CM三维复合地基案例
CM三维复合地基的设计分析
CM三维复合地基的设计分析摘要：传统复合地基在使用中存在强度不足、变形、成本高等问题，CM三维复合地基为新型复合地基，可有效规避这类问题。
基于此，文章将CM三维复合地基设计为研究对象，首先介绍设计要点，然后以某工程为例，论述设计方法、流程，为设计人员提供理论与实践参考。
关键词：CM三维复合地基；刚性桩；亚刚性桩前言：CM三维复合地基是指刚性桩（C桩）、亚刚性桩（M桩）与土体、垫层优化配置，将刚性桩置于优质土层中，将亚刚性桩置于稍好土层或刚性桩1/2-1/3之间，使刚性桩、亚刚性桩与深层土间形成刚度梯度，进而提高复合地基的强度，使其满足工程建造要求。
就此，关于CM三维复合地基的设计分析具有现实意义。
1.CM三维复合地基的设计要点在CM三维复合地基设计中，首先要明确复合地基的原理，结合变量间的关系，开展设计，保障复合地基作用的有效发挥。
1.1 CM三维复合地基特点CM三维复合地基由刚性桩、亚刚性桩、土体与垫层组成，在传统的刚性加筋土和土体之间，配置亚刚性部分，可有效利用深层土，在土体的纵向与横向形成刚度梯度，从整体提升土体的强度与稳定性，避免土体在施工过程中出现变形或沉降问题。
基于CM三维复合地基的组成结构，可总结其使用特点：适用土层广、强度大、施工便捷等。
结合工程实践，CM三维复合地基适用土层包括新近回填土、软弱土层（如砂性土层、黏性土层等）、膨胀土及高烈度地震区等，能够改善传统复合地基的沉降量大、稳定性不足等问题，保障工程质量安全。
1.2 CM三维复合地基设计原理本文从基础结构模型（如图1所示）入手，分析CM三维复合地基的原理。
在基础结构模型中，模型建构条件为基础为均匀地基，其长度为a，宽度为b，土体初始切线模量为E0，土体的黏聚力为c，土体的内摩擦角为φ。
结合模型参数，可通过原状土切线模量法，进行基础非线性沉降计算，计算结果显示，基础底部应力为N/A。
如果基础底部应力大于地基承载力，则说明地基承载力偏低，需采取地基处理手段，将处理手段选为CM三维复合地基。
CM桩三维高强复合地基在地基处理中的应用
CM桩三维高强复合地基在地基处理中的应用摘要：CM桩三维高强复合地基由C桩（刚性桩）、M桩（散体材料桩、柔性桩、亚刚性桩）、桩间土（天然地基土）和褥垫层（级配碎石）四部分组成。
CM复合地基适用于处理淤泥质土、粉土、砂土、粘性土和自重固结已完成的素填土、杂填土等地基。
理论和实践均表明：CM桩复合地基充分发挥了桩间土、C桩和M桩三者的作用，不仅可以大幅度提高地基承载力，减少地基沉降，且具有很好的经济效益和社会效益。
该复合地基技术体系，桩只承担了建筑的部分荷载，另外一部分荷载由桩间土来承担，提高土体承载能力达20～50%，这样，在保证同等承载力的条件下，可以适当降低桩的承载要求，节约部分桩体费用，同时能加快施工进度。
关键词：复合地基；CM桩；褥垫层；桩间土前言随着城市的不断改造和发展，城市可利用土地显得越来越少，导致高层、超高层不断出现，甚至有些高层建筑不得不建在地质条件较差的地基上，这对地基承载力和变形提出了更高的要求。
为适应不断发展的社会需求，倡导国家节能减排政策方针，建设节约性社会，地基的处理方法、手段也更加科学化、精细化，优化设计、优化施工、优化管理将成为复合地基发展的必然趋势。
因此，传统的单一桩型，单一的地基加固处理方式已不能满足实际工程的需要，急需推广和运用更经济、安全而又更加合理的地基处理方法。
CM桩复合地基可以有效提高地基承载力，减小建筑物沉降量，降低差异沉降。
这种复合地基的设计及应用具有很好的理论价值和应用价值。
本文结合实际，简单阐述了CM桩在高层建筑基础施工中的技术研究。
1 CM桩的设计理论根据复合地基增强体的力学性能，CM桩桩体分C桩，M桩两类。
M桩包括散体材料、柔性桩、亚刚性桩。
散体材料桩：如碎石桩、砂桩等，其竖向承载力主要取决于桩间土的不排水抗剪强度。
柔性桩：如石灰桩、二灰剂密桩、水泥土搅拌桩等，其立方体强度fcu不大于3Mpa，其有效桩长为20～25倍桩外径；亚刚性桩：如高压旋喷水泥桩、水泥粉煤灰碎石桩等，其立方体强度fcu为3～10Mpa，其有效桩长为25～35倍桩体外径。
浅谈CM三维高强复合地基
２，ｓ ＋ｑ ２ｑ ｉ ｐ ｉ ｌ
（） ２
其 中 ， 为 ｃ桩单桩承载力特 征值 ，Ｎ； 为桩的周长 ， Ｒ ｋ ｍ； 喷浆完成 。对于 Ｍ 桩 ， 它属 于柔 性 桩 ， 要求 的桩长 最 短 ， 用高 ％为桩 周第 ｉ层 土的摩 擦 系数 特 征值 ，Ｐ ；ｐ为桩 端 反力 特 征 可 ｋ ａｑ 压水泥净浆深 层搅 拌完成 ， 改善基础下 土体 的性能 。 值 ，Ｎ； 为桩 穿 越 第 ｉ层 土 的厚 度 ， Ａ 为桩 截 面 面 积 ， 。 ｋ ｍ； ｍ２
的突破。同时 ， Ｍ 三维 高强复合地基 中优化的竖 向刚度 ， Ｃ 使之 形
成了三层 地基 ， 而减少 了复 合地基 的沉 降 。Ｃ 三维高 强复 合 ２ ２ 基 本计 算设 计 理论 从 Ｍ ． 地基在水 平荷载作 用下 ， 以有 效 的传递 垂直 荷 载 ， 由于加 固 可 并 根据工程地 质资料 、 建筑结 构设计资料进 行强度计算 和变形
的施 工实践 ， 并经 国家质量监督 、 检测部 门按 国家规 范标准严 格试 时 ， 应对下 卧层进行验算 。 验检测 ， 使用该高强度复合地基技术均能达到国家 规范要求 。 复合地基承载力 由现 场复 合地 基载 荷试 验或 单桩 静载 荷试
１ 加 固机理
同长度 、 同刚度 的桩体 置换 场 地下 的土 体 ， 不 使得 不 同刚度 的桩
分别 为 Ｃ桩 、 桩及 土 的承 载力 调 整系 数 ； Ｍ Ａ ， Ａ鲫分 别 为 Ｃ
Ｍ ｍ２ Ｒ Ｒ 分别 为 Ｃ桩 、 桩单 桩承 载力 特 Ｍ 桩 ） 刚性 桩（ ， Ｃ桩 ） 。对 于 Ｃ桩 ， 求桩 端支 承在坚硬 的残积 土或 桩 、 桩截 面面积 ， ； 吐， 要 ｋ 强风化岩层上 ， 对 于 Ｍ 桩 和 Ｄ 桩 ， 的 长度 最长 ， 身 材料 征值 ，Ｎ。 相 Ｍ 它 桩 Ｃ桩单桩承载力特征值用单桩静载试验确定 ， 也可按下式估算 ： 采用混凝土 ， 可 以采用 预 制桩 、 它 钻孔 灌 注 桩 或沉 管 灌注 桩 等 。 对于 ＤＭ 桩 ， 的长度要 比 Ｃ桩 短 ， 它 桩端 持力 层 土层要 求 可 比 Ｃ 桩低 ， 身材 料采用 Ｍ５以上水 泥 砂浆 ， 桩 可通 过 长螺 旋钻 孔 高压
浅谈CM桩复合地基技术
浅谈CM桩复合地基技术作者：刘新胜;罗萍;张吉坤;白晓宇来源：《价值工程》2010年第07期摘要:简单介绍了CM桩的定义、适用条件和作用机理,结合新桩基规范中的变刚度调平设计概念,并通过实验数据的对比,说明了CM桩复合地基技术有很好的利用价值和很大的发展空间。
Abstract: Describe the definition,the applicable conditions and the mechanism of action of the CM-pile, with the optimized design of pile foundation stiffness to reduce differential settlement of the new Pile Code, and through comparison of the experimental datas this paper shows that the composite foundation of CM-pile has good value on using and a large space for development.关键词:CM桩复合地基;长短桩;变刚度调平设计Key words: composite foundation of CM-pile;long-short pile;optimized design of pile foundation stiffness to reduce differential settlement中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)07-0103-020引言复合地基的概念是日本学者在20世纪60年代初提出的,当时是指一种砂型地基的数学模型。
随着地基处理技术的发展,复合地基的概念得到了很大的扩展。
复合地基是指在地基处理过程中,部分土体得到增强或置换,或在地基中设置加筋材料,加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基,在荷载作用下,基体与增强体共同承担荷载的作用。
某工程CM高强三维复合地基的设计
某工程CM高强三维复合地基的设计介绍某工程CM高强三维复合地基的设计标签CM桩；复合地基；地基基础1 工程概况某住宅小区工程位于广州市花都区，建9栋18~27层住宅楼(塔楼)及商业配套商铺（为1~3层裙楼，沿场地外缘分布），住宅楼(塔楼)采用剪力墙结构，商铺采用框架结构。
根据工程地质报告，场地地基土由上至下分别为：杂填土厚0.5~3米（仅1/3钻孔可见），素填土厚0.5~3.7米，粉质粘土厚0.5~9.9米，粗砂厚0.5~12.7米，粉质粘土厚0.5~8.6米（半数钻孔可见），粗砂厚0.8~8.2米（少数钻孔可见），强风化灰岩0.4~1.5米（极少数钻孔可见），微风化灰岩（约30%的钻孔揭示有溶洞，竖向大小0.3~10.6米，洞顶面埋深11.0~25.1米，溶洞内充填物多为流塑状灰黑色淤泥质土或软塑~流塑状灰黄色粉质粘土）。
场地内稳定水位埋深为0.97~2.00米。
2 地基基础方案的选择由于场地地下水埋深浅，局部区域水位以下存在较厚的冲积砂土，人工挖孔施工困难，安全性、经济性差，故首先排除采用人工挖孔桩基础。
预应力管桩桩身质量有保证、施工质量易控制，施工速度快，施工时噪音低、无震动，但难以嵌入或穿越岩层，在本场地的地基条件下有效桩长较短，不利于充分发挥桩身材料强度，故也不宜采用预应力管桩基础。
钻（冲）孔灌注桩可穿越硬夹层，嵌岩能力强，桩长、桩径选择灵活，缺点是成桩质量较难控制，施工慢。
且该场地的溶洞率为30%，遇到贯通溶洞时施工无法把握。
在没有其他更好选择的情况下可以考虑采取该基础形式。
上述三种基础形式都不是理想的选择。
鉴于场地的情况并结合该地区其他工程的经验，经过各方面的对比，最后确定采用CM高强三维复合地基。
3 CM高强三维复合地基的介绍“CM三维高强复合地基”是对国内外复合地基的工作机理、褥垫层效应、传力特性、应力分析、变形及承载力深入研究基础上提出的一种新型复合地基。
CM复合地基由刚性桩（C桩）、亚刚性桩（M桩）、桩间地基土和褥垫层四部分共同组成。
CM复合地基处理在溶洞地质地基中的应用
CM复合地基处理在溶洞地质地基中的应用专版ICM复合地基处理在溶洞地质地基中的应用口骆庆生摘要:广州某经济房项目工程所在场地地质为石灰岩层,岩层内有溶洞,溶洞率高达60%,且洞与洞之间存在连通的可能性.在该工程中应用的CM复合地基处理施工方法对类似工程的施工具有借鉴意义.关键宇:地基处理;石灰溶洞;CM桩一,概述广州某经济房项目位于广州市机场路,工程地上19层,地下3层,总建筑面积为38532m.根据工程地质报告,场地地质含有石灰岩层,岩层内有溶洞,溶洞率达6O%,而且洞与洞之间不排除连通的可能性,埋深10.85-28.2m.二,CM复合地基的实施(一)该工程CM复合地基施工方案该工程经设计方同意后并进行实施的方案是:C桩(刚性桩)采用巾600长螺旋钻孔灌注桩,以石灰岩作为持力层,遇岩石即停.M桩(亚刚性桩或柔性桩)采用巾600水泥搅拌桩,桩长6m,持力层为粉土层,褥垫层为2m碎石垫层,其配合比为碎石:石屑:中粗砂:水:5:3:1:1,分层夯实.通过交叉布置CM桩及褥垫层,使桩和土共同作用并构成平面及竖向合理的刚度级配梯度,达到理想的协同工作应力状态.(二)采用合理的施工流程按照以往CM复合地基工艺要求:"当C桩选用灌注桩时先施工M桩".但在该工程中的M桩设计桩顶标高在地下室以下,假如先施工M桩,则需要空桩8 米,M桩施工后场地将被钻空多个土洞, 使场地上部土层的承载力更小.C桩桩机重达4O多吨,根本不能移动,更有倾覆的危险.根据实际情况并得到设计与监理的同意反转CM桩施工顺序.(三)严格控制桩身长度和垂直度在该工程中溶洞埋深10.85~28.2m,C桩设计直至石灰岩持力层(不穿透石灰岩洞),C桩施工关键在于如何保证C 桩遇岩即停.C桩在钻孔过程如顺利进行则表明未到达岩层,若难以钻入则可判断C桩已到达岩石面层,此时必须停止向下钻,以有效地避开溶洞.1.在接近岩溶地段,应减慢钻进速度,加大泥浆密度的方法成孔.2.在钻孔施工时,孔内泥浆突然下沉140厂东科技200711总第174期或孔内突然没了泥浆时,可判定为遇到溶洞了.3.一旦遇到溶洞,应及时向孔内投放粘土,水泥和片石,依靠长螺旋钻孔桩的冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙,保持孔内泥浆高度,使钻孔顺利进行.4.在溶洞,溶槽,溶沟中施工时,可采用预埋块石,保证钻头作业面强度均匀,减少成孔倾斜.M桩设计入土桩长6m,基本上不会到达岩层.M桩施工过程中要在钻杆中做好明显的标记,严格控制桩长L=6m.尽管或缩颈断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩项浮浆过多或混和料离析现象,最终导致桩身强度不足.故本工程施工时,泵送量为30mTh,塌落度为16-20em,拔管速率控制在2.3-2.5m/rain.通过现场施工员,质安员旁站,以拔管速率和混凝土的塌落度为主控指标进行监控,确保钻孔内混凝土料连续不发生断料现象.三,实施效果质量监督部门对我方施工的CM复合地基进行检测结果如表一.表一CM复合地基检测结果复合地基(整体荷载板静C桩(小应变检测)M桩(抽芯检验) 荷检测)工程总量460根559根3620m50个检测点(每点检测数量138根56根2.7mx27m1。
CM三维高强复合地基在工程中的应用
图 １ 等长短桩应力场
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图 ２ 等长长桩应力场
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图 ３ ＣＭ桩 应力场
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文章编号 ：０ ９— ４ １ ２０ ０ ０ ２ ０ １０ ９４ （０７）６－ ０ ２— ３
Ｃ Ｍ三维高强复合地基在工程中的应用①
口 口 王 从 才 别、 荣 支 忠 文 （ ． ， 秋 ，ｌ Ｊ １徐州建筑职业技术学院， 江苏 徐州 ２ １０ ；． ２０ ８２ 枣矿集 团 信 诚设计 有 限责任公 司 ， 山东 枣庄 ２７０ ） ７００
表 １ 各层土分布及 力学指标
层号 土层名称 平均厚度 限侧阻力 限端承力 极 极 承载力标准 ／ ｍ ｑ／ Ｐ ｓ ｋａ ｉ ｑ／ Ｐ ｐｋａ 值／ Ｐ ｋａ
１ 粉 土 ２５ ．２ １０ ２ ３ ０ ４ ６ ９ ５ １０ ３
２ 粉质黏土 夹 粉 土
３ 粉 土
１ 作用机理
当地基 承 受 垂 直荷 载 时 ， 与桩 间 土都 要 发生 桩 变形 。 由于桩 的模 量 比土 的模 量 大 ， 比土 的变 形 桩
关键词 ： 桩基 ； 三维高强复合地基 ； 承载力
中图分类号 ：Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ． 文献标 识码 ： Ｂ
小， 而基础下面设置 了一定厚度 的褥垫层 ， 在变形的
此 次西气 东输 工程 中灌 浆 料 的生 产 配 比 ， 实 际工 在
程 中的应 用效果 良好 。
浅谈CM复合地基在溶岩地区的运用
浅谈CM复合地基在溶岩地区的运用作者：许瑞宾来源：《建筑工程技术与设计》2014年第28期【摘要】本文结合工程实例，通过对CM高强复合地基的初步了解以及计算，并将其运用于溶岩地区；结合其他单一桩基础，可以体现CM高强复合地基的优越性，CM高强复合地基充分发挥了桩间土的参与作用，保证了地基承载力，并能避开溶洞，降低了施工难度，也减少了工程造价。
【关键词】溶洞；CM复合地基；长螺旋桩C桩；水泥搅拌桩M桩；褥垫层；一工程概况某中心小学北教学楼，位于广东佛山；主体采用框架结构，抗震等级为二级；共4层，总高为15米，建筑面积为7772平方米。
根据地质资料，场地地基土质由上至下依次为：杂填土层厚1.50～4.10m；淤泥质土层厚0.90～7.50m；粉质粘土层厚1.00～22.80m；细中砂层厚0.80～18.80m；微风化灰岩层顶埋深在10.50～35.60m；平均埋深16.15m，见洞率为50.10%，属岩溶强烈发育地段。
部分柱壮图如下所示：二地基和基础的选择分析根据工程经验，对于这类地质情况，常规可选择预应力管桩、钻孔灌注柱；如楼层层数不高，柱低内力组合值不大的情况下，也可以选择天然基础。
若采用预应力500管桩，根据施工经验，须穿过粉质黏土层、细中砂层，有些位置土层较薄，如桩强力进入微风化灰岩层，岩层基面不平，强度很大，非常容易形成断桩。
若采用钻孔灌注桩，桩径至少800mm，入岩要求800mm；由于地质不存在强风化岩和中风化岩，直接到微风化岩，岩层坚硬且存在溶洞极易卡钻，钻头极容易断并埋藏在岩层里，处理非常困难。
而且钻孔灌注桩采用泥浆护壁，钻孔遇溶洞时泥浆会突然漏走，如情况严重还有可能塌孔，存在安全隐患。
若采用天然筏板基础，粉质黏土层和细中砂层属于中等偏高压缩性土，地基承载力偏小；而且分布不均匀，厚度相差很大，容易造成基础不均匀沉降。
三CM复合地基基础的提出和特点分析对于本工程的特殊地质条件，以上三种常规的基础形式显然存在明显的缺陷，不是理想的选择，需要采用其他类型的基础形式。
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案例
长三角地区——上海、常州、南京、无锡地区常存在20米左 右或更深、甚至100米厚的第四系残积软土。
无锡金置广场为30层高层主楼和18层裙楼组成，基础埋深分
别为-6.6m和-6.1m，该工程-80m内未见岩面。采用CM复合地 基处理，C桩有效桩长L=20m处理至硬塑粉质粘土层，C桩的单 桩承载力特征值为700kN；M桩有效桩长L=8m处理至粉质粘土 夹淤泥质粘土层，M桩的单桩承载力特征值为300kN,通过CM复 合地基处理后复合地基承载力特征值不小于500kPa。
பைடு நூலகம்
通过后期沉降监测，该工程平均、稳定沉降小于10mm。
2、廉江龙源花园
案例
廉江龙源花园为18层商住楼及裙楼组成，部分岩面埋深大于 40m。采用CM复合地基处理，C桩桩径为500mm，有效桩长约
14.5~24m；M桩桩径为600mm，有效桩长L=5m。
通过CM复合地基处理后复合地基承载力特征值不小于300kPa。 具体布置详见CM平面布置图及地质剖面图。 该工程已完成所有检测项目，检测结果满足设计要求。