北工大软件园CFG桩计算书.doc

目 录一 设计依据2二 工程概况2三 工程地质及水文地质条件3四 CFG桩复合地基设计要求5五 设计计算5一 设计依据1北工大软件园E地块岩土工程勘察报告（2010勘1018），中铁工设计院有限公司，2010年10月；2北工大软件园II项目-E地块CFG桩复合地基设计要求，中国建筑设计研究院，2011年7月；3北工大软件园II项目-E地块基础拼合平面图，中国建筑设计研究院，2011年5月；4规范规程建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；建筑结构荷载规范(GB50009-2001)；建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)；建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)；北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ 11-501-2009)；5我公司类似设计施工经验。二 工程概况本工程位于北京经济技术开发区40号街区E地块，西侧为地盛北街、南侧为西环中路，建设用地41336.9平方米。E地块内拟建16栋611层的产业用房及1栋配套附属用房，建筑总面积75628平方米，各楼均有一层地下室，局部为人防地下室。各栋单体的地下室，彼此之间有地下通道相连。各楼建筑概况和功能见下表：项目地下层数功能地上层数功能高度（m）0#1设备机房1餐饮、会议5.41#1地下车库11底商、研发楼43.62#、4#、6#楼1（地下车库）库房9研发楼37.93#、5#楼1（地下车库）库房3研发楼13.77#、16#楼1地下车库7研发楼26.28#、9#、11#、13#、15#楼1地下车库7研发楼26.210#、12#、14#楼1地下车库7研发楼26.2本次CFG桩复合地基处理范围主要包括1#、2#、4#、6#楼。本工程0.00相当于绝对标高31.10m。三 工程地质及水文地质条件1、工程地质条件根据勘察报告，将拟建场区地面以下36.0m深度范围内的地层划分为人工堆积层、一般第四纪沉积层二大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标进一步划分为8个大层，有关各土层基本岩性特征及分布情况简述如下：（1）人工堆积层素填土层，黄褐-褐黄色，稍密，湿，含云母、氧化铁、铁锰结核、白灰渣、砖屑等；该层厚度为0.32.2m，层底标高介于28.7030.61m之间；（2）一般第四纪沉积土层粘质粉土-砂质粉土层，褐黄-黄褐色，中密，稍湿，含云母、氧化铁，局部夹有粉砂，属于中高压缩性土，该层厚度为0.43.3m，层底标高27.2229.60m；局部1粉质粘土层，褐黄-黄褐色，可塑-硬塑，湿，含云母、氧化铁，该层厚度为0.51.1m，层底标高28.229.5m；粉砂层，褐黄色，中密，稍湿，矿物成分以长石、石英为主，含云母、氧化铁等；该层厚度为0.43.7m，层底标高24.0726.60m；重粉质粘土-粘土层：褐黄色-红褐色，可塑，很湿-饱和，属中高压缩性土，该层厚度为0.31.5m，层底标高23.7125.92m；目前基坑已揭露该层，该层不连续；局部1冻土层：该层为重粉质粘土-粘土层出露后产生，厚度为0.3m0.5m，层底标高24.0626.02m，其上部为0.2m厚泡沫板及混凝土垫层；粉质粘土层：褐黄色，硬塑，湿饱和，含云母、氧化铁等，该层厚度为0.73.6m，层底标高21.4824.80m；属中高压缩性土；局部1砂质粉土层，褐黄色，密实，稍湿，含云母、氧化铁等，土质均匀，属中高压缩性土，该层厚度为0.61.2m，层底标高23.9024.17m，该层不连续，局部确实；顶部2冻土层：该层为粘质粉土层出露后产生，厚度为0.3m0.5m，层底标高23.1025.13m，其上部为0.2m厚泡沫板及混凝土垫层；无冻层区域上部有0.6m厚钢筋混凝土底板，该区域为5#和6#产业用房所在区域。粘质粉土-砂质粉土：褐黄色，密实，稍湿湿，含云母、氧化铁等，中高压缩性中压缩性，该层厚度为0.32.6m，层底标高20.4823.20m；局部1重粉质粘土层：褐黄色，硬塑，饱和，属中高压缩性土，该层厚度为0.50.9m，层底标高20.9722.70m；该层不连续；粉细砂层：褐黄色褐灰色，密实，稍湿；主要组成份为石英、长石，含云母、氧化铁等，颗粒均匀，该层厚度为0.52.4m，层底标高19.0921.20m；粘质粉土层：褐黄色，密实，稍湿湿；含云母、氧化铁等，属中压缩性土，该层厚度为0.43.0m，层底标高16.0919.17m；局部1粉质粘土层：褐黄色，可塑硬塑，湿饱和，含云母、氧化铁等，属中高压缩性土，该层厚度为0.41.3m，层底标高17.7020.30m；粉砂层：褐黄色，密实，湿；主要组成份为石英、长石，含云母、氧化铁等，颗粒均匀，该层厚度为0.54.9m，层底标高13.1718.67m；粘质粉土层：褐黄色，密实，湿很湿；含云母、氧化铁等，中压缩性土中低压缩性，该层厚度为0.97.2m，层底标高8.5716.2m；局部1粉质粘土层：褐黄色，可塑硬塑，湿饱和，含云母、氧化铁等，属中压缩性土，该层厚度为0.13.0m，层底标高9.0315.09m；（11）细砂层：褐黄色，密实，湿饱和；主要组成份为石英、长石，含云母、氧化铁等，颗粒均匀，该层仅6#孔穿透，厚度为7.3m，层底标高2.58m；（12）粉质粘土层：褐黄色，可塑硬塑，饱和，位于地下水位以下，含云母、氧化铁等，属中压缩性土，该层仅6#孔穿透，厚度为6.0m，层底标高-3.42m；（13）中砂层：黄褐色，密实，饱和，矿物成份以长石、石英为主，该层仅6#孔揭露，未穿透，层顶标高为-3.42m。2、场地水文地质条件拟建场区地下水为第四系地层中的孔隙潜水，地下水主要赋存于砂土层，主要为大气降水、地下水迳流补给，并以垂直蒸发与地下迳流为主要排泄方式。 本次勘察期间，钻孔深度范围内勘测到一层地下水，静止水位埋深在14.916.9m（均从现有基坑底算起，基坑外钻孔未揭露含水层），静止水位标高8.829.67m，据近35年水位动态资料分析，其水位年变化幅度一般为2.0m。其天然动态型属渗入迳流型。四 CFG桩复合地基设计要求1#楼核心筒下处理后的地基承载力标准值应不低于330kPa，其余部分处理后的地基承载力标准值根据区域不同，分别应不低于330kPa、 250kPa、200kPa， 2#、4#、6#楼核心筒下处理后的地基承载力标准值应不低于240kPa，其余处理后的地基承载力标准值应不低于200kPa。基础沉降量不大于30mm，基础沉降差及倾斜限值应满足规范要求。CFG桩的布置应考虑上部结构的荷载分布和基础形式进行桩端持力层和桩长优化，做到有利于基础底板抗冲切，有利于减小基础沉降和沉降差，有利于取消沉降后浇带。五 设计计算1、单桩承载力的计算（1）确定CFG桩长根据勘察报告，各楼座设计 CFG桩桩端持力层分别选择粉沙层、层粘质粉土和（11）细砂层。CFG桩长设计时应既要保证桩端充分落在持力土层上，又要保证桩端以下持力土层的有效厚度，以充分发挥CFG桩桩端承载能力和控制沉降。（2）单桩承载力计算单桩承载力按下式进行计算： （3）上式中，桩身周长，本设计按桩径410mm进行计算，桩周长为1.2874； 桩的截面积，本设计桩的截面积为0.132m2；桩端土极限承载力特征值，粉沙层、层粘质粉土和（11）层细砂层细砂分别为550kPa、600kPa和800kPa； 桩侧、端阻力综合分项系数，本工程取2.0。 桩周第层土的厚度，桩周第层土的极限侧阻力特征值。 2、面积置换率的计算 （4）式中：fspk 复合地基承载力特征值；m 面积置换率；Ap 桩的截面积，0.132m2； 桩间土承载力折减系数，0.95；fsk 处理后桩间土承载力的特征值，根据基底土层情况，分别选取地基持力层160kPa和120kPa（4#和6#楼）；3、桩间距的计算 （5）式中：l为正方形布置时桩间距，m。4、桩体材料强度的计算 （6）式中：fcu为桩体混和料抗压强度平均值，kPa。5、复合地基最终变形量的计算 （7）式中：s地基最终变形量,mm；s分层总和法计算出的地基变形，mm；ys沉降计算经验系数；n划分土层数；P0准永久组合时的基础底免除的附加压力，kPa；Esi基础底面下第i层土的压缩模量，MPa；Zi、Zi-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；i、i-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。楼号 桩径 （mm)有效桩长 （m）桩长（m）桩间距（m）桩数(根)单桩承载力特征值Ra（KN)桩身砼强度等级置换率处理后复合地基承载力标准值 fsp,k（KPa）沉降 （mm）1#4101515.51.71.7172540C204.57%3301641088.51.61.6280280C205.16%2502041088.52.02.0280C203.3%200292#41088.51.71.7415280C204.57%2402541088.52.02.0280C203.3%200274#4101111.51.71.7325410C204.57%240134101111.52.02.