【正文】 ty determination and the distortion putation mechanism. This article source in project, also is higher than the project, through the discussion and the research from a deeper level knew and has grasped the CFG pile pound ground design theory, the construction and the examination technology^ had achieved better the goal which serves for the modern project construction. Key word: CFG pound ground。 關鍵詞： CFG 復合地基；設計；施工：監(jiān)測 。為 有效解決投資大，工期長，罐基前期和后期變形監(jiān)測函難等問題， 對大型油罐基礎地基承載能力和變形的研究與監(jiān)測，以及研究和采 用先進的油罐地基加固施工技術具有重要的現(xiàn)實意義， 本課題中研究的用水泥粉煤灰碎石柱 （ CFG 柱）加固地基施工 技術是近幾年發(fā)展起來的對大型油罐基礎地基進行整體加固處理的 效果非常理想的一種新型技術。陳光輝 20202001 _____________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 ________ 第 I 頁 摘要 隨著改革開放日益深化，國際能源的日趨緊缺，使得油庫建設 發(fā)展迅速。油庫發(fā)展的趨勢和特點是儲量大，工藝設備先進，自動 化程度高。 從發(fā)展至今， CFG 樁的應用范圍越來越廣泛，它不僅能夠大 大提高地基的安全性，縮短施工工期，可以大大節(jié)約工程 造價， 還可防止周圍地基出現(xiàn)下沉，是一種很有發(fā)展前途和推廣價值的 軟弱地基加固技術。 ________________ 西南交通大學碩士研究生學位論女 第 II 頁 Abstract Deepens day by day along with the reform and open policy, international energy day by day scarce, causes the fuel depot construction development to be rapid. The fuel depot development tendency and the characteristic are the reserves big, process unit advanced, the automat city is high. In order to enhance the land utilization ratio, increases the fuel depot reserves, reduces the construction cost, constructs the large capacity pot is the only outlet. The large capacity pot characteristic is the diameter is big, the shell of tank is high, to the tank support request, in particular in the shell of tank differential settlement aspect, has the quite strict limit. Invests in a big way for the effective addressing, the time limit for a project is long, the pot base earlier period and the later period distorts questions and so on monitor difficulty, to the largescale tank support ground bearing capacity and the distortion research and the monitor, as well as study and use the advanced oil pot ground reinforcement construction technology to have the vital practical significance. In this topic studies (the CFG pile) reinforces the ground construction technology with the cement pulverized coal ash garrulous stone marker is develops in recent years carries on whole reinforcement processing to the largescale tank support ground the effect extremely ideal one kind of new technology. From the development, the CFG pile application scope more and more is until now widespread, not only it can enhance the ground greatly the security, reduces the construction time limit for a project, may save the project construction cost greatly, but also may periphery prevent ________________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 in 頁 the ground appears the submersion, is one kind has the development future and the promoted value weak sub grade reinforcement technology very much. This article unifies the project example, through to CFG pile pound ground design main determination 5 design variable, namely pile long, pile diameter, pile spacing, pile body Intensity, mattress level thickness and material analysis and research, proposed the design procedure。 Design。擬建地原為油庫材料庫房區(qū)，根據(jù)勘探單位地質勘探報告， 場地工程地質條件差，不能直接用作天然地基?？梢姡?CFG 樁復合地基在本工程中的應用相當 成功。 本文研究的意義在于，本文結合工程實例，通過對 CFG 樁復合 地基設計主要確定的 5 個設計參數(shù)，即樁長、樁徑、柱間距、柱體 強度、禱墊層厚度及材料的分析和研究，提出了設計程序；對振動 沉管非排土成被和非擠土式成孔沖擊成樁兩種不同的 CFG樁成孔施 工工藝，進行了 CFG 樁混合料材料性狀和配合比設計計算：針對不 同 施工工藝，提出了包括拔管速度、樁距確定、施打順序、混合料 將落度及保護樁長等各個環(huán)節(jié)不同的施工質量控制措施：通過對施 工現(xiàn)場 CFG 樁單樁承載力和變形進行全程現(xiàn)場監(jiān)測，從而得出 CFG 樁復合地基承載力確定和變形計算機理。 它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度 樁，和樁間土、褥塾層一起形成 CFG 柱復合地基。 1994 年， CFG 植復合地基成 套技術在全國范圍進行推廣，應用于工程實踐。由于 CFG 樁復合地基技術具有施工速度快、工期短、質量 容易控制、工程造價低廉的特點，目前已成為北京及周邊地區(qū)應用 最普遍的地基處理技術之一。 碎石樁系散體材料，本身沒有粘結強度，主要靠周圍土的約束 力傳遞基礎傳來的垂直荷載。若將碎石樁加以 改造，使其具有剛性樁的一些性狀，則柱的作用會大大加強，復合 地基承載力將會大大提高。 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 10 頁 圖 12 CFG 樁復合地基示意圖 .3 CFG 樁樁體材料及其性狀 CFG柱成孔施工方法一般有兩種，一是振動沉管打樁機成孔施 工，二是應用長螺旋鉆管內泵壓 CFG 棟混合料成柱工藝法施工。 . 1 樁體材料 U 水泥。 水泥捧量是影響 CFG 樁樁體強度的一個重要因素《根據(jù)試驗， 柱體強度 隨水泥摻量的增加而增加，當水泥捧量超過 30%后，樁體 強度隨水泥摻量增加的比率先略有下降，然后緩慢增加：水泥摻量 超過 50%，樁體強度變化比較穩(wěn)定，較之 30%水泥摻量的樁體強度變 化不大，抗壓強度變化范圍在 5%之內，抗折強度也在 4%?之間。碎石、礦漁等均可用作 CFG 樁樁體混合料的粗骨 料。 礦澄摻量是影響樁體強度的因素之一，在水泥摻量和粉煤灰摻量 不變的條件下，隨著礦蜜摻量的提高 ， CFG 樁樁體的抗壓強度和抗 折強度存在著一個最優(yōu)值。粉煤 灰的主要化學成分是 Si0 AI2O FezOs及 CaO， 其總量約占粉煤 灰的 85%左右，它們是有益成分；另外在粉煤灰中，還含有 MgO、 S03 及游離氧化 (fCaO)等，它們則是有害成分。粉煤灰中的 MgO 及 S03 的含量較少，但 MgO 的含量 過高以后，會對安定性產生不利的影響。對于粉煤灰摻量同樣為 30% 的柱體，水泥摻量 50%的抗壓強度要遠大于水泥摻量 12%的抗壓強 度，而對于水泥捧量同樣 12%的樁體，粉煤灰摻量 %和 30%的 抗壓強度相差不大。在有條件的地方應盡量利用工業(yè)廢料做為摻和料。 混合料中，石屑與碎石（一般碎石粒徑為 3~5cin)的組成比例 用石屑率表示： ； 1=— ^ (11) 式中 A— 石屑率： G。 混合料 28 天強度與水泥標號和灰水比有如下關系： f 飯 =* (C/) (1 2) 式中混合料 28 天強度， MPa； 一水泥標號： C 一單方水泥用量， kg。 實際工程中樁體配比要根據(jù)當?shù)夭牧蟻碓辞闆r而定，對缺少粉 煤灰的地區(qū)，可以少用或不用粉煤灰，改用砂取代。這與粉煤灰經過一定時間在水中 溶解并較好地發(fā)揮了其活性密切相關。樁 基是枯基礎的簡稱，是一種深基礎。 對 CFG 樁復合地基，當基礎承受垂直荷載時，柱和樁間土都要 發(fā)生變形。 丨土 圖 14 樁基和復合地基樁、土受力時程曲線示意圖 (a)樁基； （ b) CFG 樁復合地基 1 . 4 . 1 . 2 樁、土荷載分擔 圖 15 (a)是由摩擦樁構成的樁基，在垂直荷載作用下樁、土 荷載分擔比隨荷載水平的變化曲線。 荷載一定，其它條件相同時， iV?隨樁長增加而增大；隨樁距 減小（置換率 m 增大）而增大；土的強度越低， P/P 趣大“，褥塾層 越薄，尸 /P 越大。 CFG 樁復合地基則不同，任一荷載下樁頂?shù)某两?、樁間土表面 的沉降以及基礎的沉降均不相同，如圖 17 所示。當時，柱的位移大于土的位移，土對樁產生的是正 摩擦阻力 圖 18樁土位移示意圖 圖 19樁的軸力隨深度的變化示意圖 在中性點以上，樁的軸向應力隨著深度的增加而增大，中性點以 下樁的軸向應力隨著深度的增加而減小 9 樁的最大軸向應力就在中 性點處。而 CFG 樁復合地基土 對樁的負摩擦作用，對復合地基并非有害，它對提高 樁間土的承載力、減少復合土層的變形起著有益的作用。 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 10 頁 TTTT) 圖 111 復合地基變形示意圖 加荷后 （ P 0 )樁頂發(fā)生沉降 Sp， 樁間土表面發(fā)生沉降知，柱 端處扭的沉降為 s/ 由于抽體的模量很大，在通常荷載水平下， 軸向力引起樁的壓縮變形很小，可以忽略不計“這樣，樁任一斷面 處的位移可認為與樁頂?shù)奈灰葡嗟?，便?s / = Sp。圖 1 1 1 (a )代表荷載 P^O 時酌狀態(tài)。) 土的壓縮量 Si,即為下 臥層的壓縮變 S2= S“一 Si 若用幻表示褥塾層壓縮量?邦 『 HO，則基礎總的沉降量為 S = S i + S 2 + S 3 (1 4) 這就是說，基礎總沉降 S 由三部分組成，其一為樁 長范圍土層的壓 縮量S 丨；其二為下臥層的壓縮量幻；其三為禱塾層的壓縮量幻“ 1 . 4 . 2 , 2駐長對變形的影響 如地質條件相同，當荷載一定時，樁越長，上刺入量 Ai 和下剌 入量 At 越小，樁長范圍內土的壓縮變形量 st 也就越??；樁越短， A_t、AT、 SI 也就越大。 同樣，樁越長，總的沉降 S 也越小，下臥層壓縮變形幻也越 小， 令 5 i=si/s’ 5 2=S2/S, 6 3=S3/s； 171。 由于搏塾層的