设计正文皇普

目 录

摘 要 ..................................................................... Ⅰ Abstract ................................................................... Ⅱ

前 言 ...................................................................... 1

1 工程概述及场地工程地质条件 ............................................... 3

1.1 拟建工程概况 ....................................................... 3

1.2 场地地形地貌 ....................................................... 3

1.3 场地地层岩性 ....................................................... 4

1.4 场地水文地质条件 ................................................... 5

1.5 不良地质作用及对工程不利的埋藏物 ................................... 5

2 场地岩土工程分析与评价 ................................................... 7

2.1 各岩土层物理力学性质指标 ........................................... 7

2.2 地震效应分析 ....................................................... 7

2.3 地基承载力评价 ..................................................... 8

2.4 地基均匀性评价 ..................................................... 8

3 地基处理方案分析论证 .................................................... 10

3.1 建筑物结构荷载及基底压力估算 ...................................... 10

3.2 天然地基方案分析 .................................................. 10

3.3 CFG桩复合地基方案分析 ............................................. 10

4 CFG桩复合地基的优化设计 ................................................ 12

4.1 CFG桩复合地基设计理论 ............................................. 12

4.1.1 CFG桩复合地基设计的指导思想 ................................. 12

4.1.2 CFG桩复合地基设计参数 ....................................... 12

4.1.3 CFG桩设计计算步骤 ........................................... 13

4.1.4 CFG桩的布桩 ................................................. 18

4.2 CFG桩设计 ......................................................... 18

4.2.1 CFG桩复合地基设计参数的确定 ................................. 18

4.2.2 单桩竖向承载力 ............................................... 19

4.2.3 复合地基承载力特征值 ......................................... 19

4.2.4 沉降计算 ..................................................... 20

4.2.5 布桩 ......................................................... 24

4.2.6 褥垫层设计 ................................................... 24

5 CFG桩施工 .............................................................. 26

5.1 施工工艺 .......................................................... 26

5.1.1 长螺旋压灌成桩工艺 ........................................... 26

5.1.2 振动沉管灌注成桩工艺 ......................................... 29

5.2 施工要点 .......................................................... 30

5.3 施工质量要求及注意事项 ............................................ 31

5.4 施工质量检测 ...................................................... 32

5.4.1 低应变动力试验检测法 ......................................... 32

5.4.2 复合地基静载试验检测法 ....................................... 33

5.5 施工质量验收 ...................................................... 34

6 结论与建议 .............................................................. 35

结 语 ..................................................................... 36

主要参考文献 ............................................................... 37

附 录 ..................................................................... 39

前 言

随着经济的发展，土木工程建设规模的扩大，对原有地基基础的经济可行性提出了越来越高的要求。一般情况下，为满足地基的强度、变形及抗震等要求，通常需要对天然土层进行人工加固处理。经过地基处理的人工地基大致可分为三类：均质地基、多层地基和复合地基。

复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。根据地基中增强体的方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。水平向增强体复合地基主要包括由各种加筋材料，如土工聚合物、金属材料格栅等形成的复合地基。竖向增强体习惯上称为桩，竖向增强体复合地基通常称为桩土复合地基。桩土复合地基根据竖向增强体的桩体材料可分为三类：散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。

散体材料桩复合地基的桩体是由散体材料组成的，桩身材料没有粘结强度，单独不能形成桩体，只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体。散体材料桩复合地基的承载力主要取决于散体材料内摩擦角和周围地基土体能够提供的桩侧侧限力。散体材料桩复合地基的桩体主要形式有碎石桩、砂桩等。

柔性桩复合地基的桩体由具有一定粘结强度的材料组成，柔性桩中部分强度较高的桩（如粉喷桩）己较强地表现出桩的性状。柔性桩复合地基的承载力由桩体和桩间土共同承担，其中绝大多数情形，桩体的置换作用是主要组成部分。柔性桩复合地基的桩体主要形式有石灰桩、土桩、灰土桩、水泥土桩等。

刚性桩复合地基的桩体通常以水泥为主要胶结材料，有时由混凝土、或由混凝土与其他掺合料构成，桩身强度较高。为保证桩土共同作用，通常在桩顶设置一定厚度的褥垫层。刚性桩复合地基较散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基具有更高的承载力和压缩模量，而且复合地基承载力具有较大的调整幅度。刚性桩复合地基的桩体主要形式有水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)、二灰混凝土桩等。

CFG桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)意水泥粉煤灰碎石桩，是20世纪90年代初出现的一种地基处理新技术。与一般的柔性桩复合地基相比，用CFG桩处理的地基，具有可使地基承载力提高幅度大并具有很大可调性的优点；故当天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求时，CFG桩复合地基则有明显的优势。 CFG桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用各种成桩机械制成的可 1

变强度桩，通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化。80年代末至90年代初，CFG桩多用振动沉管打桩机施工，桩体材料多为水泥、碎石、石屑、粉煤灰组成；90年代中期，开始应用长螺旋钻管CFG桩混合料成桩工艺，桩体配比和混合料的要求也明显不同，用于高层建筑的CFG桩强度等级一般为C15-C25，一般采用素混凝土。

CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算理论进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。CFG桩适用范围较广，就基础型式而言，CFG桩既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱型基础；就土性而言，CFG桩可用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基。既适用于挤密效果好的土，又适用于挤密效果差的土，具有加速土体固结，沉降变形小、沉降稳定快等特点。

本次毕业设计“郑州市小岗刘城中村改造商品房一期工程场地岩土工程评价和CFG桩复合地基设计与施工”，是在天然地基不满足建筑物承载力要求和变形要求的情况下，采用CFG桩复合地基对拟建场地进行处理。在对CFG桩进行设计时，主要对不同的桩间距进行了优化设计。另外，本文还对CFG桩复合地基的施工进行了分析。

在设计过程中，始终得到唐民安老师和其他老师的帮助和指导。在此向他们表示我最真挚的问候。

本设计中的一些结论和建议仅是我个人观点，水平有限，不足之处还望各位老师给予指导和修正。不胜感激！

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1 工程概述及场地工程地质条件

1.1 拟建工程概况

拟建场地位于郑州市工人路与汝河路交叉口东南角，北邻汝河路，西邻工人路，交通十分便利，大型施工设备进入畅通无阻。场地北侧距汝河路22.5m，西侧距工人路17.5m，东距围墙15.0m，南侧距围墙18.0m，基坑的开挖、弃土堆放会受一定限制。拟建场地为拆迁旧房场地，勘探时场地上部已挖除1.9-2.6m厚的表土层，工程环境条件较好。拟建建筑平面轮廓及尺寸详见后附工程地质勘探孔平面布置图，建筑物结构层数、结构形式、基础埋深及类型等详见表1-1。

表 1-1 拟建工程基本概况一览表

注：表中数据为相对标高。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第3.1条及《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）第3.0.1条的规定，拟建工程重要性等级为一级，场地复杂等级为二级，地基复杂等级亦为二级，由此确定本工程岩土工程勘察等级为甲级。

1.2 场地地形地貌

拟建建筑场地为旧房拆迁场地，上部甲方已挖除了1.9-2.6m厚的表土层。场地地形平坦，场地内最大高差为1.1m，四周距道路和已有建筑较远，该场地所处的地貌单元，根据区域资料及钻探资料分析，属山前冲洪积倾斜平原。

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