【導(dǎo)讀】油庫(kù)發(fā)展的趨勢(shì)和特點(diǎn)是儲(chǔ)量大，工藝設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程。為提高土地使用率、增大油庫(kù)儲(chǔ)量，降低建設(shè)成本，建大容量_. 大容量_特點(diǎn)是直徑大，罐體高，對(duì)油鍵基礎(chǔ)要求，尤其。是在罐體的不均勾沉降方面，有相當(dāng)嚴(yán)格的限制。為有效解決投資大，施工技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，非常理想的一種新型技術(shù)。本文結(jié)合工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)主要。了CFG樁混合料材料性狀和配合比設(shè)計(jì)計(jì)算；針對(duì)不同施工工藝，載力確定和變形計(jì)算機(jī)理。本文源于工程，又高于工程，通過(guò)探討。工和檢測(cè)技術(shù)，達(dá)到了更好的為現(xiàn)代工程施工服務(wù)的目的。

　　

【正文】 團(tuán)塊及其條帶。據(jù)其風(fēng)化程度可劃敵為： ①全風(fēng)化泥巖： .巖體結(jié)構(gòu)己全部破壞，全風(fēng)化呈粘土狀，巖質(zhì) 軟弱，巖芯遇水大部分風(fēng)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(qiáng)風(fēng)化泥巖：巖體結(jié)構(gòu)己部分破壞，構(gòu) 造層理不清晰，巖體 才皮節(jié)理、裂隙分割成散塊狀，巖芯長(zhǎng)度 ? 。 巖質(zhì)較軟弱， 錘擊聲現(xiàn)。全場(chǎng)地分布，厚度 ~520ieu ■③中?微風(fēng)化泥巖：巖體結(jié)構(gòu)基本未破壞，構(gòu)造層理明顯，巖面 較新鮮，巖芯長(zhǎng)度 ? 。 巖質(zhì)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(xué)性質(zhì) 地基土物理力學(xué)性質(zhì) . 4 水文地質(zhì)條件 場(chǎng)地地下水 .為上層滯水，孔隙潛水和裂隙水三種類(lèi)型。上層滯 水賦在于人工填土層中，來(lái)源于地表積水：孔隙潛水埋藏于第四系 砂、石層中，其主要補(bǔ)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(chǎng)地地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，對(duì)混凝土不具腐燭性。 _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 27 頁(yè) 地度符 號(hào) 土名 天然重 度 Y (KN/171。39。) 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(kù)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(qiáng)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。 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(shí)鐘石 23 900 200 40 (1 卜嚴(yán) 粘土 280 80 IZO 100 K 全風(fēng)化《巖 300 100 72 強(qiáng)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(yè) CFG 樁 復(fù)合地基承載力計(jì)算 復(fù)合地基是由樁間土和增強(qiáng)體（樁）共同承擔(dān)荷載。目前應(yīng)用 比較普遍的復(fù)合地基承載力的計(jì)算公式有兩種，其一是將樁間土承 載力和單樁承載力進(jìn)行合理組合疊加；其二是將復(fù)合地基承載力用 天然地基承載力擴(kuò)大一個(gè)倍數(shù)來(lái)表示， 復(fù)合地基承載力不是天然地基承載力和單樁承載力的簡(jiǎn)單疊 加，需要對(duì)如下的一終因素予以考慮： 1) 施工時(shí)對(duì)樁間土是否產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密，樁間土承載力有無(wú)降 低或提高。樁對(duì)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(shí)，對(duì)土起阻礙變形的作用，使土沉降減 少；荷載 水平高時(shí)起增大變形的作用。 2) 復(fù)合地基中樁的 Qs 曲線(xiàn)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(guān)，變形小時(shí)，樁和樁 間土承載力的發(fā)揮都不充分。 4) 復(fù)合地基樁間土承載力的發(fā)揮與褥塾層厚度有關(guān)《 綜合考慮以上情況，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， CFG 樁復(fù)合地基承載 力可用下面的公式進(jìn)行估算： U (21) Ap 或 /平 + — 人 (22) 式中 /ip， !^一復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值， kPa。 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(qiáng)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(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取 _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 28 頁(yè) 二 ? ，天然地基承載力高時(shí)取大值 。 一 CFG 單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值， kN。 /ei 可按下式計(jì)算 +?M々 )Z 尤 （ 23) f/p— 樁的周長(zhǎng)； 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(yàn)摘定，無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)，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(yàn) 確定，無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)，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 。 當(dāng)用單披靜載試驗(yàn)求得單棟極限承載力及可按下式計(jì)算： Rk=RJK (24) 經(jīng) CFG 樁處理后的地基，當(dāng)考慮基礎(chǔ)寬度和深度對(duì)地基承載力標(biāo)準(zhǔn) 值進(jìn)行修正時(shí)》 — 般寬度不作修正，即基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系 數(shù)取零，基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)取 。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。 CFG 樁復(fù)合地基承載力計(jì)算時(shí)需滿(mǎn)足建筑物荷載要求，當(dāng)承受軸心 荷載時(shí)： Pk《 fa 26) 式中 P「相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。 承受偏心荷載時(shí)，除滿(mǎn)足上式外，尚應(yīng)滿(mǎn)足下式要求； 脈實(shí) 171。 (27) 式中 PAr171。 。r相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 10 頁(yè) CFG 樁復(fù)合地基變形計(jì)算 CFG 樁處理后的變形計(jì)算應(yīng)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。一般情況， C FG 174。復(fù)合地基沉降由三部 分組成。一是加固深度范圍內(nèi)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(jì)。 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(kuò)大 G 倍。然后按分層總和法計(jì)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(nèi)土層分層 數(shù)： — 沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)土層總的分層數(shù)； Aa— 對(duì)應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)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。 e — 加固區(qū)土的模量提高系數(shù)， fk 沉降計(jì)算修正系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定，也 (29) 可采用下表的數(shù)值 變形句 _算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) Es (MPa) U 表中， Es 為變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值。按 下式計(jì)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(zhǎng)范圍內(nèi) 的復(fù)合土層按復(fù)合土層的壓縮摸量取。 復(fù)合地基變形計(jì)算深度必須大于復(fù)合土層的厚度，并應(yīng)符合下式的 要求： As?、 190。 As,39。 162。2 11) w 式中一在計(jì)算深度范圍內(nèi) ， 第 f 層土的計(jì)算變形值； As/— 在計(jì)算深度向上取厚度為 Z 的土層計(jì)算變形值， 1 按下表 確定。 2 值 CFG 被復(fù)合地基設(shè)計(jì) 復(fù)合地基設(shè)計(jì)除滿(mǎn)足復(fù)合地基承載力和變形條件外，還要考慮 以下諸多因素進(jìn)行綜合分析，確定設(shè)計(jì)參數(shù)。 1) 施工設(shè)備和施工工藝 復(fù)合地基設(shè)計(jì)時(shí)需考慮采用什么設(shè)備和工藝進(jìn)行施工，選用的 設(shè)備穿透土層能力和最大施工樁長(zhǎng) 能否滿(mǎn)足要求，施工時(shí)對(duì)樁間土 和已打樁是否會(huì)造成不良影響， “ 2) 場(chǎng)地土質(zhì)變化 場(chǎng)地土質(zhì)的變化對(duì)復(fù)合地基施工工藝的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 有著密切關(guān)系，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需認(rèn)真閱讀勘探報(bào)告，仔細(xì)分析場(chǎng)地 土質(zhì)特點(diǎn)。不僅要閱讀綜合統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，而且要閱讀每個(gè)孔點(diǎn)的試驗(yàn) 指標(biāo)。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地土的了解，對(duì)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(zhǎng)布柱、不等樁長(zhǎng)布樁、長(zhǎng)短樁間作布樁以及與其它柱型聯(lián)合使 _______________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 31 頁(yè) b ( m ) =^2 2b^4 4b^8 8 b 2 (m) 如確定的計(jì)i^ 卜算深度下部仍有較軟土層時(shí)，應(yīng)繼續(xù)計(jì)算。 用布樁等。在 CFG 樁施工前 ，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)基底土有一個(gè)全面的了 解，必要時(shí)可及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)。 3) 場(chǎng)地周?chē)h(huán)境 場(chǎng)地周?chē)h(huán)境是設(shè)計(jì)時(shí)確定施工工藝的一個(gè)重要因素。當(dāng)場(chǎng)地 離居民K 較近，或場(chǎng)地周?chē)芯茉O(shè)備儀器的車(chē)間和試驗(yàn)室以及對(duì) 振動(dòng)比較敏感的管線(xiàn)，施工不宜選擇振動(dòng)成樁工藝，而應(yīng)選擇無(wú)振 動(dòng)低噪音的施工工藝，如長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)粟壓 CFG 樁工法；若場(chǎng)地位 于空礦地區(qū)，且地基土主要為松散的粉細(xì)砂或填土，選用振動(dòng)沉管 打樁機(jī)施工顯然是適宜的。 4) 建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載傳遞 在設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)傳遞荷載的特點(diǎn)以及建筑物對(duì)變形 的適應(yīng)能力，做到 合理布樁，方可保證地基處理達(dá)到預(yù)期目的 . 5) 地基處理目的 設(shè)計(jì)時(shí)必須明確地基處理是為了解決地基承載力問(wèn)題、變形問(wèn) 題還是液化問(wèn)題，解決問(wèn)題的目的不同，采用的工藝、設(shè)計(jì)方法、 布樁形式均不同。 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)主要確定 5 個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，分 別為樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距、樁體強(qiáng)度，褥塾層厚度及材料《設(shè)計(jì)程 序如圖 21 所示。西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位 論文 根據(jù)勘察報(bào)告，確定樁間土承載力 確定樁端持力土層，初 步確定樁長(zhǎng)，并計(jì)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(jì)流程圖 ________________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 33 頁(yè) 2. 4. 2 復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 1) 柱長(zhǎng) /: _ CFG 樁應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的土層作為樁端持力層，這是 CFG 植復(fù)合地基設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則 CFG 柱具有較強(qiáng)的置換作用， 其他參數(shù)相同，樁越長(zhǎng)、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。因此，設(shè)計(jì)時(shí)須將樁落在相對(duì)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(chǎng)地巖性變化可能造成建筑 物沉降的不均勻。 CFG 樁柱長(zhǎng)應(yīng)滿(mǎn)足 //6 實(shí) 40。 2) 樁徑 d: 計(jì)算不同 樁間距時(shí)的復(fù)合地基承載力 165。 設(shè)計(jì)搏塾層 CFG 樁樁徑一般取 350~600nmi 為宜，樁徑過(guò)小，施工質(zhì)量不 容易控制；樁徑過(guò)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(lái)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(shè)計(jì)要求的復(fù)合 地基承載力和變形、土性與施工工藝。設(shè)計(jì)的樁距首先要滿(mǎn)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(duì)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(xì)砂、粉土、人工填土等；②可擠（振）密土，如不 太密實(shí)的粉質(zhì)粘土：③不可擠（振）密土，如飽和軟粘土或密實(shí)度 很高的粘性土、砂土等。 ‘ 施工工藝可分為兩大類(lèi)：一是對(duì)樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密的施工 工藝，如振動(dòng)沉管打樁機(jī)成孔制樁，屬擠土成樁工藝；二是對(duì)樁間 土不產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密的施工工藝，如非擠土沖擊成孔成樁工藝、長(zhǎng) 螺旋鉆孔灌注成樁工藝等，屬非擠土成樁工藝。 對(duì)擠土成樁工藝和不可擠密土宜采用較大的樁距“ 在 滿(mǎn)足承載力和變形要求的前提下，可以通過(guò)調(diào)整樁長(zhǎng)來(lái)調(diào)整 樁距，樁越長(zhǎng)，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(jì)前應(yīng)依設(shè)計(jì)要求和施工工藝進(jìn)行混合料面比試驗(yàn)，并進(jìn)行混合 料試塊抗壓強(qiáng)度測(cè)定。配比按樁體強(qiáng)度控制，樁體試塊抗壓強(qiáng)度應(yīng) ________________ 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 34 頁(yè) 滿(mǎn)足下式要求： /^^3^ 212) A 式中■ 樁體混合料試塊（邊長(zhǎng) 150mm 立方體）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 28d 立方體抗壓強(qiáng)度平均值： 及 i一單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值， KN。 Jp— 樁的截 面積， m2 , 不同成樁工藝對(duì)材料要求各異。 CFG 樁與素混凝土區(qū)別僅在于 樁體材料構(gòu)成不同，而在其受力和變形特性方面沒(méi)有太大區(qū)別，因 此在工藝條 件允許時(shí)，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(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(shí)，搏墊層厚度宜取高值。結(jié) 合對(duì)土性的考慮，揭墊厚度還可適當(dāng)加大。 (2) 禱墊層材料宜用粗砂、中砂、碎石、級(jí)配砂石或碎石等， 最大粒徑不大于 3