护土层采用人工开挖，清除保护土层时不得扰动基底土，防止形成橡皮土。施工时严格控制标高，不得超挖，更不允许超挖后自行回填。
4.2 桩头处理
保护土层清除后即进行下一道工序，将桩顶设计标高以上桩头截断。截桩具体方法如下：
（1）找出桩顶标高位置，在同一水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，以致桩头承受一定弯矩，造成桩身断裂。
（2）桩头截断后，用刚钎、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）。
（3）如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，则必须采取补救措施。假如断裂面距桩顶较近，可接桩至设计桩顶标高。注意在接桩过程中保护好桩间土，如桩间土被扰动，必须夯实。
五.褥垫层铺设及质量控制
桩间土保护土层和CFG桩桩头清除至桩顶设计标高，CFG桩复合地基检验（静载荷试验和低应变检测）完毕并且满足设计要求后，可进行褥垫层铺设施工。CFG桩复合地基检验满足《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的要求：水泥粉煤灰碎石桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束后28天后进行。
由于地层起伏，在进行褥垫层铺设前必须对基底土与勘察报告进行复核，如发现开挖后局部地基土承载力不能满足CFG桩设计要求，应进行局部换填后方可进行褥垫层铺设。
褥垫层材料机碎石，机碎石粒径宜为8-20mm。
本工程褥垫层厚度为20cm，施工时先虚铺约23cm。虚铺完后用平板振捣器振捣，对较干的机碎石材料，虚铺后可适当洒水再进行碾压或夯实，夯实至20cm，夯填度≤0.9。褥垫层的铺设宽度为自基础素垫层边缘外延20cm。
六.施工检测及验收
6.1施工检测
CFG桩施工完毕，一般28天后对CFG桩复合地基进行检测，检测包括低应变动力试验对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测，静载荷试验采用复合地基载荷试验。
检测数量：静载荷试验数量取CFG桩总数的0.5%-1%，且每个楼座不应少于3个试验,动测检验数量取不少于CFG桩总数的10%。
CFG桩复合地基载荷试验除按JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》“复合地基载荷试验要点”执行。同时还需注意以下几点：
（1）褥垫层的厚度和铺设方法。试验时褥垫层的底标高与桩顶设计标高相同，褥垫层底面要求平整，褥垫层铺设层厚度为6-10cm，铺设面积与载荷板面积相同，褥垫层周围要求有原状土约束。
（2）当p-s曲线不存在极限载荷时，按相对变形值确定复合地基承载力，取s/b=0.01对应的载荷作为CFG桩复合地基承载力的标准值。
桩身质量检测按《基桩低应变动力检测规程》有关规定执行。
6.2 CFG桩复合地基施工验收
6.2.1 CFG桩复合地基验收时应提交下列资料：
（1）桩位测量放线图（包括桩位编号）
（2）原材出厂合格证（质量证明单）、混凝土开盘试验报告、混凝土试块试验报告、混凝土合格证。
（3）竣工平面图。
（4） CFG桩施工原始记录。
（5） 设计变更通知书、事故处理记录。
（6） CFG桩检测报告。
（7） 施工技术措施。
6.2.2 桩的施工允许偏差应满足下列要求：
（1） 桩长允许偏差+100mm。
（2） 桩径个别断面允许偏差-20mm。
（3） 垂直度允许偏差≤1%。
（4） 桩位允许偏差≤0.4D。
（5） 褥垫层夯填度≤0.9。

第四章 施工总体布署
一、施工程序
根据工期目标，结合工作面的情况，可适当增加或减少施工机械和人员。施工期间各基坑可交叉作业，确保工期。
当基坑土方挖至槽底，人工进行清槽之后，即可进行CFG桩的成桩工作，成桩过程中，为避免窜孔等质量问题的发生，桩间距太小时应尽量采取“跳打”的施工方法。待单个基坑中的CFG 桩施工完全结束之后，进行凿桩头的工作，当桩头凿平，场地整理平整之后，最后进行褥垫层的铺设。
施工中，及时报监理检验。主要报验过程：材料进场、材料取样、配合比申请、配合比通知、混凝土开盘、桩位报验、试块见证取样、试块送样。
二、 工程目标
1、质量目标：
CFG桩质量标准为“合格”。
2、工期目标：
每栋楼CFG桩成桩施工时间控制在自基坑开挖至设计标高15天以内，不含桩检测时间。
3、安全文明施工目标：争创北京市安全文明施工工地。
4、管理目标：实行现代化管理，保证工程在管理、质量、文明、作风上创出一流水平。
三、组织机构
人员机构设置如下：

说明：专业施工队按统一的人员编制组建，设队长一人、工长一人。项目经理部设专人进行环保、文明施工、协助甲方协调扰民及民扰问题处理等工作。
四、施工准备
在CFG桩施工前，由项目经理部主持施工准备会议，听取基础施工项目经理部对整个工程的施工准备工作计划，该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作，内容如下：
1、技术准备：熟悉、审查施工图纸。
2、施工现场准备工作：测量放线；临时道路、临时供水、供电等管线的铺设；临时设施的搭设；现场照明设备的安装。
3、劳动组织准备：建立健全各施工部的管理组织，集结施工力量、组织劳动力进场，做好CFG桩施工人员入场教育等工作。
4、材料、机械准备：根据相关的设计图纸和施工预算，编制详细的材料、机械设备需要量计划；签定材料供应合同；确定材料运输方案和计划；组织材料按计划进场和保管。
五、各项资源需要量计划
该计划仅供参考，可根据具体情况进行调整。
1、水电需要量计划：需600KVA电量，用水量100m3/天
2、劳动力需要量计划：
序号 部 门 所需人数
1 项目经理部 10
2 成桩施工队 15-30
3 凿桩头队 10
4 褥垫层铺设队 30

3、施工机械需要量计划：
CFG桩施工机械设备计划表
机械或设备名称 型号规格 数量 额定功率kW 备注
步履式桩机 DJB25 3 90 成孔
混凝土输送泵 HBT60 3 60 砼输送
装载机 ZL30D 1 平场地
经伟仪 J6 1 测设桩位
水准仪 B20II 1 测标高

第五章 工程质量控制
一、质量保证措施
1、质量保证体系

2施工前要对参与施工的全体员工进行全面技术交底，各项重要工序及岗位均由熟练技术人员经培训并有实践经验者负责作业。
3施工中严格执行各项技术规程，严格按设计施工方案进行，每道工序经现场质检员检验合格并签字后方可进行下一道工序，施工记录必须真实清楚，完整及时。
4施工中所需主要材料，应有出厂合格证，进场材料必须复检合格后，方可使用。
5在混凝土灌注过程中，每台钻机每天应做两组试块，一组标养，一组同条件养护。
6随时做好施工记录，注意资料的收集与整理，严把质量关。
二、质量问题的处理
如发生质量问题，立即口头上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。
三、技术资料
在施工过程中及时收集、整理各种原始资料和记录，并及时上报监理。按照国家有关标准和要求，完成技术资料的分类、归档工作。在每项分项工程完成后，在规定时间内，提交符合的竣工资料（包括竣工图）

第六章 安全及文明施工
一、安全施工措施
1、 现场安全生产措施
（1）参加施工作业人员必须严格执行安全操作规程和技术要求，服从指挥，集中精神认真操作；
（2）施工人员进入现场必须佩带工作证，戴安全帽。专业工种要有上岗证；
（3）各种机械司机必须严格执行操作规程，严禁违章作业，酒后作业；
（4）现场电线、闸箱必须按规定设置。非电工不得随意动用设备；
（5）为确保安全，施工现场设专职安全员，严禁与施工无关人员进场；
（6）材料及机械放置必须合理有序，不得妨碍正常施工；
（7）晚间作业，应在能见度允许情况下施工，保证充足照明；
（8）建立消防组织，设专人负责消防管理，消防器材不得挪作它用；
（9）现场严禁动用明火，如必须使用明火，按照要求办理动火证。
2.安全保卫措施
（1）在工地每个出入口设专职保安人员，对进场人员，物品进行登记与检查，做好防盗工作；
（2）做好现场巡视工作，确保场地内人、财、物安全。
（3）建立干部随班制度，杜绝各种违法犯罪行为的发生。
二、文明施工措施
1.材料堆放整齐，不同规格的材料分开堆放，界限清楚。
2.施工机械放置合理、有序。
3.施工区同生活区应明显划分。划分责任区，分片包干到人。
4.现场内的杂物要及时清理，不得乱堆乱放，不得随地大小便。
5.完善消防组织，指定专人负责，配备义务消防员。
6.健全消防制度，落实防火岗位责任制。
7.施工现场要留消防通道，设立标志牌。
8.施工现场禁止吸烟。

三、雨季施工措施
1、雨季施工准备工作
1）成立防汛抢险领导小组和防汛抢险突击队。
2）建立健全雨季施工岗位责任制、技术责任制、质量责任制等管理制度。
3）雨施所需设备、机具、材料，均要提前考虑和准备好。
4）雨季前检查现场水泥库房引排水情况，清理出排水方沟，检查房顶是否有漏水处，如有应在雨季前修补好。
5）雨季前对仓库、变电室、机具料棚、食堂、宿舍等施工现场设施进行全面检查，加固处理。
6）做好现场场地的排水工作，排水坡度应不小于3‰，并能防止四邻地区的水流入基坑。凡能积水的区域应填平。
7）雨季前应检查避雷设施，并保证其性能良好。
2、雨季施工技术措施
1）雨季施工期间，应全面、准确地掌握天气情况。各施工点派专人坚持天天收听并记录当天和第二天的天气预报，如天气变化，应及时通知有关部门，并做好准备。
2）砂、石等松散材料，堆放周围应加以围护，并开挖排放雨水的水泥方沟。
雨天尽量避开灌筑砼，如避不开时应采用遮盖措施。
3）配电箱、电闸箱等，要采取防雨、防潮、防淹、防雷等措施，外壳要做接地保护。雨后必须先检查电源线、焊把线、机械、电器等有无漏电隐患，经检查确无问题后，方可合闸施工。

⑶ 搅拌桩水泥土弹性模量

按《建筑地基处理技术规范》11。2。9条的11.2.9-2,水泥土搅拌桩压缩模量为（100-120）fcu，假如fcu取1.2MPa，那么算出来搅拌桩压缩模量为120-240MPa。弹性模量可取压缩模量的3-5倍

⑷ CFG桩复合地基在青岛某工程中的应用

杨永安

（青岛地矿岩土工程有限公司，青岛266071）

作者简介：杨永安（1979—），男，助理工程师，从事水工环工作。

摘要：青岛市城阳区上马镇东风小区A-1＃住宅楼，5 层，建筑面积3000m²，条形基础，天然地基承载力特征值fak取180kPa，不能满足设计要求，设计采用CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基加固处理。CFG 桩在基底标高上进行施工，钻孔穿越的各土层依次为：杂填土，层底标高 2.17～3.20m，淤泥质粉土，层底标高 0.70～2.20m，淤泥，层底标高 -2.00～1.20m，粉质粘土，具有中低压缩性，层底标高-3.90～ -2.20m，以下为稳定的泥岩风化带。

关键词：CFG桩；复合地基

1 复合地基设计及工程概况

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（cement fIying-ash gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩是复合地基的代表，目前多用于高层建筑中。

本工程设计主要参数为单桩竖向承载力标准值400kN，加固后复合地基承载力特征值250kPa；桩径500mm。依据地质报告和设计图纸，桩长8.0m，定长度控制；桩端持力层为风化泥岩；桩身混凝土强度等级C25，使用42.5 R矿渣硅酸盐水泥；沿条形基础布置，桩间距为1.5m，其中A-1＃住宅楼布桩517支。

2 工程地质条件

拟建的东风小区A-1＃住宅楼位于青岛市城阳区上马镇东风盐场。场地地形平坦，地貌类型属海陆交互相沉积地貌。其工程地质条件如表1所示。

表1 工程地质条件

3 CFG 桩施工

3.1 工艺流程

钻机就位→成孔→钻杆内灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位。

3.2 施工控制措施

（1）为检验CFG 桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，先做3根试验桩，并在竖向全长钻取心样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题，修订施工工艺。

（2）通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m 内进行振动捣实的措施。

（3）为做到水下成桩，要求钻杆钻至设计标高后不提钻，先向空心钻杆内灌注约8m高的混凝土，然后再提钻进行桩底混凝土灌注。之后，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，可基本做到钻头始终埋入混凝土内1m 左右。严禁采用先提钻后灌注混凝土，形成往水中灌注混凝土的错误做法。

（4）做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合，提钻速度应与混凝土泵送量相匹配，严格掌握混凝土的输入量大于提钻产生的空孔体积，使混凝土面经常保持在钻头以上1m，以免在混凝土中形成充水的孔洞。

4 试验结果分析

复合地基静载荷试验P-S曲线如图1所示。从P-S曲线可以看出，复合地基静载荷试验曲线基本属于渐进型的光滑曲线，不存在陡降点。经计算分析，在压力-沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例极限的2倍时，可取比例极限；当其值小于比例极限的2倍时，可取极限荷载的一半。在未出现极限荷载时，按s/b等于0.01 所对应的压力且按相对变形确定承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。确定单桩复合地基承载力特征值不小于260 kPa。检测结果确定如表2。

表2 单桩复合地基承载力特征值

分别对两支CFG桩的Q-S曲线作比较，复合地基的承载力相差不大，说明地基土质分布比较均匀，基底持力层的承载力和压缩模量差别不大。509＃桩、492＃桩单桩静载试验在标准值为520kPa时，沉降分别为15mm、32mm，均小于6%×d＝76mm（d为载荷板的直径）。说明单桩承载力仍有很大潜力。509＃桩沉降较小，回弹曲线较平缓说明其桩间土较密实，桩端持力层受力还未达到特征值。492＃桩沉降相对较大，回弹曲线较陡，说明其桩间土较松软，桩端受力较大，在卸载时桩底岩石发生弹性变形。本工程低应变检测CFG桩桩身完整性160根桩，检测比例约为30%。所测的160根CFG桩均属于完整桩或基本完整桩。

图1 复合地基承载力P-S曲线

5 结论

（1）以复合地基静压结果数据看，本工程所采用的复合地基，可最大限度地利用桩间土的强度，使复合地基的承载力得到大幅度的提高，地基变形得以降低和控制。

（2）由该工程证明此种地基处理方案，质量易控制，造价低，经济、社会、环境效益明显，有极大的发展潜力。

⑸ CFG桩的应用

某住宅楼为26层，另有1层地下室，为剪力墙结构。地基采用CFG桩复合地基进行加固处理，桩总桩数约为360余根，桩长10m，桩径400mm。基础采用筏板基础，复合地基承载力特征值430kPa。CFG桩采用长螺旋钻成孔，桩身强度为20MPa；褥垫层采用级配砂石，厚度为0.2m。
1.1工程地质条件
本住宅楼场地地形较平坦，场地属于平原，为第四纪全新世冲积沉积形成。其工程地质条件如表1所示。
1.2平面布置
住宅楼占地（26.1×14.6）m2，高78.6m，平面形状为长方形，地下室层高为4.70m，采用CFG桩复合地基。布桩时考虑桩受力的合理性，尽量利用桩间土应力σs产生的附加应力对桩侧阻力的增大作用。通常σs越大，作用在桩上的水平力越大，桩的侧阻力越大。此复合地基采用CFG桩正方形布置，间距1.45m，本楼的CFG桩有效桩长不小于10m，桩长10m，桩径400mm，预估的单桩承载力特征值为560kN。CFG桩复合地基的设置，不仅可以大幅度的提高地基承载力，减小了变形，并充分利用了桩间土的作用，降低了造价工程造价，一般为桩基的1/3~1/2，经济效益和社会效益非常显着。 2.1复合地基静载荷试验
试验采用单桩复合地基承载力按单桩处理面积加权平均的办法，评价CFG桩和水泥土桩混合地基承载力。试验有两组复合地基试验，每组试验各有一个CFG桩与一个水泥土桩单桩复合地基试验点。第一组为CFG-308#和SNT-410#，第二组为CFG-518#和SNT-632#。从P-S曲线可以看出，复合地基静载荷试验曲线基本属于渐进型的光滑曲线，不存在陡降点。取s/b=0.01（b为方形压板的宽度）对应的荷载，其值均超过最大加荷量的一半，因此取最大加荷量的一半作为CFG桩、水泥土桩的单桩复合地基承载力设计值。即CFG桩单桩复合地基承载力设计值大于550kPa，水泥土桩单桩复合地基承载力设计值大于200kPa，对两组值进行加权平均后，可知CFG桩与夯实水泥土桩混合桩型复合地基承载力不小于375kPa，复合地基承载力提高1倍，满足设计要求。分别对两组中的CFG桩及夯实水泥土桩的试验曲线作比较，两组复合地基的承载力相差不大，说明主楼部分的地基土质分布比较均匀，基底持力层的承载力和压缩模量差别不大。
2.2单桩竖向抗压静载荷试验结果
试验进行了3根CFG桩单桩静荷试验，检测结果显示：CFG桩单桩极限承载力不小于2000KN，地基承载力提高160%；满足设计要求。从检测结果可以看出，3根桩的总沉降都小于10mm，远小于《规范》要求，且沉降随时间、荷载的变化都是均匀的，基本上是弹性的。由此可以看出，当Q=1000KN时，CFG桩还没有达到极限承载力状态，当Q=500KN时，水泥土桩也没有达到极限承载力状态，还有很大“储备”。由卸载曲线可以看出，桩的弹性回弹量很小，最多只有2m，说明桩体刚度很大。
2.3轻便触探试验
为对比加固前后桩间土承载力的变化，完工后，布置了7个轻便触探点进行试验。综合分析桩间土测试结果可知，经水泥土桩与CFG桩处理后浅层桩间土的承载力基本值不低于200kPa，比地基处理前的桩间土承载力有所提高。
2.4应变桩身完整性检测
本工程低应变检测CFG桩桩身完整性65根桩，检测比例约为30%。所测的65根CFG均属于完整桩或基本完整桩，没有影响正常使用的桩。 3.1以复合地基静压结果数据看，本工程所采用的组合型复合地基的应用，可最大限度地发挥CFG桩的优点，使复合地基的承载力得到大幅度的提高，地基变形得以降低和控制。
3.2复合地基中由于CFG桩中掺入少量的粉煤灰，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高、变形小、稳定快施工简单易行，且工程造价低，经济效益和社会效益明显。
3.3是否设置褥垫层以及垫层的材料和厚度，直接影响复合地基的桩和桩间土强度的发挥，合理的垫层厚度对提高复合地基承载力和减少沉降变形是非常有利的。
3.4由该工程证明此种地基处理方案，质量易控制，造价低，经济、社会、环境效益明显，有极大的发展潜力。

⑹ cfg桩基础沉降量怎么算

CFG
桩复合地基沉降计算
CFG
桩复合地基的变形计算按《建筑地基基础设计规范》的规定：地基内的应力分布，可采用各向同性均质线性变形体理论即分层总和法，其最终变形量可按下式计算：
S=S1
+S2
=
Ψ
s′
=ψs
∑（
Zi*αi
−
Zi-1*αi-1）/Esi
式中S
为地基最终变形量（mm）；
S′
为分层总和法计算的地基变形量；
s
ψ
为沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定；n
为地基变形计算深度范围内所划分的土层数；Po
为对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力（kPa）；Esi
为基础底面下第i
层土的压缩模量（MPa），应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算；Zi，Zi-1
为基础底面至第i
层和第i-1
层土底面的距离（m）；αi，αi-1
为基础底面计算点至第i
层和第i-1
层土底面范围内平均附加应力系数。
公式符号好难打啊~
希望对你有用~

⑺ 下层压缩模量指的是否是持力层下层土

某场区天然地面以下的土层分布如下：
0--9米，为填土、粉土及粘性土沉积土层；
9-12米，卵石层，fak=350KPa;
12-18米，粉质粘土，软塑，fak=140KPa；
18-22米，砂质粉土层，fak=180KPa；
22米以下，厚层卵石层，其中25--28米内夹一层粉质粘土层，fak=180KPa；
欲兴建22F埋深10米，筏基的高层住，要求地基持力层承载力特征值不小于400KPa。采用CFG桩复合地基处理，单桩直径400，桩长13米，桩距1600，处理后复合地基承载力fsp,a不小于400KPa。

⑻ cfg桩穿透下午层后还要验算下卧层么

软弱下卧层验算

软弱下卧层验算 （GB 50007－2002）
子程序界面

技术条件
编制依据
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）。
计算设置
基础类型
可选择“矩形基础”、“条形基础”。
□自动计算 地基压力扩散角 θ
程序按《建筑地基基础设计规范》（GB 5007－2002）（以下简称“地基规范”）表 5.2.7 计算地基压力扩散角 θ。
如果勾选“□自动计算 地基压力扩散角 θ”，当上层土压缩模量 Es1 与下层土压缩模量 Es2 的比值小于 3 时，超出地基规范表 5.2.7 给定范围。参考《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）表 5.4.1，程序取压缩模量比 ES1/ES2＝1，θ＝4°（z/b＝0.25）及 θ＝12°（z/b＝0.50），用于 1≤ES1/ES2＜3 的情况下进行地基压力扩散角 θ 插值计算。
基础参数
基础底面长度 l
l———基础底面长度（mm）。
基础底面宽度 b
b———基础底面宽度（mm）。
基础根部高度 H
H———基础根部高度（mm）。
基础端部高度 h
h———基础端部高度（mm）。
基础砼的容重 γc
γc———基础 混凝土的容重（kN/m3）。
当不勾选“□自动计算基础自重、土重”时， 输入框为“基础自重、土重 Gk”。
基础自重、土重 Gk
Gk———基础自重和基础上土重标准值（kN）。
当勾选“□自动计算基础自重、土重”时， 输入框为“基础砼的容重 γc”。
轴力标准值 Fk
Fk———相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的轴力值（kN）。
地基参数
地基承载力特征值 fak
fak———软弱下卧层地基承载力特征值（kPa）。
当不勾选“□修正后的地基承载力特征值”时， 输入框为“修正后的特征值 faz”。
修正后的特征值 faz
faz———软弱下卧层顶面处经修正后的地基承载力特征值（kPa）。
当不勾选“□修正后的地基承载力特征值”时， 输入框为“修正后的特征值 faz”。
承载力修正系数 ηd
ηd———基础埋深的地基承载力修正系数，按软弱下卧层土的类别查表 5.2.4 取值。
土的加权平均重度 γm
γm———软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度 ，地下水位以下取浮重度（kN/m3）。
软弱下卧层埋置深度 dz
dz———软弱下卧层埋置深度，一般自室外地面标高算起（mm）。
基础埋置深度 d
d———基础埋置深度（mm）。
一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。
第一层土层厚度 d1
d1———第一层土层厚度（mm）。
第一层土的重度 γ1
γ1———第一层土的重度（kN/m3）。
第二层土层厚度 d2
d2———第二层（持力层）土层厚度（mm）。
第二层土的重度 γ2
γ2———第二层（持力层）土的重度（kN/m3）。
上层土压缩模量 ES1
Es1———第二层（持力层）土的压缩模量（MPa）。
当不勾选“□自动计算 地基压力扩散角 θ”时，输入框为“地基压力扩散角 θ”。
地基压力扩散角 θ
θ———地基压力扩散线与垂直线的夹角（°）。
当勾选“□自动计算 地基压力扩散角 θ”时，输入框为“上层土压缩模量 ES1”。
下层土压缩模量 ES2
Es2———第三层（软弱下卧层）土的压缩模量（MPa）。
地下水位埋深 dw
dw———地下水位埋深（mm）。 当不考虑地下水时，输入“无地下水”。
程序规定“地下水位埋深 dw”应不小于“基础埋置深度 d”，当实际工程中若遇到 dw＞d 的情形，“地下水位埋深 dw”可按 d 输入，并自行考虑水浮力影响下的基础自重和基础上土重标准值 Gk。
相关页
工程名称 构件编号
图例
可以将鼠标移到相应图例上，使用右键进行复制，粘贴到子程序的计算结果中。 也可将鼠标移到下面相应图例上，使用右键进行复制，然后粘贴到子程序计算结果中。

软弱下卧层
Es2
3

⑼ 计算CFG桩的沉降计算经验修正系数的相关问题

没有彻底明白你的问题；
我理解的规范中采用的CFG沉降计算方法与普通的天然基础沉降计算是一样的，
唯一不一样的就是桩长范围内的土压缩模量进行了修正就是ESPi；
桩下土的压缩模量仍旧按照正常取值；
计算压缩模量当量值的时候，应该按照ESPi也就是桩范围内的修正完毕后的压缩模量计算。
这个可以看《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）第7.1.8条，以及《CFG桩复核地基技术及工程实践》（第一版）阎明礼主编的100页；