CFG桩质量控制要求.docx

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CFG桩质量控制要求

CFG桩质量控制要求

CFG桩用于处理加固软土地基是20世纪90年代出现的一种地基处理技术。

CFG桩由水泥、碎石、粉煤灰掺水拌合，用普通振动沉管机施工而成，具有粘性强度高的特点，CFG桩、桩间土、褥垫层共同组成复合地基，具有使地基承载力提高幅度大，而且有很大可调性的优点。

一、工程简介

武汉市中环线南环段野芷立交道路工程K6+775～K7+200段，场地现状地形多为湖塘、地形标高变化在16.00～18.00m之间，工程施工需将湖塘水抽干清淤后，进行回填路堤土方，回填高度在4～7m之间。

回填土底层的原状土层，从地勘资料反映的数据来看，为粘土和亚粘土，其地基承载力分别为70kPa和90kPa，不能满足道路土基的质量要求。

二、设计方案和技术参数

结合本工程的具体情况，采用CFG桩复合地基技术参数见表1。

施工CFG桩时，先清除浮淤再回填土至桩顶设计标高以上50cm，桩顶标高高于设计桩顶标高至少50cm。

在CFG桩顶面选用级配碎石砂做褥垫层，铺设层厚为30cm。

三、施工技术

1.施工特点

（1）CFG桩不需要排泥，不污染环境，施工工艺简单，施工速度快。

（2）CFG桩灌注的砼具有一定的粘结强度和良好的和易性，使其在振动沉管中不易离析，泌水，从而保证桩身施工质量。

（3）CFG桩复合地基承载力提高幅度大，沉降量小，加固软土地基效果显著，具有广泛的适应性。

（4）由于粉煤灰不断发生水化反应，使桩身砼的后期强度增大，这对CFG桩承受上部荷载有了可靠保证。

（5）CFG桩体内不设钢筋笼，可节约大量钢材，从而降低工程造价。

2.施工工艺

振动沉管灌注CFG桩按照设计桩基平面布置图，将预制的钢筋砼桩尖，准确地埋入地表之下，桩身垂直套入桩尖，通过振动挤压将桩管沉入设计高程，桩尖进入持力层1.0～1.5m，再灌注水泥粉煤类碎石砼，边振动边拔管，直到桩管全部拔出成桩。

3.施工流程：

平整场地→测量标高、放线放桩位→桩机就位→放置桩尖、沉管→沉管到设计深度→测记最终贯入度及孔深→边灌注、边振动、边拔管→成桩→清除设计标高以上的→桩间土和桩头→CFG桩检测→验槽→褥垫层施工→CFG桩复合地基验收。

4.施工方法

（1）施工前按设计要求进行桩位测放，并对测量基线，水准点及桩位进行复核，桩基定位桩及施工区附近的水准点，设置在不受桩基施工影响的地方。

（2）将钢筋砼预制桩尖，按测放的桩基点位准确地埋入地表30cm以下处，桩管垂直套入桩尖，桩管与桩尖的轴线重合，桩管内壁保持干净。

（3）桩管沉入到设计标高，桩尖进行持力层，并判定该深度或贯入度是否达到设计高程。

符合要求后方可终止沉管。

（4）终止沉管后尽快灌注砼，桩管内注满砼后，先振动5～10s，再开始拔管，边振动边拔管，每拔0.5～1.0m，停拔5～10s，但保持振动，直到桩管全部拔出。

（5）拔管速度按均匀线速率控制，一般土层以1.2～1.5m/min，软土层以0.6～0.8m/min控制。

（6）为防止出现桩身缩颈和断桩，除控制拔管速度和高度外，还可采用短拔（0.3～0.5m）长振（15～20s）法施工。

（7）在拔管过程中，桩管内至少保持2m以上高度的砼，或管内砼高度不低于地面。

（8）沉管拔出地面，确认桩的质量符合要求后，用湿粘土封顶，然后移动钻机，继续进行下根桩施工。

（9）打桩顺序，采用隔排隔桩跳打法施工。

5.技术质量措施

（1）桩机定位，管深检测：

桩机定位后必须保持平正、稳固，确保施工中不发生倾斜、位移，在机架上设置控制沉管深度的标尺，以便施工中进行观测记录。

（2）砼施工配合比：

施工前，进行原材料试验检测，试验室出具设计配合比通知单。

（3）桩位正确：

沉管前，检查桩位是否正确，桩管入土时，桩的平面位置偏差不得大于5cm。

（4）桩身垂直度：

a.桩机就位后，用水平尺调整机座，并备以枕木垫于管下，使桩机前后高差小于2cm，横向高差小于10cm。

b.正侧面用线垂校正桩管，桩管垂直度不超过1.5%的桩长值。

c.桩管沉入过程中，若发现桩身有偏斜和位移，则应停止沉管检查，待纠正后再下沉。

（5）桩顶标高控制：

用水准仪控制桩顶高程，在桩机上标明尺寸标记，以便在沉管和终止沉管时，观测记录桩管的入土深度。

（6）施工记录：

认真填写桩基记录表格，如实反遇桩基施工情况，记录最后2个2min的贯入度及最后1m的沉管时间和总沉管时间，桩管入土深度和成桩时间。

打桩时，每打完一根桩，在施工图上做好标记，并校核桩数、桩位、防止漏桩。

6.褥垫层

（1）褥垫层作用

a.使桩顶人为地向上刺入，使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载，较好地发挥桩间土的承载力。

b.依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦，使CFG桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力。

c.对地基的不均匀沉降，有一定的补偿作用。

（2）褥垫层施工

褥垫层位于桩顶和桩间土的上部，厚度为10-30cm的级配碎石砂结构。

采用碾压的施工压实，每层材料摊铺均匀，一般压实不少于3遍，压到密实度不松动为止。

四、CFG桩检测

1试验方法与设备

（1）低应变反射波法试验

a.方法：

通过手锤或力棒敲击桩头激发应力波，应力波沿桩身向下传播，当桩身存在波阻抗差异时，应力波产生的反射被安装于桩头的传感器接收并传输到仪器，运用低应变分析软件，对反射波进行处理、分析，得到桩身质量完整性的信息。

b.设备：

RS-1616KP基桩动测仪、16100传感器，尼龙锤。

（2）单桩竖向抗压静载试验

a.加载方式：

采用慢速维持荷载法油泵逐级加载，共分10级加载和5级卸载，每级加载量为22KN。

采用桁架、主梁、工字钢搭成的压重平台反力装置，砂包堆积，最大加荷量为220KN。

b.荷载与沉降观测：

荷载值通过压力表测量，由千斤顶的标定曲线换算给出，承载板沉降通过对称正向布置于承载板百分表测量。

c.设备：

VD-2000千斤顶、压力表/压力传杆器、百分表/位移传杆器。

（3）单桩复合地基承载试验

a.加载方式：

最大加载量按复合地基承载力标准值的2倍即220kPa进行，分为10级，每级加载量为22kPa，第一级加载量为44kPa，总堆载量450kN。

采用1.5m的圆形承压板、板底铺3mm中粗砂找平层，采用油压千斤顶加载，工字钢搭设堆载平台，砂袋堆积提供反力，最大压重量450KN。

b.荷载与沉降观测：

荷载值通过压力表测量，再由千斤顶的标定曲线换算给出，测试仪自动记录，沉降通过承压板两边对称架设的机械或百分表测量。

c.设备：

与单桩竖向抗压静载试验相同。

2.数据整理和分析

（1）低应变反射波法

根据检测所得数据，桩身结构完整性试验结果见表2：

（2）单桩竖向抗压静载试验，复合地基试验

在桩施工结束28天后，根据规范取总量0.5%-1.0%做试验，下面仅以11#桩为例，分析整理数据，总结试验结果。

表3地基静载试验数据表



（3）数据分析

测试法结果表明：

11#桩当荷载加到220kN时，未出现明显的比例极限，其沉降量均在规定允许值40mm范围内，且Q-s曲线平缓，无明显拐点和陡降段，s-lgt曲线呈平缓规则排列，未达到破坏荷载，因此，其单桩竖向静压载极限承载力均大于110kN，单桩复合地基承载力特征值均大于110kPa，满足设计要求。

运用低应变反射波法检测的36根桩，其中Ⅰ类桩34根，Ⅱ类桩2根，说明桩身整体性完好。

五、结束语

1.在软土地基上施工公路和城市主干道，地基处理至关重要，必须认真调查地质情况，综合分析各种地基处理方法，通过论证，确认优化的处理方法，保证其达到设计要求。

2.CFG桩具有刚性桩的性状特征，具有明显的端承和侧阻作用。

适用于多种土层施工。

级配砂石褥垫层作为复合地基技术的一个重要组成部分，具有调整桩、土荷载分担比，减小基础底面应力集中的作用。

3.CFG桩第一次应用于武汉市中环线南环段工程的软土地基处理，笔者结合桩基施工实践，对CFG桩的应用技术进行了初步探讨，CFG桩对各土层的适应性进行了摸索，积累了一定的经验。

无疑，武汉市中环线南环段野芷立交道路工程利用CFG桩处理地基的成功实践，为今后类似工程的施工提供了一个成功的实例。

CFG桩设计及施工方案及相关文章

[2006-02-1714:

04:

42|作者:

CAT]

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CFG桩设计及施工方案

第一章：

工程概况

1.1工程简介：

表1-1

序号项目内容

1工程名称东风小区W2区7#、8#、9#、10#住宅及南区地下车库工程

2工程地址北京市朝阳区东风乡南十里居

3建设单位北京宝润房地产开发有限公司

4设计单位马建国际建筑设计顾问有限公司

5合同工期2001年11月20日—2001年12月23日

6质量目标优良

1.2结构设计概况

表1-2

序号项目内容

1结构形式基础结构形式筏板基础，底板厚600mm

2土质水位土质情况直接持力层为重粉质粘土，粉质粘土第④层及粘质粉土

地下水位地下水埋深0.5-3.3m。

水位标高32.71-35.26

滞水层：

6m左右

设防水位：

2.4m

地下水水质对基础混凝土无腐蚀性

3建筑物地基地基土质层粉质粘土（第④层）

地基承载力200Kpa

地基渗透系数垂直4.86×10-6cm/s；水平3.6×10-6cm/s

4抗震等级工程设防烈度8度

结构安全等级二级

剪力墙抗震等级二级

5土方标高及工程量地下室层数2层，局部3层

地下车库2层

基坑开挖深度-6.80m

建工程外包面积约为14000m2

基坑周长约为900m

基坑有效深度暂按6.30m计

6地面标高相对标高±0.000=＋36.100m

自然地坪平均绝对标高为＋35.600m

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第二章：

编制依据

2.1北京市京岩工程公司提供的《岩土工程勘察报告2001-1032》及甲方提供的基础平面图、地基技术要求等。

2.2《建筑基坑支护技术规程》

2.3《建筑地基与基础设计规范》

2.4《混凝土结构设计规范》

2.5《建筑地基处理技术规范》

2.6须进行有效降水,不计静水压力，土体重度取r=20kN/m3。

2.7地面超载按一般情况,考虑为q=20kN/m2。

第三章：

CFG桩工程设计

3.1基础设计考虑

因8#、10#住宅楼对地基强度要求200KPa，而天然地基承载力标准值140KPa，所以要人工改良地基。

根据目前北

京地区高层建筑地基基础方案的实践情况，综合经济、技术和安全各方面指标，采用CFG桩复合地基方案。

3.2.地基处理设计方案

采用长螺旋钻成孔砼泵车压灌工艺，CFG桩布桩以正方形为主，局部调整为三角形，桩径0.4m，设计桩顶标高29.

65m，按规范要求预留0.5m保护桩长，则有效桩顶标高29.15m，设计桩端标高21.15m，故设计桩长8.5m，有效桩

长8.0m。

桩体材料为现场搅拌C15混凝土，塌落度18cm-22cm。

褥垫层厚度15cm，虚铺18cm，用平板振动器密实到

15cm。

其中8#楼设计桩数436根，10#楼设计桩数401根。

复合地基的设计计算依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—91）中的复合地基计算公式:

fsp.k=mfp.k+（1-m）fs.k

其中：

fsp.k:

复合地基的承载力标准值

fp.k:

桩体单位截面积承载力标准值

fs.k:

桩间土的承载力标准值

m：

面积置换率

m=d2/de2

de：

等效影响圆的直径

（de=1.13ss为桩间距）

d：

桩的直径

单桩承载力按370KN设计，桩间土的承载力标准值参考勘察报告取140kpa，复合地基承载力标准值要求200KPa经

计算正方形为桩间距1.9-1.93m。

在桩顶铺设15cm厚0.3～0.5cm的碎石垫层，以利于桩土应力的调节与发挥，并协调基础底板的变形。

验算如下：

置换率m=0.03364

因变形要求控制很小，桩间土发挥系数取0.75

则桩顶平均应力sp=[fsp,k-0.75（1-m）fk]/m=2928.3Kpa

单桩桩顶平均荷载Qp=Apxsp=367.8KN<[370]

砼C15：

3sp=8.758Mpa<[10]

根据规范分层总和法和复合地基模量法计算复合地基的总沉降S=jsåI=1nP0（Ziai-Zi-1ai-1）/Esi=14.84mm<[30]

，满足要求。

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3.3设计施工单位选择

坡施工单位选择北京派力基础工程公司，该公司为地基与基础工程施工一级资质和甲级工程勘察和甲级岩土工程

设计资质。

（有关资质文件项目保存）

第四章：

施工部署

4.1施工准备

4.1.1原材料要求

①水泥：

选用po.32.5硅酸盐水泥，并有出厂合格证及试验报告。

②砂：

中砂，含泥量不大于3%。

③石子：

碎石，粒径10—50mm，含泥量不大于2%。

4.1.2材料配置

根据CFG桩施工需要，提前准备施工所需砂石、水泥及其它材料。

所进材料应按照规定位置堆放并做好防护措施

，防止受冻、受潮。

4.1.3测量放线

当进行人工清槽和钻孔渣土时，在基坑内每隔5m钉入30cm长的Φ6钢筋，将标高抄测到距设计标高，每两根钢筋

之间拉小线，以此严格控制清土标高。

底面标高允许偏差为0∽-50mm，不允许超挖。

集水坑清底时，在坡顶上口

线和下口线的位置钉入30cm长的Φ6钢筋并拉小线用于控制坑位。

4.1.4材料机械配置

4.1.4.1临水、临电配置

依据所投入机械设备用电功率统计，设备总计电力约450KVA，考虑到设备使用顺序及正常使用率，工程需电力40

0KVA，因此，只需大于400KVA变压器就可满足施工的需要；依据用水设备和施工经验及北京市的水压，需水量5

～10立方m/小时，只需直径32mm管的水源就能满足施工用水。

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4.1.4.2机械配置

地基处理施工设备

序号名称型号单位数量

1长螺旋钻机ZKL600台套2

2砼泵车电动台套2

3砼搅拌机升降式台套2

4翻斗运输车柴油机台套2

5三轮车自卸式台套10

4.1.5材料检验及有关报告

4.1.5.1材料送检

现场砂石、水泥及外加剂需送实验室进行试验，试验合格后方可使用。

使用过程中应有专人对材料进行保管，防

止因材料受冻、受潮导致混凝土质量下降。

4.1.5.2混凝土配合比

因CFG桩混凝土现场搅拌，需事先由实验室出具有关配合比。

施工时严格按照配合比进行。

4.2施工部署

住宅楼土方开挖至标高-6.5m，在此工作面上进行CFG桩施工，车库开挖可预留15cm土。

CFG桩施工完毕后3天可清

除余土，负责运到现场指定堆放区，并随清土凿桩头。

CFG强度达到设计要求后，可由专业测试单位进行复合地

基载荷试验。

试验合格后进行褥垫施工。

4.2.1施工进度

8#楼、10#楼CFG桩施工工期为12天，施工由东侧开始，后退向西施工。

8#楼共设计桩数436根，10#楼共设计桩数

401根。

8#住宅楼计划平均每天36根，10#楼住宅楼计划每天33根。

桩机施工顺序沿桩位线南北向施工，详见桩机

施工流水顺序示意图。

（附图一）

4.2.2施工平面布置

4.2.2.1根据施工需求和土方开挖进度，具体平面布置根据现场实际情况设置两台搅拌机，两台地泵。

分别布置

于8#楼、10#楼基坑外西侧，搅拌机布置于边坡之上，距变坡距离大于2000mm。

地泵布置在基坑底部，由砼搅拌

机搭设钢板溜槽至地泵，溜槽下部用钢管架子搭设。

再由地泵沿基坑边铺设泵管至CFG桩操作面。

（附图二）

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5.3施工质量要求

5.3.1根据桩位平面布置图及甲方提供的控制点和轴线施放桩位图。

5.3.2放好的桩位经总包、监理验收确认后方可施工。

5.3.3钻机就位应准确，钻机机架及钻杆应与地面保持垂直，垂直度误差≤1%。

5.3.4混凝土灌注过程中应保持混凝土面始终高于钻头面，钻头低于混凝土面15~25cm。

5.3.5桩机下基坑要求按1：

6放坡，放坡宽度大于5000mm。

桩位误差：

桩位偏差不得大于d/2（d为设计桩径）。

5.3.6桩体误差：

桩径：

400mm±20mm；

桩长：

8.5m±0.1m；

5.3.7混凝土配合比由试验室做出，有关部门认可，并写在黑板上挂在施工现场的搅拌机上。

施工现场不得任意

更改

5.3.8混凝土坍落度控制在20±2cm。

5.3.9混凝土搅拌要均匀，搅拌时间不得低于2分钟。

5.3.10CFG桩施工期间，每天做一组混凝土试块，标准养护并送检28天强度。

同时留置一组同条件强度试块。

5.4凿桩头施工方法

首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后由两个工人用两根钢钎在截断位置从相对方向同时剔凿，将多余

的桩截掉。

5.5断桩及桩身达不到标高处理方法

5.5.1桩顶下1m以上断桩，将断桩挖出，按600直径挖至断裂部位后，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。

桩顶下1m以下断桩，应进行补桩。

5.5.2桩身达不到标高，应按600直径开挖至现有标高，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。

5.6验收要求

验收实验要求作3台复合地基静载荷试验，并按20%数目进行低应变测试

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第六章：

质量保证措施

6.1施工质量保证机构

建立由项目经理领导、项目副经理中间控制，技术质量组全体人员基层检查的管理系统，以确保各项质量保证措

施落实到各分部工程及各道工序中。

并在施工过程中设专职质量员，班组设兼职质量员进行自检互检，发现不符

合质量标准的问题及时纠正。

6.2.施工质量保证措施

6.2.1严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、石、外加剂等材料，并做好材料试验，并认真填写

有关记录；

6.2.2砼强度必须符合设计要求，现场施工时每工作日制作一组砼试块（100×100×100），并做好砼试块制作记录

和试块的现场养护；

6.2.3现场堆放的材料必须有专人保管，并有一定的保护措施，防止受冻、受潮，影响混凝土质量。

6.2.4混凝土现场浇灌过程中一定要确保桩体混凝土的密实性，保证桩截面尺寸，钻头提升应保持匀速，提升速

度不得大于混凝土浇筑速度，防止发生缩径，断桩。

6.2.5浇灌过程中即随时监控混凝土质量，确保混凝土的和易性和塌落度。

6.2.6做好并收集、整理好各种施工原始记录，质量检查记录、设计变更、现场签证记录等原始资料，并做好施

工日志。

6.2.7因由地泵至CFG桩操作面的距离较长，所以每根桩浇注混凝土前，应对泵管中剩余混凝土进行塌落度检测。

6.2.8预防断桩：

①砼塌落度应严格按设计规范要求控制。

②灌注砼前应检查砼搅拌机，保证砼搅拌时能正常运转；

6.2.9清基底及运料时，用跳板铺设作为运输路线，以免扰动基底土质。

如在清土时发现有水，在边坡处设排水

沟或集水坑。

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第七章：

施工安全保证措施

7.1.安全保证体系

以项目经理为首，由安全、工程、技术质量、安装、行政和基层专职安全员等各方面的管理人员组成安全保证

体系，建立项目经理部安全工作委员会，领导和组织实施安全工作。

7.2.分析安全难点,确保安全管理重点

7.2.1因CFG桩施工与土方施工、护坡施工相交叉，所以现场施工人员一定要听从管理人员指挥。

7.2.2现阶段由于土钉墙及锚固端混凝土尚未达到设计强度，边坡仍然处于不稳定状态，要加强对边坡的稳定检

测，发生危险现象，及时疏散人员并逐级报告进行处理。

7.2.3现场电气设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。

7.2.4施工机械的使用严格按照有关规定执行，无关人员严禁使用。

7.3.安全管理

7.3.1严格执行国家及北京市有关施工现场安全管理条例及办法。

7.3.2制订施工现场安全防护基本标准，如：

基坑防护标准，各类洞口及临边地带的防护标准，施工临时用电安

全防护标准，各类施工机械和设备的安全防护标准，施工现场消防工作管理标准等。

7.3.3建立严格的安全教育制度，坚持入场教育、坚持每周按班组召开安全工作教育研讨会，增强安全意识，使

安全工作落到广大群众基础上。

7.3.4编制安全技术交底，设计和购置安全设施；

7.3.5强化安全法制观念，严格执行安全工作文字交底，双方认可，坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等；

7.3.6加强施工管理人员的安全考核，增强安全意识，避免违章指挥。

7.4施工安全措施

7.4.1机械安全

7.4.1.1钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。

7.4.1.2钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。

7.4.1.3钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。

7.4.1.4地泵如布置在基坑边，应与基坑边保持2m距离。

7.4.1.5泵管铺设应尽量减少弯曲，支撑应牢固，接头处应连接可靠。

7.4.1.6严禁将垂直管道直接接设在地泵输出口上，输出口前应有不少于10m长的水平管。

7.4.1.7铺设从坑边倾斜进入坑底的管道时，其下端应接一段不小于基坑深5倍的水平管。

（否则应采用弯管或软

管）

7.4.1.8泵送时料斗内应保持一定量混凝土，不得吸空。

7.4.1.9清洗泵管时，出口方前方10m内不得有人。

7.4.1.10软管与混凝土泵管、钻机连接处一定要连接牢固紧密。

7.4.1.11基坑内集水坑处四边用架杆搭设一米高防护围栏。

7.4.2人员安全

7.4.2.1钻机作业中，施工人员必须佩戴安全帽。

7.4.2.2钻机作业中，应有专人负责电缆的收放。

7.4.2.3钻孔时，严禁用手清除螺旋片上的泥土。

7.4..2.4工人上下基坑要走人行安全通道。

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第八章：

文明施工措施

该工程施工机械较多，施工方法较复杂，做到文明施工。

8.1合理进行施工现场的平面布置，做到计划用料，使现场材料堆放降到最低值，保证场内道路通畅；

8.2运输散装材料时，车厢后封闭，避免撒落，料车离场前，派人用水将料槽及车身、轮胎冲洗干净；

8.3搅拌机产生的污水必须排入沉淀池，保证现场和周围环境整洁文明；

8.4对噪音设备采用钢筋焊接成的防护架，其上铺塑料布或彩条布进行围档，减少噪音扰民；

8.5夜间灯具集中照射，避免灯光扰民；

8.6工人宿舍专人或轮流卫生值日，确保室内外整洁、卫生,工地厕所专人清扫。

CFG桩计算时，如何进行深度和宽度修正？

如果基坑深10m，修正值很大

作者：

loveyousoso发布时间：

2004-11-1516:

02:

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错，CFG桩计算只进行深度修正，且深度修正系数为1，不进行宽度修正。

这是因为考虑到CFG桩破坏大都是冲切

破坏，整体破坏的可能性比较小，而宽度修正主要都是针对于地基土的整体破坏的，因此不进行宽度修正。

按照这样计算，在基坑比较深的情况下，很可能出现打桩后的设计地基承载力小于天然地基承载力设计值。

但这肯定是不正确的，也就是说目前我们国