【正文】 厚度一般均不大（ 30~60cm)， 壓縮變形量很小， _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 15 頁 通?？梢院雎圆挥嫛? t . 4 . 2 . 4 深層變形性狀 將復(fù)合地基荷載試驗時測得的樁間土表面的平均應(yīng)力和士表面 的變形，與相同荷載下天然地基的土表面變形作一比較，結(jié)果無論 是單樁復(fù)合地基還是群樁復(fù)合地基，在荷載 0，較小時，復(fù)合地基樁 間土表面的變形都小于天然地基的變形。曲線之間的差異，主要來自于樁的參 與。 2) 由于褥勢層的設(shè)置，復(fù)合地基中，樁存在 負摩擦區(qū)。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 16 貢 荷載相同，復(fù)合地基中樁的變形比自由單樁的變形大，除了復(fù) 合地基群樁效應(yīng)，其它樁的樁荷載對該樁的影響外，由于褥塾層的 設(shè)置而始終存在的土對樁的負摩擦作用導(dǎo)致樁沉降加大，也是一個 重要頂因。樁的端阻作用加強。在給定荷載作用下，樁承受 較多的荷載，隨著時間的增加，柱發(fā)生一定的沉降，荷載逐漸向土 體轉(zhuǎn)移。 2) 調(diào)整柱、土荷載分擔(dān)比 復(fù)合地基樁、土荷載分擔(dān)，可用樁土應(yīng)力比 n 表示，也可用樁、土 荷載分擔(dān)比 Sp、 表示。 3) 減小基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中 當(dāng)禱塾層厚 度 AH=O 時，樁對基礎(chǔ)的應(yīng)力集中很顯著，和柱基 礎(chǔ)一樣，需要考慮樁對基礎(chǔ)的沖切破壞。傳到土上的水平力為 Q,， 并有 Q^Qp +Q, (16) (1 7) 式中 — 樁間土分擔(dān)的荷載； U — 基礎(chǔ)和土之間的摩擦系數(shù)， 11 多在 ~ 之間變化。而在樁頂施加一較?。ㄈ?30kN)垂直荷載，當(dāng)水平荷載加到 4~5kN 時，樁并未發(fā)生破壞。 . 2 褥墊層的合理厚度 由前面的討論可知，搏墊層厚度過小，棟對基礎(chǔ)將產(chǎn)生很顯著 的應(yīng)力集中，需考慮樁對基礎(chǔ)的沖切，這勢必導(dǎo)致基礎(chǔ)加厚。此時 樁承擔(dān)的荷載太少，實際上復(fù)合地基中柱的設(shè)置己失去了意義。 3) 干法振動擠密碎石樁。就復(fù)合 地基的置換作用和擠密作用而言，由于碎石樁的置換作用在諸多的 樁型系列中是最弱的，故地基處理設(shè)計應(yīng)側(cè)重樁間土的擠密效應(yīng)。為排土成樁。 石灰樁樁體及復(fù)合地基有如下的特點 1) 石灰樁樁體由固化劑生石灰和活性材料粉煤灰、火山灰或惰 性材料干砂按一定比例配制而成。膨脹對樁間土 的擠密效果是很有限的》靠近地表一段膨脹對樁間土可能產(chǎn)生的負 作兩，即引起地面隆起，使樁間土強度降低。 4) 石灰樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比在 2? 5 之間，復(fù)合地基既有擠 密作用又有置換作用， 5) 石灰柱適用于處理軟弱粘性土、濃泥質(zhì)土、素填土及雜填 土地基。 . 3 水泥土樁復(fù)合地基 水泥土樁系指由固化劑水泥和土形成的樁體。樁體三軸試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線表明， 破壞時的主應(yīng)力差與圍壓的關(guān)系不甚密切“ 2) 其它條件相同時，樁身無側(cè)展抗壓強度隨土的含水量 W、 孔 隙比 e、塑 性指數(shù) Ip 的增大而減小；在通常水泥摻量條件下，無側(cè) 限抗壓強度在 300~4000kPa 之間：水泥土植體的密度較原士變化不 大，樁身強度只與水泥的膠結(jié)強度相關(guān)；水泥土強度隨齡期增加而 提高，齡期超過28 天后還有明顯增長，因此豎向承載的水泥土被的 強度標(biāo)準(zhǔn)值宜取 90 天齡期試塊的無側(cè)限抗壓強度， 3) 水泥土樁最明顯的不足之處是它的不均勾性。一般情況下土是分層的，而樁身強度與原土密切 相關(guān)，若其中有的土層含水量高、孔隙比大、塑性指數(shù)大，則在該 層土中形成的水泥土樁強度就小，很可能單柱承載力由這一軟弱層 控制。復(fù)合地基承載力的提高主要依賴于樁的 fi 換作用■ . 4 奮實水泥土樁復(fù)合地基 夯實水泥土樁是用人工或機械成孔，選用相對單一的土質(zhì)材料， 與水泥按一定配比，在孔外充分掙和均勾制成水泥土，分層向孔內(nèi) 回填并強力窮實，制成均勾的水泥土樁。 窮實水泥土樁與撥拌水泥土樁的區(qū)別主要在于以下兩點： (1) 夯實水泥土樁是將水泥和土料在孔外充分拌合，拌合的均勻程 度遠遠高于現(xiàn)場攪拌的水泥土。 基于以上的主要差異，相同水 泥摻量下，夯實水泥土樁的樁體 強度為攪拌水泥土樁的 2? 10 倍， 夯實水泥土樁樁體和復(fù)合地基有如下特點 水泥土最大干密度和最優(yōu)含水量：夯實水泥土柱的最大干密度 接近或等于土料的最大干密度，最優(yōu)含水量略大于土料的最優(yōu)含水 量。 (4) 不同水泥品種對水泥土樁強度的影響：試驗表明，普通鞋酸鹽 水泥試塊強度較高，因此，在工程中盡量選用這種水泥。 樁身強度等級多在 CI5? C25 之間。 由于 CFG 樁可全樁長發(fā)揮側(cè)阻，樁端落在好的土層時可很好地 發(fā)揮端阻，在復(fù)合地基增強體（樁體）系列中，它的置換作用最強。采用 振動打柱機成樁將產(chǎn)生振動和噪音污染，在城區(qū)和居民區(qū)被陵制使 用。 (2) 明水文地質(zhì)條件、地下水位、地下水對混凝土的腐燭性。 3) 勘探深度 應(yīng)取勘探總數(shù)的 1/3? 1/2 傲為控制孔，深度為樁尖以下基礎(chǔ)寬 度的1~ 倍。 5) 勘察報告 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50021 — 94《巖土工程勘察規(guī)范》進行工程地 質(zhì)勘察和提供勘察報告。 (5) 對基底以下各主要土層須提供其承載力標(biāo)準(zhǔn)值，作為復(fù)合 地基設(shè)計的依據(jù)。結(jié)構(gòu)雜亂。由粘土混少量磚、瓦碎塊組成。含有機質(zhì)及腐殖質(zhì)，微具臭味， 西南交 通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 25 頁 局靜相變?yōu)橛文噘|(zhì)粘土，可流塑，飽和。局部缺失，厚度 ? 。 多呈圓形?亞圓形。 以弱風(fēng)化為主，部分中等風(fēng)化 . 飽和。硬塑。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，決狀構(gòu)造》上部層問 裂隙較發(fā)育，部分裂隙中充填黑色氣化物膜《巖體上可見灰白色礦 物斑點、團塊及其條帶。 巖質(zhì)較軟弱， 錘擊聲現(xiàn)。上層滯 水賦在于人工填土層中，來源于地表積水：孔隙潛水埋藏于第四系 砂、石層中，其主要補給源為大氣降水，砂、石層為其主要含水層； 裂隙水埋藏于泥巖裂隙中。 _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 27 頁 地度符 號 土名 天然重 度 Y (KN/171。泥廣粉土 19 100 20 30 中砂 19 130 50 稍密卵石 21 330 150 40 中密 IP石 22 650 ISO 40 密實鐘石 23 900 200 40 (1 卜嚴 粘土 280 80 IZO 100 K 全風(fēng)化《巖 300 100 72 強風(fēng)化泥巖 22 500 180 中 ~教風(fēng)化泥 1000 250 8000 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 10 頁 CFG 樁 復(fù)合地基承載力計算 復(fù)合地基是由樁間土和增強體（樁）共同承擔(dān)荷載。 3) 柱和樁間土承載力的發(fā)揮都與變形有關(guān)，變形小時，樁和樁 間土承載力的發(fā)揮都不充分。 /ei 可按下式計算 +?M々 )Z 尤 （ 23) f/p— 樁的周長； q f % i 層土與土性和施工工藝有關(guān)的極限側(cè)阻 力標(biāo)準(zhǔn)值，可 按地區(qū)經(jīng)驗摘定，無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》相 關(guān)數(shù)值取值； — 第 i 層土厚度； — 與土性和施工工藝有關(guān)的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按地區(qū)經(jīng)驗 確定，無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》相關(guān)數(shù)值取值 A： — 安全系數(shù)，取 。 承受偏心荷載時，除滿足上式外，尚應(yīng)滿足下式要求； 脈實 171。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 10 頁 CFG 樁復(fù)合地基變形計算 CFG 樁處理后的變形計算應(yīng)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 GB50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 則有 s=si+s2 (28) 假定加固區(qū)復(fù)合土體為與天然地基分層相同的若干層均質(zhì)地 基，不同的壓縮模量都相應(yīng)擴大 G 倍。按 下式計算 : (210) 式中義一第 i 層土附加應(yīng)力沿土層厚度積分值； 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 30 貢 ■一基礎(chǔ)底面下第 /層土的壓縮模量值， MPa,樁長范圍內(nèi) 的復(fù)合土層按復(fù)合土層的壓縮摸量取。2 11) w 式中一在計算深度范圍內(nèi) ， 第 f 層土的計算變形值； As/— 在計算深度向上取厚度為 Z 的土層計算變形值， 1 按下表 確定。通過對場地土的了解，對荷載情況、地基處理要求等綜合分 析，考慮采用何種布樁形式。 3) 場地周圍環(huán)境 場地周圍環(huán)境是設(shè)計時確定施工工藝的一個重要因素。西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位 論文 根據(jù)勘察報告，確定樁間土承載力 確定樁端持力土層，初 步確定樁長，并計算單擔(dān)承載力 根據(jù)施工工藝 , 圖 21 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計流程圖 ________________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 33 頁 2. 4. 2 復(fù)合地基設(shè)計參數(shù)的確定 1) 柱長 /: _ CFG 樁應(yīng)選擇承載力相對較高的土層作為樁端持力層，這是 CFG 植復(fù)合地基設(shè)計的一個重要原則 CFG 柱具有較強的置換作用， 其他參數(shù)相同，樁越長、柱的荷載分擔(dān)比（樁承擔(dān)的荷載占總荷載 的百分比） 越髙。 設(shè)計搏塾層 CFG 樁樁徑一般取 350~600nmi 為宜，樁徑過小，施工質(zhì)量不 容易控制；樁徑過大，需加大褥塾層厚度才能保證樁土共同承擔(dān)上 部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。 就土的擠（振）密效果，可將土分為：①擠（振）密效果好的 土，如松散粉細砂、粉土、人工填土等；②可擠（振）密土，如不 太密實的粉質(zhì)粘土：③不可擠（振）密土，如飽和軟粘土或密實度 很高的粘性土、砂土等。 Jp— 樁的截 面積， m2 , 不同成樁工藝對材料要求各異。 (2) 禱墊層材料宜用粗砂、中砂、碎石、級配砂石或碎石等， 最大粒徑不大于 30。 5)褥垂層厚度及材料 (1) 樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置禱墊層，褥墊層厚度一般取 10()~300min 為宜，當(dāng)樁徑和樁間距大時，搏墊層厚度宜取高值。 對擠土成樁工藝和不可擠密土宜采用較大的樁距“ 在 滿足承載力和變形要求的前提下，可以通過調(diào)整樁長來調(diào)整 樁距，樁越長，樁間距可以越大， 4) 樁身材料配比： 樁體材料多由水泥、粉煤灰、碎石（卵石）、石屑、砂等組成， 設(shè)計前應(yīng)依設(shè)計要求和施工工藝進行混合料面比試驗，并進行混合 料試塊抗壓強度測定。設(shè)計的樁距首先要滿足承載 力和變形量的要求。 CFG 樁柱長應(yīng)滿足 //6 實 40。 4) 建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載傳遞 在設(shè)計時必須認真分析結(jié)構(gòu)傳遞荷載的特點以及建筑物對變形 的適應(yīng)能力，做到 合理布樁，方可保證地基處理達到預(yù)期目的 . 5) 地基處理目的 設(shè)計時必須明確地基處理是為了解決地基承載力問題、變形問 題還是液化問題，解決問題的目的不同，采用的工藝、設(shè)計方法、 布樁形式均不同。 用布樁等。 1) 施工設(shè)備和施工工藝 復(fù)合地基設(shè)計時需考慮采用什么設(shè)備和工藝進行施工，選用的 設(shè)備穿透土層能力和最大施工樁長 能否滿足要求，施工時對樁間土 和已打樁是否會造成不良影響， “ 2) 場地土質(zhì)變化 場地土質(zhì)的變化對復(fù)合地基施工工藝的選擇和設(shè)計參數(shù)的確定 有著密切關(guān)系，因此在設(shè)計時需認真閱讀勘探報告，仔細分析場地 土質(zhì)特點。 As,39。1+1 ^a 式中 ra「加固區(qū)范圍內(nèi)土層分層 數(shù)： — 沉降計算深度范圍內(nèi)土層總的分層數(shù)； Aa— 對應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時的基礎(chǔ)底面處的附加壓力， KPa； 基礎(chǔ)底面下第 i 層土的壓縮模量， MPa A,— 第 i層土分層厚度，m。復(fù)合地基沉降由三部 分組成。 。經(jīng)深度修正后 CFG 樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 (2 5) 式中 基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效 重度： 一基礎(chǔ)埋置深度， m， 一般自室外地面標(biāo)高算起。 天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值， kPa； W 面積置換率； 樁土應(yīng)力比； 卻一 CFG 單樁截面面積， ^^―樁間土強度提髙系數(shù)， U 為加固 .后樁間土承載 力標(biāo)準(zhǔn)值； 一樁間土強度發(fā)揮系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，無經(jīng)驗時可取 _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 28 頁 二 ? ，天然地基承載力高時取大值 。樁對棟間土有約束作用，使土的變形減少：在垂直方向 上荷載水平不大時，對土起阻礙變形的作用，使土沉降減 少；荷載 水平高時起增大變形的作用。) 承栽力 標(biāo)準(zhǔn)值 (KPa) 挖孔樁 極限側(cè) a力標(biāo) 隨u (K?a) 挖孔柱 極陌端 a力標(biāo) 隨V (KPa? 壓港模 量 Es (MPa) 變形 棰量 Eo (MPa) 內(nèi)庫擦 角 f (度） 內(nèi)聚力 標(biāo)準(zhǔn)值 Ck (KPa) 基床系 數(shù) Ks OmV ) 天然 抗壓 強度 Ra (MPa) 雜壤土 18 素填土 100 20 4,0 25 於泥質(zhì) 粉質(zhì)粘土 80 1171。 滲透系數(shù) K 為 20m/d。 巖質(zhì)較硬，不易擊碎，