【正文】 結(jié)度計(jì)算因?yàn)榇b砂井雙面排水，垂直向最大滲徑 H=15/2==750cm。可得 ?????HtCTV61..??tNV豎向固結(jié)度為： %??eeUNV 徑向固結(jié)度計(jì)算砂井的平面布置為等邊三角形，所以影響圓直徑為： ???sde 井徑比為： . ?????erdtCT )ln(122)( ???????Fn距c176。所以徑向固結(jié)度為： %.)(8?????eeUnFTrR袋裝砂井處理該地基的平均固結(jié)度為： )(rVvr U 砂井底部以下部分固結(jié)度計(jì)算砂井底部以下 范圍內(nèi)均為中粗砂，且為雙面排水，由于砂排水很快，兩個(gè)月后沉降早已完成，這部分的沉降在工后沉降中可不用考慮。最終施工參數(shù)確定為：①袋裝砂井直徑：7cm；②袋裝砂井長(zhǎng)：15m；③間距排距：；④每排袋裝砂井?dāng)?shù)：24～25 根；⑤砂墊層厚度：50 cm。 袋裝砂井的施工袋裝砂井的施工流程：平整場(chǎng)地 初壓放樣 樁機(jī)就位 振動(dòng)沉管投料 振動(dòng)拔管 繼續(xù)投料 反插復(fù)打，擴(kuò)樁，擠密成樁。 袋裝砂井的施工(1)應(yīng)按規(guī)定做好砂的質(zhì)量控制，抽查砂袋的物理力學(xué)性質(zhì)的縫制尺寸。 (2)施工所用鋼套管的內(nèi)徑宜略大于砂井直徑，以減少施工進(jìn)程中對(duì)地基土的擾動(dòng)。(3)套管上應(yīng)劃出控制標(biāo)高的刻劃線，以保證砂井打入長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求；當(dāng)拔套管將砂袋帶出長(zhǎng)度約大于 時(shí)，必須重新補(bǔ)打。(4)砂袋應(yīng)防止扭結(jié)、縮頸、斷裂和磨損；砂袋灌制要飽滿密實(shí)。(5)袋裝砂井施工允許偏差按表 31 的要求。表 31 袋裝砂井施工允許偏差序號(hào) 項(xiàng)目 允許偏差1 井位（縱橫向） 50mm2 井深 符合設(shè)計(jì)要求3 井身垂直度 %4 砂袋直徑 177。5mm5 砂袋埋入砂袋層長(zhǎng)度 ＋100 mm0 CFG 樁復(fù)合地基法 概述CFG 樁是英文 Cement Flyash Grave 的縮寫(xiě)，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過(guò)調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在 C5C25 之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG 樁和樁間土一起，通過(guò)褥墊層形成 CFG 樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。CFG 樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)。CFG 樁的適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。CFG 樁對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基都適用。CFG 樁加固軟土路基，樁和樁間土一起通過(guò)褥墊層形成 CFG 樁復(fù)合地基。如圖 32 所示。其加固軟弱地基主要有三種作用：(1)樁體作用；(2)擠密作用；(3)褥墊層作用。(1)樁體作用CFG 樁不同于碎石樁，是具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的混合料，在荷載作用下 CFG樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，復(fù)合地基的 CFG 樁起到了“樁體作用” 。(2)擠密作用CFG 樁身具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，在垂直荷載作用下樁身不會(huì)出現(xiàn)壓脹變形，樁承受的荷載通過(guò)樁周的摩阻力和樁端力傳到深層地基中。CFG 樁采用振動(dòng)沉管法施工，對(duì)土體產(chǎn)生振動(dòng)和擠壓，使土得到“擠密作用” ，使加固后樁土的力學(xué)性能大為改善，從而使復(fù)合地基的承載力顯著提高。(3)褥墊層作用基礎(chǔ)褥墊層樁土層圖 32 CFG 樁復(fù)合地基示意圖 CFG 樁復(fù)合地基工程特性(1)承載力提高幅度大，可調(diào)性強(qiáng)CFG 樁樁長(zhǎng)可以從幾米到 20 多米，并且可全樁長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在 40%～75%之間變化，使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并且具有很大的可調(diào)性。當(dāng)?shù)鼗休d力較高，荷載又不大時(shí)，可將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，荷載大時(shí)可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一些。特別是天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求的承載力較高時(shí)，用柔性樁復(fù)合地基一般難以滿足設(shè)計(jì)要求，CFG 樁復(fù)合地基則比較容易實(shí)現(xiàn)。(2)適應(yīng)范圍廣對(duì)于基礎(chǔ)形式而言，CFG 樁既適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。就土性而言，CFG 樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。當(dāng) CFG 樁用于擠密效果好的土?xí)r，承載力的提高既有擠密分量，又有置換分量；當(dāng) CFG 樁用于不可擠密土?xí)r，承載力的提高只與置換作用有關(guān)。(3)剛性樁的性狀明顯對(duì)柔性樁，特別是散體樁，如碎石樁，砂石樁，它們主要是通過(guò)有限的樁長(zhǎng)（6～10）d 傳遞垂直荷載。當(dāng)樁長(zhǎng)大于某一數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。 CFG 樁像剛性樁一樣，可全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻，樁落在好的土層上時(shí)，具有明顯的端承作用。(4)樁體的排水作用CFG 樁在飽和粉土和砂土中施工時(shí)，由于沉管和拔管的振動(dòng)，會(huì)使土體產(chǎn)生超孔隙水壓力。較好透水層上面還有透水性較差的土層時(shí)，剛剛施工完的CFG 樁將是一個(gè)良好的排水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，直到 CFG 樁體結(jié)硬為止。這樣的排水過(guò)程可延續(xù)幾個(gè)小時(shí)。(5)時(shí)間效應(yīng)利用振動(dòng)沉管機(jī)施工，將會(huì)對(duì)周圍土產(chǎn)生擾動(dòng)，特別是對(duì)靈敏度高的土，會(huì)使結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低。施工結(jié)束后，隨著恢復(fù)期的增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)有所恢復(fù)。(6)復(fù)合地基變形小復(fù)合地基模量大，沉降量小是 CFG 樁復(fù)合地基的重要特點(diǎn)之一。 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)計(jì)算 確定樁徑樁徑取決于設(shè)計(jì)時(shí)所選用的施工設(shè)備，一般設(shè)計(jì)樁徑為 350～600mm，設(shè)計(jì)中定為 500 mm。 確定樁間距一般樁間距 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、土性與施工機(jī)具。在樁長(zhǎng)、樁徑確定后，計(jì)算樁間距之前需確定天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 、計(jì)算單樁承載力 和計(jì)算復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 。kf kRkspf, 確定樁長(zhǎng)從地質(zhì)條件和土的物理力學(xué)指標(biāo)可以看出，路堤標(biāo)高 15m 以下為砂粘土，厚度為 12m，是較理想的樁端持力層，設(shè)計(jì)時(shí)把 CFG 樁端落在這一層上，樁長(zhǎng)l 初步確定為 15m。 確定天然地基承載力 由路堤標(biāo)高可以看出，路堤基底落在亞粘土層①層，該層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 90 kPa。kf 計(jì)算單樁承載力查文獻(xiàn)[13]中的附表 1 確定各土層 CFG 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；①亞粘土：50 kPa　?、?軟土：20 kPa ③粘土：66 kPa樁端落在中粗砂④層上，極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值取 2022 kPa。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按式（31）計(jì)算： KAqhURpkiskpk /)(??? (33)式中， ──CFG 樁單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；kpU──樁的周長(zhǎng)，m； sikq──第 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，kPa； ih──第 i 層土厚度，m；pk──與土性和施工工藝有關(guān)的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；K──安全系數(shù)，取 ； A──CFG 單樁截面面積，m 。????pU 2?dAp?kR =.]/+.)6.2+([.= 計(jì)算復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 可由下式(34)計(jì)算：kspf, kPkspfmARf )1(, ????? （34）式中， ──復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；kspf,kf──天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；m──面積置換率；p──CFG 單樁截面面積，m ；2 α──樁間土提高系數(shù)， ， 為加固后樁間土承載kspf,??kf力標(biāo)準(zhǔn)值，取 ；β──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β=～，取 ；kR── CFG 樁單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN。樁間距初步設(shè)為 ，布樁形式采用正方形。 24/sdAemP??式中， ── CFG 單樁截面面積，m ；p 2 e──CFG 單樁影響面積，m 。=4, kPa =9+ 96。7 褥墊層厚度及材料的選用褥墊層技術(shù)是 CFG 樁復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)，復(fù)合地基的許多特性都與褥墊層有關(guān)，褥墊層有如下作用：(1)保證樁、土共同承擔(dān)荷載剛性樁復(fù)合地基通過(guò)設(shè)置褥墊層，在上部荷載作用下，樁體一定程度“刺入” 褥墊層中，使樁間土充分發(fā)揮作用，保證樁、土共同承擔(dān)荷載。如不設(shè)置褥墊層，在樁體沉降很小的情況下，上部荷載主要由樁體本身承擔(dān)，與樁基可作用機(jī)理相近，樁間土不能充分發(fā)揮作用。(2)調(diào)整樁、土應(yīng)力比隨著褥墊層厚度的增加，復(fù)合地基樁、土應(yīng)力比變小，直至接近于 1。(3)減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中當(dāng)不設(shè)褥墊層或褥墊層較薄時(shí)，樁對(duì)基礎(chǔ)的應(yīng)力集中很顯著，需要考慮樁對(duì)基礎(chǔ)的沖切破壞；當(dāng)褥墊層厚度大到一定程度時(shí)，基礎(chǔ)反力接近于天然地基的反力分布，已不存在基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中，無(wú)需考慮樁對(duì)基礎(chǔ)的沖切破壞。(4)調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)剛性樁復(fù)合地基不設(shè)置褥墊層時(shí)，水平荷載主要由樁來(lái)分擔(dān)，隨著褥墊層的設(shè)置和增厚，樁枯承受的水平荷載逐漸減小。當(dāng)褥墊層厚度大到一定程度時(shí)，水平荷載主要由樁間土來(lái)承擔(dān)，這樣樁體發(fā)生水平折斷的可能性就很小，在復(fù)合地基中失去工作能力的機(jī)會(huì)就很小。褥墊層的合理厚度為 50～60cm，一般為路基填高的 10%～20%，褥墊層材料宜采用中砂、粗砂、級(jí)配碎石或碎石等，最大粒徑不宜大于 30cm，本設(shè)計(jì)中褥墊層厚度取 50cm。褥墊層材料采用中砂。最終施工參數(shù)確定為：①CFG 樁直徑：500mm；②CFG 樁長(zhǎng)：15m；③間距排距：；④每排 CFG 樁數(shù)：22～23 根；⑤褥墊層厚度：50cm。CFG 樁處理軟土路基的布置圖見(jiàn)附錄 B02 號(hào)圖紙。 CFG 樁復(fù)合地基的施工 施工準(zhǔn)備(1)核查地質(zhì)資料，結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇合適的施工機(jī)械和施工方法。(2)測(cè)量放樣，平整場(chǎng)地，清除障礙物。(3)選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。(4)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)，選定合適的配合比。(5)施工前進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，確定施工工藝和參數(shù)，試樁數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求且不得少于 2 根。 施工方法CFG 樁常用的施工方法有振動(dòng)沉管灌注施工法和長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注施工法。本設(shè)計(jì)中擬用振動(dòng)沉管灌注施工法，下面只介紹這種施工方法。(1)機(jī)械按設(shè)計(jì)樁位就位。(2)振動(dòng)沉管至設(shè)計(jì)深度。沉管過(guò)程中每沉 1m 計(jì)錄電流表電流一次，并對(duì)土層變化處予以說(shuō)明。(3)用攪拌機(jī)拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，檢查其坍落度。坍落度、拌合時(shí)間應(yīng)按工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，且拌合時(shí)間不得小于 1min。 (4)拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行控制，拔管過(guò)程中不允許反插，如上料不足，須在拔管過(guò)程時(shí)空中加料，不允許停拔再投料，拔管至樁頂。施工樁頂標(biāo)高宜高于設(shè)計(jì)標(biāo)高 50cm，浮漿厚度不超過(guò) 20cm。(5)樁頂采用濕黏土封頂。(6)機(jī)械移位。(7)施工流程如圖 35 所示。圖 35 CFG 樁振動(dòng)沉管灌注施工流程圖 施工控制（1）原材料的控制。原材料是否合乎技術(shù)規(guī)范要求，直接影響樁體質(zhì)量的好壞。因此，必須嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量。碎石必須滿足 5～40 mm 的連續(xù)級(jí)配要求。 黃砂必須滿足 Ⅱ區(qū)中砂要求，含泥量3%。 水泥宜采用 3215 級(jí)以上普通硅酸鹽水泥。粉煤灰質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到二級(jí)以上，燒失量 8%。（2）配合比的控制。施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求由試驗(yàn)室進(jìn)行配合比試驗(yàn)，施工時(shí)按配合比配制混合料。長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為160～200mm，振動(dòng)沉管灌注成樁施工的坍落度宜為 30～50mm，振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò) 200mm。（3）沉管垂直度的控制。垂直度是衡量 CFG 樁質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),一般要求樁傾斜度 ≤l%。若傾斜度過(guò)大,勢(shì)必減小有效樁長(zhǎng),同時(shí)更影響樁體的受力情況，滿足不了既定樁體承載力的要求。因此 CFG 樁施工前,應(yīng)對(duì)作業(yè)面進(jìn)行平整，對(duì)樁位及高程進(jìn)行測(cè)量放樣,樁管套入的預(yù)制鋼筋混凝土尖或樁管下端的活瓣尖在下沉前,其軸線與樁管軸線應(yīng)豎直一致并處于樁孔中心。這一點(diǎn)可在塔架上端懸掛一測(cè)錘進(jìn)行校核。同時(shí)成孔設(shè)備就位后,必須平正、穩(wěn)固,確保在施工中不發(fā)生傾斜移動(dòng)及 CFG 樁的垂直度。（4）控制拔管的速度。實(shí)踐表明,拔管速度控制在 112～115 m /min 是最適宜的。應(yīng)該指出，這里的拔管速度不是指平均速度。除啟動(dòng)后留振 5 ～10秒鐘之外 ,拔管過(guò)程中不再留振，也不得反插。（5）樁距、樁長(zhǎng)的要求。試驗(yàn)表明，在其它條件相同時(shí)，樁距越小，復(fù)合地基承載力越大；當(dāng)樁距小于 4 倍樁徑時(shí)，隨樁距的減小復(fù)合地基承載力的增長(zhǎng)率明顯下降，從發(fā)揮樁、土作用考慮,樁距大于 4 倍樁徑較適宜。樁距的大小也與土性有關(guān),通常若土的擠密性良好,則樁距可小一些。設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表的距離不大時(shí) ≤15 m ,保護(hù)樁長(zhǎng)取 50～70 cm。 樁頂標(biāo)高離地表的距離較大時(shí)取 70～100 cm。（6）控制合理的褥墊層厚度。褥墊層材料多為級(jí)配砂石、碎石最大粒徑一般不超過(guò) 3 cm，粗砂或中砂等褥墊層厚度一般為 10～30 mm, 由設(shè)計(jì)給定。虛鋪后多用靜力壓實(shí),當(dāng)樁間土含水量不大時(shí),亦可夯實(shí)。當(dāng)樁間土含水量較大,特別是靈敏度較高的土,要注意施工擾動(dòng)對(duì)樁間土的影響,以免產(chǎn)生橡皮土。褥墊