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CFG与管桩对比分析兰锡良2019年1月18日基础形式（一）基础的大体分类：建筑物分上部结构和下部机构（基础），基础又分为浅基础和深基础。1.一般埋深小于5m的为浅基础，大于5m的为深基础。2.也可以按造价施工方法划分，用普通基坑开挖和敞坑排水方法修建的基础为浅基础（如：砖混结构墙基础，高层建筑箱形基础）。用特殊施工方法将基础埋植于深层地基中的基础称为深基础（如：桩基础、沉井、地下连续墙等）。常见浅基础的类型1.独立基础概念：是整个或局部结构物下的无筋或配筋的单个基础。特点：方形，上下分几级，结构简单，造价低，可以根据上部荷载的需要进行尺寸大小的调整。适用范围：常用于荷载低的轻钢厂房、水塔、多层住宅、机器设备基础等，应用十分普遍。2.条形基础概念：是指基础长度远远大于基础宽度的一种基础形式。特点：条形，结构简单，造价低，也可根据上部荷载调整基础宽度。适用范围：多应用于断层建筑，沿着墙下分布，地基土质好的情况下最为适用。常见浅基础的类型3.筏板基础概念：用钢筋混凝土做成连续整片基础，俗称“满堂红”。特点：基础面积大，整体沉降均匀，节省构造板，造价高。可根据荷载调整厚度，荷载大时配合着桩基础使用组成桩筏基础。适用范围：地基不好的多层建筑、带有地下室的多层、高层建筑。4.箱型基础概念：由钢筋混凝土底板、顶板和足够数量的纵横交错的内外墙组成的空间结构。特点：刚度大、沉降均匀，混凝土用量大易出现裂缝，造价高，箱型空间可作为人防，停车场等，目前采用的较少。适用范围：高层建筑、大型设备基础、地下车站。建筑结构形式砖混结构框架结构剪力墙结构框剪结构复合地基复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，并由原土和增强体共同承担由基础传的建筑物荷载，这样一种人工地基称为复合地基。增强体是由强度和模量比原土高的材料组成，习惯上将增强体称为桩。根据材料的不同，纵向增强体可分为碎石桩、水泥土桩、CFG桩等。根据桩体的强度和模量大小，可分为散体复合地基（如振冲碎石桩复合地基），低粘结强度桩复合地基（如石灰桩、灰土桩），中等粘结强度桩复合地基(如夯实水泥土桩复合地基)，高粘结强度桩复合地基(如CFG桩)。CFG定义水泥粉煤灰碎石桩法（简称CFG桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。特点CFG桩复合地基一般适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基；既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。当CFG桩用于挤密效果好的土时，承载力的提高既有挤密作用又有置换作用；当CFG桩用于挤密效果差的土时承载力的提高只与置换作用有关。与其他复合地基的桩型相比，CFG桩由于桩体材料较轻，置换作用特别明显。就基础形式而言，CFG桩复合地基既适用于条形基础（有地梁）、独立基础，又适用于筏基、箱型基础。特点CFG桩复合地基处理技术，具有施工速度快、工期短、质量容易控制及工程造价低廉等特点CFG桩复合地基80年代多用于多层建筑处理，目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。桩身强度等级多在C15-C25之间。CFG桩复合地基由CFG桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基。需要指出的是，褥垫层是复合地基的重要组成部分，是高粘结强度桩形成复合地基的必要条件。图2CFG复合地基处理示意图施工方法CFG桩复合地基技术采用的有：长螺旋钻孔灌注成桩，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成柱，振动沉管灌注成桩等CFG桩复合地基施工流程图施工设备、人员进场→测放桩位、材料采购→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。单桩施工工艺流程：钻机就位→钻孔→终空至设计深度→压灌混凝土→提钻并压灌砼至孔口。施工工艺1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打人地下，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔,成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过O.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm：垂直度偏差小于1％。施工工艺3、砼灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右(至槽面上30cm左右)，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理：商品混凝土进场后应立即灌注(2小时内)，严禁长时问搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动；施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1～2组。桩长cfg桩不宜处理过深的软土地基。。首先，单桩承载力不会有较大的提高。其次，桩体的强度将非常难控制。当桩很长的时候，桩的端部的凝固会非常的缓慢，主要可能因为氧气的含量太少。象cfg、水泥搅拌桩这样的后凝桩会很容易出现这种问题。而且，由于软土层的厚度过厚，对于后期的沉降也非常难以控制。所以，在一般的后凝桩只用来处理中薄层软土。首先CFG是不配钢筋的，其抗侧向力的能力较小，也就是说当长度较长时，其稳定性较低；且CFG一般比较细，如果按照桩的合理长径比（含钢筋）在50～60左右，如果直径500的ＣＦＧ理论上只能做到25ｍ左右。CFG完工验收图检测检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28d（2—4周）后进行。试验数量宜为总桩数的0.5%～1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。10%低应变动力检测，桩身完整性建筑地基处理技术规范JGJ79-2019必要参数面积置换率m桩间距地基承载力特征值fspk总荷载桩间天然土承载力特征值fsk(Kpa)单桩承载力特征值Ra桩间土承载力折减系数β(0.7—0.95)置换率《建筑地基处理规范》JGJ79-2019复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一个复合单元。在这一复合体单元中，桩的断面面积和复合土体单元面积之比，成为面积置换率。置换率置换率m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap-β*fsk)式中：fspk；复合地基承载力特征值(Kpa)；β：桩间土承载力折减系数;fsk:桩间天然土承载力特征值(Kpa);Ra:单桩承载力(Kpa);Ap:桩截面面积(m2).简单通俗的说一下，一个桩与它所从属所控制的面积之比就是置换率。如一个桩的面积是S，它按AXB的规律来布置，则在AXB面积中，就有一个桩，或称一个桩它所控制的面积就是AXB。置换率=s/(AXB）桩间距桩间距为3—5D采用正方形布桩S=√Ap/mAp------------桩的面积（m2）；m-------------置换率。如果满堂布桩，采用正三角形为宜，柱基或条基采用正方形、矩形或等腰三角形为宜。计算时可以根据面积置换率m来求桩间距。m=d2/de2，其中d为桩身平均直径；de为一根桩分担的等效圆直径，对于正三角形布桩而言，de=1.05s，其中s为桩间距。通过以上计算即可求得桩间距。（d2、de2均为平方值）公式之间关系m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap-β*fsk)m=Ap/S面积Ap=3.14×r×rS=各图形面积地基承载力特征值地基承载力计算公式的明:fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk复合地基承载力特征值fspk单桩承载力特征值Ra面积置换率m桩截面面积(m2)桩间天然土承载力特征值fsk(Kpa)根据地勘报告可以估算：建筑物总荷载\占地面积总荷载：层数×占地面积×系数（1.4—1.7）×1.3（国标规定保险系数为1.3）地基承载力特征值假设每栋楼按长36米，宽12米计算，那么每层占地面积为432㎡。一共16层(含一层地下室)的总建筑面积为：16×432=6912㎡每平米建筑面积的承载力为15KN，其国标规定保险系数为1.3，因此整栋楼所需要的承载力为：总荷载：6912×1.5×1.3=134790KN地基承载力=134790÷432=312KN\㎡单桩承载力特征值nippisipaAqlquR1其中：Ra为单桩承载力特征值；up为桩周长qsi为桩周摩阻力特征值；li为桩长；qp桩端端阻力特征值；Ap桩端截面积地层名称平均厚度(m)极限侧摩阻力qsik(kpa)极限端阻力标准值qpk(kPa)细砂④层1.765粘质粉土～砂质粉土⑤层4.560粉质粘土⑤1层2.355细砂⑤3层1.065细砂⑥层3.5801000计算方法计算如下：Ra={3.14×0.410×(1.7×65+4.5×60+2.3×55+1.0×65+3.5×80)+3.14×0.2052×1000}/2.0=614KN取Ra=600KN假设每栋楼按长36米，宽12米计算，那么每层占地面积为432㎡。一共16层(含一层地下室)的总建筑面积为：16×432=6912㎡每平米建筑面积的承载力为1.5吨，其国标规定保险系数为1.3，因此整栋楼所需要的承载力为：6912×1.5×1.3=13479吨PHC管桩(Φ400)*22米它的承载力为1100KN，即110吨。13479÷110=122.5个桩位根据实际情况，需要123个桩位，每个桩位长22米，共需要：123×22=2706米PHC管桩(Φ400)每米总包价为175元，所以整个工程下来共需要：2706×175=473550元以上是PHC管桩(Φ400)的一个整体价格的估算，接下来我们估算一下CFG(Φ400)它的整体价格。CFG(Φ400)*26米它的承载力为400KN，即40吨。13479÷40=336.98个桩位根据实际情况，共需要337个桩位，每个桩位长26米，共需要：736×26=8762米CFG(Φ400)*26米它所需要混凝土的总体积（底面积×高）为：3.14×0.2×0.2×8762=1100m³CFG(Φ400)混凝土的总包价为每一立方米480元，所以整个工程下来共需要：1100×480=528000元因此管桩基础比CFG基础每栋楼大约可以节省：528000-473550=54450元通过计算，我们不难发现，平均每栋楼管桩基础比CFG基础大约可以节省的造价为5.5万元左右。按照整个工程，管桩基础可节省的造价要在上30万元左右。节省率在10%--15%工期分析桩型CFG(Φ400)PHC管桩(Φ400)备注试桩时间1天1天静载等待时间15—28天7天CFG桩混凝土养生期28天管桩桩周土应力释放期7天静载测试时间2天2天CFG桩需用配重堆载管桩用静力压桩机做工程桩施工时间10天10天按单体5000米，单台设备计算总工期28--41天20天节省8--21天使用管桩可以比CFG节省8--21天的工期，并节省做静载的相关费用。其他费用桩型CFG桩PHC管桩基础埋深大，增加挖土方，支护，降水费用小桩性取土桩，增加清土费用挤土桩，没有清土费用截桩头有费用(一般5--10元\个)无费用其他费用通常来说，CFG桩电价在每米价格的基础上加一块钱左右。钻机的功率：两个动力头55+55=110千瓦大卷扬35千万小卷扬和混凝土泵30千瓦用大电的情况下每米1-2度电如果用发电机的话会比用大电情况下每米高5块钱左右（主要考虑发电机的租用及柴油费用）清桩间土需要小钩机，是按台班计算的，即8小时为一个台班凿桩头每根不超过5块钱管桩承台、防水板与CFG褥垫层、筏板的费用比较住宅总荷载（KN）PHC-A400（95）管桩CFG桩Φ400单桩承载力特征值总桩数桩长单桩承载力特征值总桩数桩长7#楼1347901100KN123个13米400KN337个13米成桩总造价47.13万元（3690元/个×123个）52.8万元（1121元/个×337个）防水板及承