【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地基处理领域，具体是一种水利工程cfg桩复合地基及施工方法。
技术介绍
1、随着经济发展，水利建设标准的提高和建设周期的不断缩短，使得地基的沉降和稳定控制标准越来越严，传统的以排水固结、堆载预压为主的地基处理措施和以挤密砂桩、碎石桩为主的散体桩复合地基处理方法已难以适应工程需求。cfg(cement fly-ashgravel，水泥粉煤灰碎石)桩具有较高的刚度和粘结强度，使它在复合地基的承载和变形特性方面表现出一定的特殊性，被称为刚性桩复合地基，在工程中的应用越来越多。
2、在上部荷载作用下，褥垫层-cfg桩-桩间土-下卧层共同作用才能形成复合地基，褥垫层设置在上部基础底部和cfg桩顶之间，通常采用砂石或碎石等散体材料，主要作用是使桩能够产生一定的上刺，桩间土能够受力，保证桩、土共同承担荷载，协调桩土应力比，且褥垫层的散体性对上部结构传递下来的水平荷载也能起到解耦作用，消除水平荷载对cfg桩体的不利影响。但因褥垫层的散体性，其抗渗性难以满足水利工程对地基的防渗要求，限制了cfg桩复合地基在水利工程中的推广应用。
3、cfg桩复合地基应用在软土地基处理中时，因桩顶平面处桩间软土层的承载力低、变形大、易扰动等特性，采用传统的单一散体材料作为褥垫层时，在上部附加荷载作用下，桩间软土的沉降远大于cfg桩体，势必造成桩体受力大，桩间土受力越来越偏，导致桩土应力比偏高，影响cfg刚性桩复合地基承载力的发挥，当软土层较薄，cfg桩桩端坐落在较硬岩层上为浅埋岩端承桩时，该现象更为明显。
4、目前
技术实现思路
1、本专利技术针对cfg桩复合地基已有的褥垫层的不足，提供了一种水利工程cfg桩复合地基及施工方法，其中褥垫层采用由水泥土层、粗粒料加筋垫层及桩间土置换碎石层组成的嵌入式防渗褥垫层结构，既可以加速桩间软土层的排水固结，提高桩间土的地基承载力，确保桩土应力比在合适范围，充分发挥复合地基承载作用，又可以满足地基防渗要求。该技术施工工艺简单、质量可控，为工程建设节省投资，经济和环境效益显著。
2、本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
3、一种水利工程cfg桩复合地基，包括嵌入式褥垫层、cfg桩、桩端持力层，所述嵌入式褥垫层包括由上至下依次设置的水泥土层、粗粒料加筋垫层、碎石置换层，所述粗粒料加筋垫层中布置加筋材料，所述粗粒料加筋垫层铺设在cfg桩和碎石置换层上部，所述碎石置换层为cfg桩的桩顶高程以下一定范围的软土层采用碎石置换形成，cfg桩桩顶嵌入碎石置换层中，且碎石置换层的顶部与cfg桩的桩顶高程一致，所述cfg桩的下部为桩端持力层。
4、进一步的，所述水泥土层的厚度应满足60％桩径≥厚度≥10cm，水泥土掺灰量6～15％。
5、进一步的，所述加筋材料为土工格栅，铺设在粗粒料加筋垫层的中部或底部。
6、进一步的，所述土工格栅为双向抗拉土工格栅。
7、进一步的，所述碎石置换层的厚度为0.3m～1.0m，所述碎石置换层中碎石的最大公称粒径不大于2/3碎石置换层厚度和30cm两者的小值。
8、进一步的，所述水泥土层的厚度为0.1cm～0.3cm，填筑后回填土的压实系数不小于0.97。
9、进一步的，所述粗粒料加筋垫层的夯填度不小于0.9。
10、一种如上所述水利工程cfg桩复合地基的施工方法，包括如下步骤：
11、步骤一、cfg桩施工：整平场地至桩顶设计高程，放线确定好桩位，进行cfg桩施工，施工深度应满足设计要求；
12、步骤二、碎石置换层施工：cfg桩施工完成并达到70％设计强度后，开挖cfg桩桩顶设计高程以下一定范围软土层，进行碎石置换层压实回填，压实机械采用小型夯实机或人工夯实，压实过程中应确保桩土安全稳定；
13、步骤三、碎石置换层施工：至cfg桩的桩顶高程以下0.3～1.0m的软土层采用碎石换填，换填后碎石层的压实度应满足设计要求，碎石最大公称粒径应不大于2/3碎石置换层厚和15cm两者的小值；
14、步骤四、粗粒料加筋垫层施工：将粗粒料加筋材料铺设在桩顶高程以上，粗粒料加筋材料包括粗粒料、土工格栅，粗粒料加筋材料的厚度为0.2m～0.3m，粗粒料采用中粗砂、砂石料及碎石料，最大粒径应不大于20mm，土工格栅为双向抗拉土工格栅；格栅铺设应平整、顺直，所述粗粒料加筋材料分层碾压，桩顶与格栅之间的垫层为第一层，密实后铺设双向抗拉土工格栅，格栅铺设应平整、顺直，格栅铺设完成后进行格栅上部的粗粒料层施工，并进行压实整平，碾压后夯填度不小于0.9；
15、步骤五、水泥土层施工：选择渗透系数满足要求的土样，风干后按照设计要求的掺灰比将进行土与水泥拌合均匀，再掺水至最优含水率的±2％，静碾碾压时候后水泥土压实度应不小于97％，7d后强度不低于设计抗压强度。
16、进一步的，所述碎石置换层通过以下两种方式施工：①先打cfg桩，在桩体强度达到设计强度70％后，开挖桩侧软土层至设计碎石置换层厚度；②先将至桩顶高程以下碎石置换层厚度范围内的软土碎石置换层置换成满足压实要求的碎石层，再进行cfg桩施工。
17、进一步的，所述土工格栅采用高强聚丙烯带进行缝接，搭接宽度不小于25cm，并用“u”形钉予以固定。
18、本专利技术较以往的褥垫层结构有以下方面的进步和优势：
19、(1)本专利技术嵌入式褥垫层结构的碎石置换层，对桩顶以下深度范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：包括嵌入式褥垫层(1)、CFG桩(7)、桩端持力层(8)，所述嵌入式褥垫层(1)包括由上至下依次设置的水泥土层(2)、粗粒料加筋垫层(3)、碎石置换层(5)，所述粗粒料加筋垫层(3)中布置加筋材料(4)，所述粗粒料加筋垫层(3)铺设在CFG桩(7)和碎石置换层(5)上部，所述碎石置换层(5)为CFG桩(7)的桩顶高程以下一定范围的软土层采用碎石置换形成，CFG桩(7)桩顶嵌入碎石置换层(5)中，且碎石置换层(5)的顶部与CFG桩(7)的桩顶高程一致，所述CFG桩(7)的下部为桩端持力层(8)。
2.根据权利要求1所述的一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：所述水泥土层(2)的厚度应满足60％桩径≥厚度≥10cm，水泥土掺灰量6～15％。
3.根据权利要求1所述的一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：所述加筋材料(4)为土工格栅，铺设在粗粒料加筋垫层(3)的中部或底部。
4.根据权利要求1所述的一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：所述土工格栅为双向抗拉土工格栅。
5.根据权利
6.根据权利要求1所述的一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：所述水泥土层(2)的厚度为0.1cm～0.3cm，填筑后回填土的压实系数不小于0.97。
7.根据权利要求1所述的一种水利工程CFG桩复合地基，其特征在于：所述粗粒料加筋垫层(3)的夯填度不小于0.9。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述水利工程CFG桩复合地基的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种水利工程CFG桩复合地基的施工方法，其特征在于：所述碎石置换层通过以下两种方式施工：①先打CFG桩，在桩体强度达到设计强度70％后，开挖桩侧软土层至设计碎石置换层厚度；②先将至桩顶高程以下碎石置换层厚度范围内的软土碎石置换层置换成满足压实要求的碎石层，再进行CFG桩施工。
10.根据权利要求8所述的一种水利工程CFG桩复合地基的施工方法，其特征在于：所述土工格栅采用高强聚丙烯带进行缝接，搭接宽度不小于25cm，并用“U”形钉予以固定。
...【技术特征摘要】
1.一种水利工程cfg桩复合地基，其特征在于：包括嵌入式褥垫层(1)、cfg桩(7)、桩端持力层(8)，所述嵌入式褥垫层(1)包括由上至下依次设置的水泥土层(2)、粗粒料加筋垫层(3)、碎石置换层(5)，所述粗粒料加筋垫层(3)中布置加筋材料(4)，所述粗粒料加筋垫层(3)铺设在cfg桩(7)和碎石置换层(5)上部，所述碎石置换层(5)为cfg桩(7)的桩顶高程以下一定范围的软土层采用碎石置换形成，cfg桩(7)桩顶嵌入碎石置换层(5)中，且碎石置换层(5)的顶部与cfg桩(7)的桩顶高程一致，所述cfg桩(7)的下部为桩端持力层(8)。
2.根据权利要求1所述的一种水利工程cfg桩复合地基，其特征在于：所述水泥土层(2)的厚度应满足60％桩径≥厚度≥10cm，水泥土掺灰量6～15％。
3.根据权利要求1所述的一种水利工程cfg桩复合地基，其特征在于：所述加筋材料(4)为土工格栅，铺设在粗粒料加筋垫层(3)的中部或底部。
4.根据权利要求1所述的一种水利工程cfg桩复合地基，其特征在于：所述土工格栅为双向抗拉土工格栅。
5.根据权利要求1所述的一种水利工程cfg桩复合地基，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：任佳丽，龚汉忠，王汉武，李振华，郭鹏杰，林威，陈航，董渝，张楠，叶彦龙，江洎洧，黎子腾，何宜霖，高文达，黄宏阳，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：
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