【導讀】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。為提高土地使用率、增大油庫儲量，降低建設成本，建大容量_. 大容量_特點是直徑大，罐體高，對油鍵基礎要求，尤其。是在罐體的不均勾沉降方面，有相當嚴格的限制。為有效解決投資大，施工技術具有重要的現(xiàn)實意義，非常理想的一種新型技術。本文結合工程實例，通過對CFG樁復合地基設計主要。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，載力確定和變形計算機理。本文源于工程，又高于工程，通過探討。工和檢測技術，達到了更好的為現(xiàn)代工程施工服務的目的。

　　

【正文】 團塊及其條帶。據(jù)其風化程度可劃敵為： ①全風化泥巖： .巖體結構己全部破壞，全風化呈粘土狀，巖質 軟弱，巖芯遇水大部分風化。殘存有少量 1? 2cm 的碎巖塊，用手可 捏碎。局部缺失，厚度化 50~, ②強風化泥巖：巖體結構己部分破壞，構 造層理不清晰，巖體 才皮節(jié)理、裂隙分割成散塊狀，巖芯長度 ? 。 巖質較軟弱， 錘擊聲現(xiàn)。全場地分布，厚度 ~520ieu ■③中?微風化泥巖：巖體結構基本未破壞，構造層理明顯，巖面 較新鮮，巖芯長度 ? 。 巖質較硬，不易擊碎， 該層厚度較大，本次勘察未揭穿。 本工程地基土物理力學性質 地基土物理力學性質 . 4 水文地質條件 場地地下水 .為上層滯水，孔隙潛水和裂隙水三種類型。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?；旌纤宦裆顬?~ m。 滲透系數(shù) K 為 20m/d。 該場地地下水對鋼結構具有弱腐蝕性，對混凝土不具腐燭性。 _______________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 27 頁 地度符 號 土名 天然重 度 Y (KN/171。39。) 承栽力 標準值 (KPa) 挖孔樁 極限側 a力標 隨u (K?a) 挖孔柱 極陌端 a力標 隨V (KPa? 壓港模 量 Es (MPa) 變形 棰量 Eo (MPa) 內庫擦 角 f (度） 內聚力 標準值 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 粉質粘土 80 1171。 33 18 171。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 全風化《巖 300 100 72 強風化泥巖 22 500 180 中 ~教風化泥 1000 250 8000 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 10 頁 CFG 樁 復合地基承載力計算 復合地基是由樁間土和增強體（樁）共同承擔荷載。目前應用 比較普遍的復合地基承載力的計算公式有兩種，其一是將樁間土承 載力和單樁承載力進行合理組合疊加；其二是將復合地基承載力用 天然地基承載力擴大一個倍數(shù)來表示， 復合地基承載力不是天然地基承載力和單樁承載力的簡單疊 加，需要對如下的一終因素予以考慮： 1) 施工時對樁間土是否產生擾動或擠密，樁間土承載力有無降 低或提高。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。 2) 復合地基中樁的 Qs 曲線呈加工硬化型，比自由單樁的承載 力要高。 3) 柱和樁間土承載力的發(fā)揮都與變形有關，變形小時，樁和樁 間土承載力的發(fā)揮都不充分。 4) 復合地基樁間土承載力的發(fā)揮與褥塾層厚度有關《 綜合考慮以上情況，結合工程實踐經(jīng)驗， CFG 樁復合地基承載 力可用下面的公式進行估算： U (21) Ap 或 /平 + — 人 (22) 式中 /ip， !^一復合地基承載力標準值， kPa。 天然地基承載力標準值， kPa； W 面積置換率； 樁土應力比； 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 力標準值； 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 _______________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 28 頁 二 ? ，天然地基承載力高時取大值 。 一 CFG 單樁承載力標準值， kN。 /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的極限側阻 力標準值，可 按地區(qū)經(jīng)驗摘定，無當?shù)亟?jīng)驗值時，可按《建筑樁基技術規(guī)范》相 關數(shù)值取值； — 第 i 層土厚度； — 與土性和施工工藝有關的極限端阻力標準值，可按地區(qū)經(jīng)驗 確定，無當?shù)亟?jīng)驗值時，可按《建筑樁基技術規(guī)范》相關數(shù)值取值 A： — 安全系數(shù)，取 。 當用單披靜載試驗求得單棟極限承載力及可按下式計算： Rk=RJK (24) 經(jīng) CFG 樁處理后的地基，當考慮基礎寬度和深度對地基承載力標準 值進行修正時》 — 般寬度不作修正，即基礎寬度地基承載力修正系 數(shù)取零，基礎埋深地基承載力修正系數(shù)取 。經(jīng)深度修正后 CFG 樁復合地基承載力標準值 (2 5) 式中 基礎底面以上土的加權平均重度，地下水位以下取有效 重度： 一基礎埋置深度， m， 一般自室外地面標高算起。 CFG 樁復合地基承載力計算時需滿足建筑物荷載要求，當承受軸心 荷載時： Pk《 fa 26) 式中 P「相應于荷載效應標準組合基礎底面處的平均壓力值。 承受偏心荷載時，除滿足上式外，尚應滿足下式要求； 脈實 171。 (27) 式中 PAr171。 。r相應于荷載效應標準組合基礎底面邊緣的最大壓力值。 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 10 頁 CFG 樁復合地基變形計算 CFG 樁處理后的變形計算應按《建筑地基基礎設計規(guī)范》 GB50007的有關規(guī)定執(zhí)行。一般情況， C FG 174。復合地基沉降由三部 分組成。一是加固深度范圍內土（樁間土）的壓縮變形 Si, 二是下 臥層變形幻，三是禱塾層變形幻《其中，幻數(shù)量很小可以忽略不計。 則有 s=si+s2 (28) 假定加固區(qū)復合土體為與天然地基分層相同的若干層均質地 基，不同的壓縮模量都相應擴大 G 倍。然后按分層總和法計算加固 區(qū)和下臥層變形求和： ■ tf (■ =171。1+1 ^a 式中 ra「加固區(qū)范圍內土層分層 數(shù)： — 沉降計算深度范圍內土層總的分層數(shù)； Aa— 對應于荷載效應準永久組合時的基礎底面處的附加壓力， KPa； 基礎底面下第 i 層土的壓縮模量， MPa A,— 第 i層土分層厚度，m。 e — 加固區(qū)土的模量提高系數(shù)， fk 沉降計算修正系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，也 (29) 可采用下表的數(shù)值 變形句 _算經(jīng)驗系數(shù) Es (MPa) U 表中， Es 為變形計算深度范圍內壓縮模量的當量值。按 下式計算 : (210) 式中義一第 i 層土附加應力沿土層厚度積分值； 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 30 貢 ■一基礎底面下第 /層土的壓縮模量值， MPa,樁長范圍內 的復合土層按復合土層的壓縮摸量取。 復合地基變形計算深度必須大于復合土層的厚度，并應符合下式的 要求： As?、 190。 As,39。 162。2 11) w 式中一在計算深度范圍內 ， 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。 2 值 CFG 被復合地基設計 復合地基設計除滿足復合地基承載力和變形條件外，還要考慮 以下諸多因素進行綜合分析，確定設計參數(shù)。 1) 施工設備和施工工藝 復合地基設計時需考慮采用什么設備和工藝進行施工，選用的 設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) 場地土質變化 場地土質的變化對復合地基施工工藝的選擇和設計參數(shù)的確定 有著密切關系，因此在設計時需認真閱讀勘探報告，仔細分析場地 土質特點。不僅要閱讀綜合統(tǒng)計指標，而且要閱讀每個孔點的試驗 指標。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。工程中， CFG 樁采用的布樁形式有等 樁長布柱、不等樁長布樁、長短樁間作布樁以及與其它柱型聯(lián)合使 _______________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 31 頁 b ( m ) =^2 2b^4 4b^8 8 b 2 (m) 如確定的計i^ 卜算深度下部仍有較軟土層時，應繼續(xù)計算。 用布樁等。在 CFG 樁施工前 ，設計人員應對基底土有一個全面的了 解，必要時可及時調整設計。 3) 場地周圍環(huán)境 場地周圍環(huán)境是設計時確定施工工藝的一個重要因素。當場地 離居民K 較近，或場地周圍有精密設備儀器的車間和試驗室以及對 振動比較敏感的管線，施工不宜選擇振動成樁工藝，而應選擇無振 動低噪音的施工工藝，如長螺旋鉆管內粟壓 CFG 樁工法；若場地位 于空礦地區(qū)，且地基土主要為松散的粉細砂或填土，選用振動沉管 打樁機施工顯然是適宜的。 4) 建筑物結構布置及荷載傳遞 在設計時必須認真分析結構傳遞荷載的特點以及建筑物對變形 的適應能力，做到 合理布樁，方可保證地基處理達到預期目的 . 5) 地基處理目的 設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、設計方法、 布樁形式均不同。 CFG 樁復合地基設計主要確定 5 個設計參數(shù)，分 別為樁長、樁徑、樁間距、樁體強度，褥塾層厚度及材料《設計程 序如圖 21 所示。西南交通大學碩士研究生學位 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，并計算單擔承載力 根據(jù)施工工藝 , 圖 21 CFG 樁復合地基設計流程圖 ________________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 33 頁 2. 4. 2 復合地基設計參數(shù)的確定 1) 柱長 /: _ CFG 樁應選擇承載力相對較高的土層作為樁端持力層，這是 CFG 植復合地基設計的一個重要原則 CFG 柱具有較強的置換作用， 其他參數(shù)相同，樁越長、柱的荷載分擔比（樁承擔的荷載占總荷載 的百分比） 越髙。因此，設計時須將樁落在相對好的土層上，這樣 可以很好地發(fā)揮樁的端阻力，也可避免場地巖性變化可能造成建筑 物沉降的不均勻。 CFG 樁柱長應滿足 //6 實 40。 2) 樁徑 d: 計算不同 樁間距時的復合地基承載力 165。 設計搏塾層 CFG 樁樁徑一般取 350~600nmi 為宜，樁徑過小，施工質量不 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上 部結構傳來的荷載。 3) 樁間距 S: 一般樁間距 S=(3~5) d,樁間距的大小取決于設計要求的復合 地基承載力和變形、土性與施工工藝。設計的樁距首先要滿足承載 力和變形量的要求。從考慮施工角度，盡量選用較大 的樁距，以防 止新打樁對已打樁的影響。 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。 ‘ 施工工藝可分為兩大類：一是對樁間土產生擾動或擠密的施工 工藝，如振動沉管打樁機成孔制樁，屬擠土成樁工藝；二是對樁間 土不產生擾動或擠密的施工工藝，如非擠土沖擊成孔成樁工藝、長 螺旋鉆孔灌注成樁工藝等，屬非擠土成樁工藝。 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，可以通過調整樁長來調整 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， 設計前應依設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。配比按樁體強度控制，樁體試塊抗壓強度應 ________________ 西南交通大學碩士研究生學位論文 第 34 頁 滿足下式要求： /^^3^ 212) A 式中■ 樁體混合料試塊（邊長 150mm 立方體）標準養(yǎng)護 28d 立方體抗壓強度平均值： 及 i一單樁豎向承載力標準值， KN。 Jp— 樁的截 面積， m2 , 不同成樁工藝對材料要求各異。 CFG 樁與素混凝土區(qū)別僅在于 樁體材料構成不同，而在其受力和變形特性方面沒有太大區(qū)別，因 此在工藝條 件允許時，也可以釆用一般的素混凝土作為樁身材料。 5)褥垂層厚度及材料 (1) 樁頂和基礎之間應設置禱墊層，褥墊層厚度一般取 10()~300min 為宜，當樁徑和樁間距大時，搏墊層厚度宜取高值。結 合對土性的考慮，揭墊厚度還可適當加大。 (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 3