土木工程毕业设计（论文）项城市某小区高层住宅楼CFG桩基优化设计

1、毕 业 设 计 正 文设计题目：项城市某小区高层住宅楼cfg桩基优化设计专 业：土木工程（岩土及地下建筑方向）班级学号： 姓 名： 指导教师：设计期限：2011年3月28日开始2011年5月22日结束院 系： 2011年5月10日目 录摘 要1abstract21 前 言32 工程概况及场地工程地质条件52.1 拟建工程概况52.2 工程地质条件及场地水文地质条件62.3 场地土质、地下水质腐蚀性评价及地基土的冻胀性62.4 场地土层物理力学性质参数72.4.1 场地地层划分及特征72.4.2 地基土的承载力特征值及压缩性评价72.5 地基土均匀性评价83 复合地基处理方案的选取93.1 地基

2、处理方案选取的理论依据93.2地基处理方案的分析与优选103.2.1 钻孔灌注桩方案103.2.2 cfg桩方案103.2.3 地基处理方案的选择114 cfg桩复合地基的优化设计124.1 cfg桩复合地基设计理论124.1.1 cfg桩复合地基设计的指导思想124.1.2 cfg桩复合地基设计参数134.1.3 cfg桩设计计算步骤144.1.4 cfg桩的桩数计算204.2 地基持力层强度验算204.3 cfg桩复合地基设计参数的优化214.3.1 方案一214.3.2 方案二224.3.3 方案三234.3.4 方案四234.4 单桩竖向承载力估算244.5 复合地基承载力特征值估算2

3、44.5.1方案一244.5.2 方案二254.5.3 方案三254.5.4 方案四264.6 桩体强度274.7 复合地基沉降计算274.8 桩的布置314.9 褥垫层设计315cfg桩复合地基的施工335.1 施工工艺335.1.1 长螺旋压灌成桩施工工艺流程335.1.2 长螺旋压灌成桩施工中常见的问题及质量控制措施335.2 施工要点365.3 施工质量要求及注意事项375.4 施工质量检测38结论与建议40结语42参考文献43 华北水利水电学院2011届毕业生毕业设计摘 要 论文首先对项城市凤凰国际小区的工程地质条件进行了详细论述。再由标准贯入试验、静力触探试验和室内土工试验结果，对

4、拟建工程场地各岩土层力学性质进行了综合分析。在此基础上，对场地的地基承载力与均匀性等岩土工程指标进行了分析与评价。通过对拟建建筑物结构荷载及基底压力的估算，得出天然地基不能满足承载力要求，并提出cfg桩复合地基方案。关于cfg桩的设计方面，首先根据场地岩土工程条件初步设计了地基处理参数的四种方案，然后分别计算了四种方案下的地基承载力，综合分析比较后，最终选取了正方形布桩，桩间距s=4.0d，并对这一方案的沉降量进行了计算，结果满足规范要求。最后，对cfg桩复合地基的施工工艺进行了简要的论述，并针对施工过程中容易出现的问题提出了相应的控制措施，并分析了施工质量和施工要点。关键词cfg桩复合地基，

5、 优化设计，承载力与变形，cfg桩施工abstractaccording to the survey data of phoenix international community in xiangcheng city, the engineering geology conditions of the proposed project site have first been discussed in detail. by the standard penetration test, the cpt testing and indoor soil test results, the prop

6、osed venue of the geotechnical engineering and mechanical properties of every rock layers in the building place is analyzed comprehensively. on this basis, the venue of the earthquake, the foundations bearing capacity and uniformity and so on are analyzed and evaluated comprehensively.through the es

7、timates of the building load of the proposed structure and the pressure of the basement, the ground bearing capacity of natural base cant meet the demand of the building, and the program of cfg pile compound-ground is proposed. on the design of cfg pile, in accordance with the geological conditions

8、of the proposed project site, the thesis first calculates of cfg piles four programs dealing with parameter. then, the foundation bearing capacity of four programs are calculated. with the comprehensive analysis and comparison, the case of s = 4.0d is selected. then, the settlement of the cfg pile c

9、ompound-ground is accounted, and the design meets the requirement of the code well.finally, the construction process of the cfg pile compound-ground is discussed in brief. in connection with the problem in the construction process, the corresponding quality control measures are raised, and then the

10、points in the construction are analyzed in major.key words cfg pile compound-ground; selection of the ground treatment;bearing capacity and deformation; construction of cfg piles装订线1 前 言随着我国现代化事业的蓬勃发展，各类高层建筑被日益广泛应用。由于建设的需要，一方面，高层建筑不断趋向于高，大，重，从而对岩土体提出更高的要求；另一方面，当软弱地基，不均匀地基不能满足建筑物对地基强度要求和变形要求时，正确的设计和处

11、理地基承载力问题对于各类工程项目的成功建设是至关重要的，而且也是必须首先解决的问题。一般情况下，为满足地基的强度、变形及抗震等要求，通常需要对天然土层进行人工加固处理。经过地基处理的人工地基大致可分为三类：均质地基、多层地基和复合地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。根据地基中增强体的方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。其中，竖向增强体复合地基通常称为桩土复合地基。桩土复合地基根据竖向增强体的桩体材料可分为三类：散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合

12、地基。刚性桩复合地基的桩体主要形式有水泥粉煤灰碎 石桩(cfg桩)、石灰混凝土桩等。cfg桩(cement fly-ash gravel pile)意水泥粉煤灰碎石桩，是20世纪90年代初出现的一种地基处理新技术。与一般的柔性桩复合地基相比，用cfg桩处理的地基，具有可使地基承载力提高幅度大并具有很大可调性的优点；故当天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求时，cfg桩复合地基则有明显的优势。与此同时，cfg桩造价低，建筑隔震且无污染，无噪音，是特别适用于城区建设的环保型施工工艺。cfg桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用各种成桩机械制成的可

13、变强度桩，通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在c5-c25之间变化。80年代末至90年代初，cfg桩多用振动沉管打桩机施工；90年代中期，开始应用长螺旋钻管cfg桩混合料成桩工艺，用于高层建筑的cfg桩强度等级一般为c15-c25，一般采用素混凝土。cfg桩和桩间土一起，通过褥垫层形成cfg桩复合地基共同工作。cfg桩一般不用计算配筋，进一步降低了工程造价。cfg桩适用范围较广，就基础型式而言，既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱型基础；就土性而言，可用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基。既适用于挤密效果好的土，又适用于挤密效果差的土，具有加速土体固结，沉降变形小、沉

14、降稳定快等特点。本次毕业设计“郑项城市某小区高层住宅楼cfg桩基优化设计”，是在天然地基不满足建筑物承载力要求和变形要求的情况下，采用cfg桩复合地基对拟建场地进行处理。在对cfg桩进行设计时，主要对不同的桩间距、桩长及承台的形状进行了优化设计。另外，本文还对cfg桩复合地基的施工进行了分析。2 工程概况及场地工程地质条件2.1 拟建工程概况拟建某小区位于项城市北苑路北侧，梧桐大道南侧，湖滨路与政和路之间。拟建建筑物工程概况见表2.1：拟建建筑物10#楼标准层平面图见图2-1： 表2.1 拟建建筑物工程概况一览表楼号层高（f）底面尺寸（mm）地下室预估基础埋深（m）拟采用结构形式基础形式柱网间

15、距(mm)单柱最大荷重（kn）2#660.0012.001.7砖混待定3#671.0013.001.7砖混待定4#765.0011.002.0砖混待定5#755.0011.002.0砖混待定8#750.0011.002.0砖混待定9#784.0011.002.0砖混待定10#1155.0011.002.5框架待定11#1155.0011.002.5框架待定12#768.0011.002.0砖混待定13#772.0011.002.0砖混待定15#1170.0012.0014.2框架待定16#1177.0012.0014.2框架待定图2-1 10#楼标准层平面图2.2 工程地质条件及场地水文地质条

16、件拟建场地地貌单元属黄淮冲积平原，地形平坦，建筑场地原为农田，距周围建筑物较远，周围环境对施工没有影响，四周临路，交通便利，适宜建设。拟建场地地处黄淮冲积平原，属暖温带季风气候。本区浅层地下水补给主要为降水渗入补给，排泄水式主要为蒸发和人工开采。 实测孔内稳定水位埋深距自然地面m，属第四纪松散岩类孔隙潜水，下部地层中的地下水具有相对承压性质，地下水流向由北向东南：受区域地下水动态影响及季节变化控制，场地下水水位变化幅度较大，变幅1.50m左右。据搜集资料,场地土渗透系数cm/s, 一般单井涌水量2530m3/h.m，单位涌水量2.03.0m3/h.m。2.3 场地土质、地下水质腐蚀性评价及地基

17、土的冻胀性河南省干燥指数小于1.5，属于湿润区，根据岩土工程勘察规范（gb50021-2001）中g.0.1表的有关规定划分，本场地环境类型为类。 本次勘察，采取场地浅层地下水水样二组，并进行专项水质分析，据水质分析结果，本场地地下水含量为52.4mg/l，小于300 mg/1；含量为579.5mg/1，大于1.0 mg/1；ph值为7.39,大于6.5；侵蚀性为0.0mg/1，小于15 mg/1；因些，按照岩土工程勘察规范(gb50021-2001)第12.2条，判定场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。 据场地附近资料，场地土质对混凝土

18、结构、钢结构及钢筋混凝土结构中的钢筋微腐蚀性。场地土属季节性冻土，根据区域资料分析，土壤最大冻深22cm，一般15cm左右，为不冻胀土，对于不冻胀土的基础埋深，可不考虑冻深影响。2.4 场地土层物理力学性质参数2.4.1 场地地层划分及特征场区在勘探深度30米范围内均为第四系冲洪积地层，根据钻探取芯、原位测试和室内土工试验综合分析，该场地地层在钻探深度内共划分为4层，现自上而下分述：粉质粘土（q4al）：浅灰、黄灰色，饱和，可塑-软塑，上部有50cm左右的耕土，下为粉质粘土，含少量的钙质结核、铁锰结核及其氧化物、蜗牛壳碎片、植物根系等，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，层厚6.707

19、.60m。粉质粘土（q4al）：褐黄色，饱和，可塑、硬塑，土质不很均匀，夹粉土薄层，有时呈互层状，含少量的钙质结核、铁锰结核及其氧化物、蜗牛壳碎片等，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，厚度不均，层厚3.1013.00m。该层最大倾斜度17.6%。粉砂（q4al）：黄色，饱和，中密实，矿物成分以石英、长石为主，云母次之，夹粉质粘土薄层，含少量的钙质结核、蜗牛壳碎片、黑色矿物等，层厚0.008.50m。该层局部缺失。粉土（q3al）：褐黄色，饱和，中密、密实，夹粉质粘土薄层，有时呈互层状,含云母碎屑、少量的钙质结核、铁锰结核等，无光泽，摇振反应强，韧性低，干强度低，该层未揭穿，最大揭露厚

20、度为11.70m。2.4.2 地基土的承载力特征值及压缩性评价根据标贯试验、静力触探试验及土工试验，并结合本地区经验，现将各土层的承载力特征值及压缩模量提供如下（见表2.2）：表2.2 各层土的承载力特征值及压缩模量层号土壤名称承载力特征值fak(kpa)压缩模量es(mpa)压缩性评价标贯试验静力触探土工试验建议值静力触探土工试验建议值粉质粘土1251151301204.805.105.00中偏高压缩性粉质粘土2001802001807.507.307.50中压缩性粉砂22023022018.518.5低压缩性粉土20021021020014.513.013.5中偏低压缩性2.5 地基土均匀

21、性评价以15#楼为例，由于基础埋深4.2m，则号土层为天然地基基础持力层，号土层为第一下卧层，则有：（1）基础持力层层面坡度10%；（2）基础持力层及其下卧层在基础宽度方向上地层厚度的差值0.05b；（3）在基础宽度方向上压缩层范围内es1、es2的平均值大于10 mpa，且满足 es1es2 （es1es2）/20根据高层岩土工程勘察规程（jgj72-2004）第8.2.4条判定：除16#楼外，均属于均匀地基。3 复合地基处理方案的选取3.1 地基处理方案选取的理论依据地基处理方法种类繁多，各种处理方法有它的优缺点和适用范围，没有一种方法能解决所有问题，具体工程的地质条件也多种多样，各个工程

22、间地质情况差别巨大，对地基的要求也不尽相同。此外，施工机械设备、所需的材料也会因提供部门的不同而产生很大差异，施工队伍的技术素质状况、施工技术条件和经济指标比较状况都会对地基处理的最终效果产生很大的影响。一般地说，在选择确定地基处理方案以前应充分地综合考虑以下几个方面的因素：（1）地质条件：包括地形、地貌，成层状态，土的各种指标，地下水条件。（2）结构物条件：包括结构物形式、规模。（3）环境条件： 气象条件，包括要求的安全度、重要性； 噪声、振动情况，包括振动及噪声可能对周围居民或设施的影响； 邻近构筑物情况：包括邻近的建筑物、桥台、桥墩、地下结构物等的情况； 地下埋设物：包括上下水道、煤气、

23、电讯电缆管线的位置； 机械作业、材料堆放的条件； 电力与供水条件。（4）材料的供给情况：尽可能地采用当地的材料，以减少运输费用。（5）机械施工设备和机械条件：有些地区所需的施工设备和施工设备的运营状况成为了采用何种加固措施的决定因素。（6）工程费用的高低操作、操作熟练程度：经济技术指标的高低，是衡量地基处理方案选择得是否合理的关键指标，在地基处理中，一定要通过综合比较，选择能满足加固要求的地基处理方案，选择技术先进、质量有保证且经济合理的方案。（7）工期要求：一方面，应保证地基加固工期不会拖延整个工程的进展；另一方面，如果地基工程缩短，也可利用这段时间，使地基加固后的强度得到提高。因此，对每一

24、个具体工程都要进行具体分析。应从各方面进行综合考虑，以确定合适的地基处理方法。在确定地基处理方法时，可根据工程的具体情况，对几种地基处理方法进行技术、经济以及施工进度等方面的比较。通过比较分析可以采用一种地基处理方法，也可采用两种或两种以上的地基处理方法组成的综合处理方案。3.2地基处理方案的分析与优选3.2.1 钻孔灌注桩方案由于桩基具有承载力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震能力强，以及能适应各种复杂地质条件等特点而得到广泛使用。钻孔灌注桩在工程实践中，具有如下优点：（1）适用于各种地层，桩长、桩径均可灵活调整，不需截桩或接桩。（2）遇到坚硬土层时，成孔及沉桩较容易。（3）易

25、于施工，单桩承载力高。（4）与其它多种桩型相比，造价相对较低。但钻孔灌注桩在工程实践中，亦具有如下缺点：（1）由于地层中有相对较差地层分布，成孔时容易缩孔，可能造成桩身缩颈等缺陷,因此成桩质量不易控制和保证。（2）桩身直径变化较大，因而单桩的承载力不易控制，变化较大。（3）若持力层为砂土，孔底残渣不易清除，将影响桩端承载力的充分发挥。（4）与cfg桩相比，造价较高。3.2.2 cfg桩方案cfg 桩复合地基通过褥垫层与基础连接，可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减

26、小，再加上cfg 桩一般不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，可极大降低工程造价。经设计验算采用复合地基方案，由于表层土质影响应采用阀板基础。 cfg桩施工可用振动沉管施工工艺，操作简便，对桩间土的挤实效果好。也可以采用长螺旋钻管内泵压cfg桩施工工艺，施工噪音低，无泥浆污染，成孔制桩不产生振动。3.2.3 地基处理方案的选择钻孔灌注桩桩身直径变化较大，因而单桩的承载力不易控制，cfg桩复合地基法方案造价低，施工方便，根据本场地岩土工程特性、埋藏条件及以上诸多因素，最终选择cfg桩复合地基方案为地基处理方案,且cfg桩复合地基法方案本地区已有工程经验可借鉴等优势，具有明显的社会、经济效益。

27、 4 cfg桩复合地基的优化设计4.1 cfg桩复合地基设计理论4.1.1 cfg桩复合地基设计的指导思想cfg 桩复合地基通过褥垫层把桩和承台（基础）断开，改变了过分依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统思想。cfg 桩不只是用来加固软弱地基，对于较好的地基土，若建筑物荷载较大，天然地基承载力不够或者变形不能满足要求，就可以用cfg 桩间进行加固处理。在设计中，cfg 桩不仅可以采用同一桩长，也可以根据设计条件和地质条件采用不同桩长，不同桩长间作，甚至cfg 桩与其它的桩型组合，如cfg 桩和夯实水泥土桩，碎石桩等间作，形成多桩型复合地基。（1）cfg桩的作用 承担基础传来的竖向、水平荷载:在群

28、桩复合地基中，桩对桩间土具有阻止土体侧向变形的作用。相同荷载水平条件下，无侧向约束时土的侧向变形大，从而使垂直变形加大；由于桩对土体侧向变形的限制，减少了侧向变形，也就减小了垂直变形，使符合地基抵抗垂直变形的能力有所加强。（2）cfg桩间土的作用 承担竖向、水平荷载； 对桩体进行约束； 保证桩体正常工作。（3）褥垫层及其作用褥垫层：调整桩土应力比，使桩间土的变形协调，同时为桩体上刺入提供空间，褥垫层应该满足规范要求。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载

29、通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。褥垫层作用： 保证桩土共同承担荷载； 调整桩土荷载分担比； 减少基础底面的应力集中； 调整桩土的水平荷载的分担。褥垫层的厚度小，桩间土的承载力不能充分的发挥，要达到设计的承载力。要增加桩的数量以及长度，造成浪费；厚度大，能够充分发挥桩间土的承载力，如厚度太大，会造成桩土应力比接近或者相等，桩的承担荷载减少，而且建筑物变形大。考虑到技术和经济上的合理性，褥垫层的厚度取15-30cm。（4）褥垫层的设置原则 长桩宜薄、短桩宜厚； 桩间距大，宜厚；否则，宜薄；(s=2.5d5d) ； 桩径大，宜厚；否则，宜薄；（d=350mm600mm） ； 桩土的相对

30、刚度大，宜厚；否则，宜薄；以上所指的厚度不宜超过30cm，薄不宜小于15cm，小于15cm 以后，施工不容易控制。4.1.2 cfg桩复合地基设计参数cfg桩复合地基设计主要确定以下6个设计参数：（1）桩长l：根据工程地质条件，初步确定cfg桩的桩长。桩端最好落在较好的土层上，以较好地发挥cfg桩的端承力作用，进入较好土层1. 0m左右为宜。这是cfg桩复合地基设计的一个重要原则。因此，桩长是首先要确定的参数，它取决于建筑物对承载力和变形的要求，土质条件和设备能力等因素。设计时根据工程地质勘察报告，分析各土层，确定桩端持力土层和桩长，并按相应规范计算单桩承载力。（2）桩径d：cfg桩径的确定取

31、决于所采用的成桩设备，一般设计桩径为350600mm。（3）置换率m：根据建筑物地基承载力要求，确定cfg桩复合地基的面积置换率m。（4）桩间距s：一般根据面积置换率m确定桩间距s，可取桩间距s= (35) d,但桩间距的大小还取决于设计要求的复合地基承载力和变形、土性及所采用的施工机具。若设计要求的承载力大时s取小值，但必须考虑施工时相邻桩之间的影响，因此桩距的大小应综合考虑。（5）桩身强度：原则上，桩体配合比按桩体强度控制，标准养护的试块强度应不小于单桩承载力所要求强度的3倍。（6）褥垫层厚度及材料：褥垫层厚度一般取1530cm为宜，当桩径和桩间距过大时，应结合对土层性质的考虑可将褥垫层厚

32、度适当加大。褥垫层材料可采用粗砂、中砂、碎石、级配砂石(最大粒径不大于20mm)。4.1.3 cfg桩设计计算步骤4.1.3.1 cfg桩复合地基承载力设计与计算复合地基承载力是由桩间土和桩共同承担荷载。cfg桩复合地基承载力取决于桩距、桩径、桩长、上部土层和桩尖下卧层土体的物理力学指标以及桩间土内外面积的比值等因素。现有的复合地基承载力计算通常有两种思路：一种是先分别确定桩体的承载力和桩间土承载力，根据一定的原则叠加这两部分承载力得到复合地基承载力；另一种是把桩体和桩间土组成的复合土体作为整体来考虑，确定复合地基的承载力。复合地基承载力不是由天然地基承载力和单桩承载力的简单叠加，需要对以下一

33、些因素给予考虑：（1）施工时对桩间土是否产生扰动和挤密，桩间土承载力有无降低或提高；（2）桩对桩间土有约束作用，使土的变形减少；（3）桩和桩间土承载力的发挥都与变形有关，变形小时桩和桩间土的承载力的发挥都不充分；（5）复合地基桩间土的发挥与褥垫层的厚度有关。综合以上因素，结合软土地区cfg桩复合地基的工程实践，建筑地基基础处理技术规范（jgj79-2002）中规定，cfg桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时按下式估算： （4-1）根据勘察报告，确定桩间土承载力根据勘察报告，确定桩端持力土层初步确定桩长，并计算单桩承载力根据施工工艺，确定桩径计算不同桩间距时的复合地

34、基承载力根据复合地基承载力要求确定桩间距桩间距是否合理计算复合地基变形变形是否满足要求设计桩身强度等级设计褥垫层根据基础平面图和上述参数进行布桩调整桩长n调整桩间距调整桩间距调整桩长y图 4-1 cfg桩复合地基设计流程图 面积置换率； 单桩竖向承载力特征值（kn）； 桩的截面积（m2）； 桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.750.95，天然地基承载力较高时取最大值；处理后桩间土承载力特征值（kpa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取地基承载力特征值。其中，单桩承载力特征值的取值，在无单桩载荷试验资料时，可按下式估算： （4-2）式中 桩的周长（m）； 桩长范围内所划

35、分的土层数； 、桩周第i层土的侧阻力、桩端阻力特征值（kpa） 第i层土的厚度（m）。4.1.3.2 cfg桩复合地基沉降的设计与计算在荷载作用下，cfg桩复合地基的桩体由于自身模量较大，将分别向褥垫层和下卧层刺入，加固区桩间土和下卧层也相应的发生沉降，如图4-2所示。图 4-2 cfg复合地基变形由图4-2可知，若桩顶沉降为，桩端沉降为，桩顶土的位移为，则复合地基加固区的沉降量为等于桩向褥垫层中的刺入变形量和向下卧层中的刺入变形量之和： (4-3)其中 : 若下卧层变形为，则复合地基的沉降量s为加固区变形量和下卧层变形量之和，即： （4-4）需要说明的是上述公式中未考虑桩自身的压缩变形量，因

36、为桩身模量很大，变形很小，可以忽略不记，即，此外，也未考虑褥垫层的压缩量，因为褥垫层较薄，而且较为密实，模量也比土体大很多，因此可以忽略其变形量。现行国家标准建筑地基处理技术规范(jgj 79-2002)中给出了cfg桩复合地基沉降变形计算方法：假定加固区的复合土体为与天然地基分层相同的若干层均质土体，不同的是压缩模量都相应扩大倍，这样加固区和下卧层均按分层综合法进行沉降计算。当荷载不超过复合地基承载力时，总沉降量s表达式为： （4-5）式中 s复合地基总的沉降量（mm）； (a) 复合地基土层模量示意图 (b)天然地基土层模量示意图图4-3 各土层综合模量示意图 沉降修正系数，根据地区沉降量

37、观测资料及经验确定，无地区经验时按表4-1取值；加固区土分层数；沉降计算深度范围内土层总的分层数；对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加应力（kpa）；加固区土的模量提高系数；基础底面下第i层土的压缩模量（mpa），应取土的自重压力与附加压力之和的压力段计算，如图4-3所示；、基础底面至第i层和i-1层土底面的距离（m），如图4-4所示；、基础底面至第i层和i-1层土底面范围内平均附加应力系数，可查表计算。图4-4 复合地基沉降计算分层示意图其中： （4-6）式中 复合地基承载力特征值（kpa）； 天然地基承载力特征值（kpa）。表 4-1 变形计算经验系数 （mpa）基底附加压力 2.

38、54.07.015.020.01.41.31.00.40.21.11.00.70.40.2表4-1中，为变形计算深度范围内压缩模量的当量值。应按下式计算： （4-7）式中 第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值； 基础底面下第i层土的压缩模量值，桩长范围内的土层按符合土层的压缩模量取值。复合地基变形计算深度必须大于复合地基厚度，并应符合下式要求： （4-8）式中 在计算深度向下取厚度为的土层计算变形值，按表4-2确定，其中b为基础宽度； 在计算深度范围内，第i层土的计算变形值。表 4-2 值表22b44b88b0.30.60.81.0如确定计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。4.1.4 c

39、fg桩的桩数计算原则上，cfg桩只可布在基础范围内，桩的数量可按下式确定： （4-9）式中 a面积范围内的布桩数； 面积置换率； 基础面积； 桩端截面积实际布桩时受基础尺寸大小及形状等因素的影响，布桩时可能会有一定的增加。4.2 地基持力层强度验算（1）对于6层楼基底压力 kn/m2深度修正后的地基承载力= kpa（2）对于7层楼基底压力 kn/m2深度修正后的地基承载力） kpa（3）对于11层楼带地下室：基底压力 kn/m2深宽修正后的地基承载力 kpa不带地下室：基底压力 kn/m2深宽修正后的地基承载力 kpa综上所述：6、7层住宅天然地基强度能满足设计要求，11层住宅天然地基强度不能

40、满足设计要求。4.3 cfg桩复合地基设计参数的优化根据各土层物理力学性质及地下水位,结合原位测试成果、当地经验及建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）、建筑桩基技术规范（jgj94-2008）等规范、规程,现将有关设计参数提供如下表4-3 ：下面分别采用四组不同的复合地基设计参数进行计算：表4-3 cfg桩设计参数地层编号土层名称粉质粘土粉质粘土粉土粉土桩侧摩擦力特征值 （kpa）222630桩端摩擦力特征值 （kpa）300400承载力特征值 （kpa）1201802202004.3.1 方案一4.3.1.1 桩长及持力层根据场地的工程地质条件及拟建建筑特点，并由岩土工程勘察资料可知

41、：第层粉质粘土、第层粉砂、第层粉土，承载力较强，可做持力层。以9号孔揭露的底层情况为依据，根据建筑地基基础设计规范（jgj79-2002）和建筑桩基技术规范（jgj94-2008），以及当地经验确定出：有效桩长为10.0m，以第层作为桩端持力层。4.3.1.2 桩径建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）中9.2.1条要求，设计桩径350600mm，根据施工工艺及当地经验取设计桩径为400mm。4.3.1.3 桩间距按照规范，桩间距取35倍桩径，初步设定桩间距取4倍的桩径，s=4d=1.6m。4.3.1.4 面积置换率 （4-10）式中：面积置换率桩身平均直径根桩分担的处理地基面积的等效圆

42、直径工程场地内cfg桩采用等边三角形布桩形式：（4-11）式中：桩间距因设计桩距s=4.0d=1.6m，可得m=0.0574.3.2 方案二4.3.2.1 桩长及持力层根据现场工程地质条件及规范，初步设定有效桩长为10.0m，以第层作为桩端持力层。4.3.2.2 桩径建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）中9.2.1条要求，设计桩径350600mm，根据施工工艺及当地经验取设计桩径为400mm。4.3.2.3 桩间距按照规范，桩间距取35倍桩径，具体桩间距取4倍的桩径，s=4d=1.6m。4.3.2.4 面积置换率工程场地内cfg桩采用正方形布桩形式： （4-12）式中：桩间距因设计桩距

43、s=4.0d=1.6m，可得m=0.0494.3.3 方案三4.3.3.1 桩长及持力层根据现场工程地质条件及规范，有效桩长为12.0m，以第层作为桩端持力层。4.3.3.2 桩径建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）中9.2.1条要求，设计桩径350600mm，根据施工工艺及当地经验取设计桩径为400mm。4.3.3.3 桩间距根据现场工程地质条件及规范，初步设定桩间距取35倍桩径，具体桩间距取3.5倍的桩径，s=3.5d=1.4m。4.3.3.4 面积置换率设计工程场地内cfg桩采用等边三角形布桩形式：可得=0.0744.3.4 方案四4.3.4.1 桩长及持力层根据现场工程地质条件

44、及规范，初步设定有效桩长为12.0m，以第层作为桩端持力层。4.3.4.2 桩径建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）中9.2.1条要求，设计桩径350600mm，根据施工工艺及当地经验取设计桩径为400mm。4.3.4.3 桩间距按照规范，桩间距取35倍桩径，具体桩间距取3.5倍的桩径，s=3.5d=1.4m。4.3.4.4 面积置换率工程场地内cfg桩采用正方形布桩形式： =0.0644.4 单桩竖向承载力估算根据建筑桩基技术规范（jgj94-2008）等规范及上表提供的设计参数，以9号孔揭露的地层情况为依据，单桩竖向承载力特征值估算如下： = kn4.5 复合地基承载力特征值估算下

45、面将对应4.3中的四个方案计算复合地基承载力特征值。4.5.1方案一拟建建筑物按采用筏板基础进行估算时，根据当地经验，由cfg桩复合地基承载力特征值公式 其中，=325kn，=3.14m2根据经验取0.75，桩间土的承载力特征值根据当地经验取为120kpa， 工程场地内cfg桩采用等边三角形布桩形式：初步设计s=4.0d=1.6m，可得m=0.057，=232 kpa根据以上承载力计算结果，由宽深修正后的地基承载力特征值公式： （4-13）式中: 修正后的cfg桩复合地基承载力特征值； cfg桩复合地基承载力特征值； 、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土类查表4-4确定； 基础底面

46、以下土的重度 基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值； 基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；基础埋置深度(m)，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。=0，=1.0，=2.5,=19.9kn/m3 初步设计s=4.0d=1.6m，根据以上承载力计算结果，由宽深修正后的地基承载力特征值公式：可得 =kpa4.5.2 方案二 其中，=325kn，=3.14 m2根据

47、经验取0.75，桩间土的承载力特征值根据当地经验取为120kpa， 工程场地内cfg桩采用正方形布桩形式： s=4.0d=1.6m，=0.049，=212 kpa=0，=1.0，=2.5,=19.9kn/m3根据以上承载力计算结果，由宽深修正后的地基承载力特征值公式： =kpa4.5.3 方案三其中，=325kn，=3.14 m2根据经验取0.75，桩间土的承载力特征值根据当地经验取为120kpa， 工程场地内cfg桩采用等边三角形布桩形式：s=3.5d=1.4m，m=0.074，=275 kpa=0，=1.0，=2.5,=19.9kn/m3根据以上承载力计算结果，由宽深修正后的地基承载力特征值公式： =kpa4.5.4 方案四其中，=325kn，=3.14 m2根据经验取0.75，桩间土的承载力特征值根据当地经验取为120kpa， 工程场地内cfg桩采用正方形布桩形式：