CFG桩毕业设计(共22页)

1、拟建蒋辛屯住宅C区CFG桩复合地基设计摘要 ： 本文开始介绍了地基处理的发展历史及地基处理的六种主要方法，后面对CFG桩的设计与计算做了详细的说明，最后通过实例介绍了CFG桩复合地基的设计与计算。具体通过蒋辛屯C区住宅楼建筑场地所处的环境、工程概况、工程地质条件，结合所收集此地已有建筑资料和工程经验，提出CFG桩复合地基处理场地地基的方案。CFG桩的设计主要从桩长、桩间距、承载力、沉降量和褥垫层这几个方面设计， 最后对设计做出总结提出自己设计的见解和要求。关键词 CFG桩复合地基；承载力；沉降量；褥垫层The proposed foundation Jiang Xin residentialc

2、areaCFGpile composite FoundationAuthor: Dang leiInstructor: Yao Jian xinAbstract beginning of this article describes the history of the Foundation and Foundation treatment of the six main ways, back onCFGpile design and calculation of a detailed description, finally adopted an exampleCFGpile composi

3、te Foundation design and calculation. Specific by Jiangxintun cresidential building build site survey of the environmental, engineering, engineering-geological conditions, combined with building materials and engineering experience gathered here proposedCFGpile composite Foundation treatment program

4、me of the Foundation. CFGpile designed from bearing capacity of pile and the pile spacing, and the settlement and the design of cushion, final summary of the design was its own design ideas and requirements. Keyword CFGpile; capacity; settlement; cushion目录第1章 绪论31.1 地基处理的历史情况31.2 地基处理方法及应用范围3第2章 CFG

5、桩复合地基72.1 CFG桩概述72.2 CFG桩复合地基加固机理82.3 CFG桩的工程特性8第3章 CFG桩复合地基设计与计算93.1桩间距的设计计算93.2 承载力的计算123.3 CFG复合地基沉降计算13第4章 蒋辛屯住宅C区CFG桩复合地基设计154.1工程概况154.2工程地质条件154.3 CFG桩设计计算174.4沉降量计算19结论21结束语22参考文献23第1章 绪论1.1 地基处理的历史情况地基处理是古老而又年轻的领域。木桩处理在我国应用历史悠久，浙江省余姚市河姆渡出土的文物表明，我们的祖先在7000多年前已经能采用各种木桩用以加固沼泽地基建造建筑。2000多年前，石灰作

6、为建筑物基础垫层材料以及石灰稳定土的技术己在我国应用。而现代的复合地基技术是工程技术人员在工程实践中总结和发展起来的。它从两条思路发展而来，一是当在软弱地基上建造结构物时，工程技术人员很自然想到在土体中设置比土体强度高的增强体：另一种是当采用桩基础时，工程技术人员在实践中经常发现结构物底板下的土也表现出一定的应力水平而承担着荷载，因此也很自然地将面积较大、承载能力较低的土体纳入承载要素范围共同承受上部结构荷载，因此，如何同时充分发挥竖向增强体和土体的承载力，是发展复合地基技术的出发点。随着经济及社会的发展，城市中高层建筑越来越多，基础的埋深也越来越大，而场地地质条件千差万别，为保证地基土的承载

7、、变形要求，须采用桩基础或采取地基处理措施。传统的地基基础形式有预制桩、灌注桩等形式，它们有各自的优缺点。如：预制桩的桩长难以控制，受地层与施工机械设备的限制、在砂土层或粉土层中出现沉桩困难的情况。更重要的是，预制桩在打入时噪声、震动危害大，且打入时引起土体挤压，使孔隙水压力大，来不及消散，使土体隆起，降低土体强度和承载力；灌注桩虽然桩长可自由控制、施工时噪声低、震动小、可就地灌注等优点，但存在造价高、施工工期长的问题。尤其在地下水位较高时，灌注桩多采用泥浆护壁式，存在泥浆污染的问题。在这些情况下，复合地基的优点就很明显了。复合地基的本质是考虑桩土共同作用，这无疑较之仅仅认为荷载由桩体来承担的

8、桩基更为经济与合理。目前复合地基技术在房屋建筑、公路、铁路、堆场、机场、堤坝等土木工程建设中得到广泛运用。1.2 地基处理方法及应用范围地基处理方法的分类可有多种多样。如按时间可分临时处理和永久处理；按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按土对象可分为砂性处理和粘性处理，饱和土处理和非饱和土处理；也可按照地基处理的机理进行分类。现在认为按地基处理的作用机理进行分类比较妥当，它体现了各种处理方法的主要特点。地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等方法。下面，对各种方法和应用范围做简单的阐述：1.换土垫层法（1）垫层法 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回

9、填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层.粉煤灰垫层、干渣垫层等。换土垫层法可提高持力层的承载力；减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。该方法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层与低洼区域的填筑。一般处理深度为23m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。（2）强夯挤淤法 采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，可提高地基承载力和减小变形。适用于高饱和度粉土与软塑至流塑的粘性土。2振密挤密法 振密、挤密法的原理是

10、采用一定的手断，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的。（1）表层压实法 采用人工或机械夯实、机械碾压或振动对填土、湿陷性黄土、松散无粘土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实，也可采用分层回填压实加固。适用于浅层软弱及不均匀地基。（2）砂桩 在松散砂土或人工填土中设置砂桩，能对周围土体或产生挤密作用，或同时产生振密作用。可以显著提高地基强度，改善地基的整体稳定性，并减小地基沉降量。适用于松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等。（3）重锤夯实法 利用重锤自由落下时的冲击能来夯击浅层土，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层。适用于浅层土、疏松无粘性土、非饱和粘性土和湿陷性黄土

11、等。（4）强夯法 利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，用以提高地基土的强度并降低其压缩性，消除土的实现性、胀缩性和液化性。适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等。3排水固结法 其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个工程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或高沉降速率。排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。（1）堆载预压法 在造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地

12、基承载力，然后撤出荷载，再建造建筑物。临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可以单独采用堆载预压法。适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。（2）砂井法 在软粘性土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为的增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。其常辅以堆载预压法，称为砂井堆载预压法。适用于深厚软粘土地基设塑料排水带或砂井等排水竖井。（3）降低地下水位法 通过降低地下水位使土

13、体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。适用于地下水位接近地面而开挖深度不大，特别适合于饱和粉、细砂地基。（4）电渗排水法 在土中插入金属电极并通以直流电。由于电流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后从阴极排除，且不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它来降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。适用于饱和软粘土地基。4置换法 其原理是以砂、碎石桩等材料置换软土，与未加固部分形成复合地基，形成一个好的持力层来达到提高地基强度的目的。（1）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩） 是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和，用

14、振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。当无粉煤灰时可用低标号水泥代替。适用于填土、饱和及非饱和粘性土、砂土、粉土等地基。（2）石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔，填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体，利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用，改善桩体周围土体的物理力学性质，同时桩与形成复合地基，达到地基加固的目的。适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。（3）振冲置换法 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头，一边喷高压水流一边下沉成孔，然后边填入碎石边振实，形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基，

15、以提高地基承载力和减小沉降。适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa，采用碎石桩时须慎重。5加筋法 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减少沉降或维持建筑物稳定。（1）加筋土 把抗拉能力很高的拉筋埋置在土层中，通过土颗粒和拉筋之间摩擦力形成一个整体，用于提高土体的稳定性。适用于人工填土的路堤和挡墙结构。（2）土层锚杆 土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的，它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构，如边坡稳定、基坑维护结构的支护、地下结构抗浮、高

16、耸结构抗倾覆等。（3）土钉 土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，与土共同作用。用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点，显著提高了整体稳定性。适用于开挖支护和天然边坡的加固。（4）树根桩法 在地基中沿不同方向，设置直径位75250mm的细桩，可以是竖直桩，也可以是斜桩，形成如树根状的群桩，以支撑结构物，可用以挡土，稳定边坡。使用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、黄土和人工填土等地基。6胶结法 在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，以提高地基承载力和减小沉降。（1）注浆

17、法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体，以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。适用于处理基岩、砂土、粉土、淤泥置粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土，也可使用在托换工程中。（2）高压喷射注浆法 将带有特殊喷嘴的注浆管，通过钻孔置入要处理土层的预定深度，然后将水泥浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。（3）水泥土搅拌法 利用水泥、石灰或其它材料作为固

18、化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（水泥或石灰的浆液或粉体）强制搅拌，形成坚硬的拌和柱体，与原地层共同形成复合地基。适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。综上所述，地基加固方法种类繁多，而且还在不断发展。许多新的地基处理技术的发展得到开发和应用，所以必须要合理地应用最适合的加固地基的方法，对节约基本建设的投资具有重大意义。第2章 CFG桩复合地基2.1 CFG桩概述CFG桩（Cement Fly-ash Gravel Pile）是水泥粉煤灰碎石桩的简称。是由水泥、粉煤灰、碎石桩、石屑或是砂加水拌和形成的高粘结强度桩

19、，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。碎石桩系散体材料，本身没有粘结强度，主要靠周围土的约束传递基础传来的垂直荷载。土越软，对桩的约束作用越差，桩传递垂直荷载的能力越弱。CFG桩针对碎石桩承载特性的一些不足，加以改进而发展起来的。CFG桩采用螺旋钻机或振动沉管桩机等设备进行成孔，是一种具有较高粘结强度的刚性桩。与一般的柔性桩复合地基相比，用CFG桩处理地基时，可大幅度提高地基承载力，并可通过调节复合地基桩长、桩距及桩体材料配比等指针较大幅度调节复合地基承载力的变化区间，特别是天然地基承载力较低而设计要求

20、的承载力较高，用柔性桩复合地基难以满足设计要求时，CFG桩复合地基则有明显的优势。CFG桩复合地基可用于填土、饱和及非饱和粘性土、松散砂土等。它是一种低强度砼桩，可以充分利用桩间土的承载力，共同作用并可传递荷载到深层地基中去，具有较高的承载力，承载力提高幅度在253倍，由于通过CFG桩处理过的复合地基具有承载力高、沉降变形小、变形稳定快、工艺性好、灌注方便、易于控制施工质量和工程造价较低等特点，因此具有较好的技术性能和经济效果。由于CFG桩复合地基技术具有以上施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，目前已经成为北京及周边地区应用最普通的地基处理技术之一。 2.2 CFG桩复合地基

21、加固机理 CFG桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层3部分构成。其加固机理：当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大，所以桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，褥垫层将上部基础传来的基底压力通过适当的变形一定的比例分配给桩及桩间土，使二者共同承受荷载。2.2.1CFG桩各部分的作用 CFG桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层3部分构成。1.CFG桩体作用承担基础传递的竖向荷载及一定的水平荷载；2.桩间土的作用 （1）承担一定的竖向及水平荷载 （2）固定桩体，保证桩体正常承担荷载；3.褥垫层作用（1）保证桩、土共同承担荷

22、载；（2）减少基础底面的应力集中；（3）褥垫层厚度可以调整桩土荷载分担比。在荷载一定时，垫层越厚，土承担的荷载越多。荷载水平越高桩体承担的荷载占总荷载的百分比越大。当垫层厚度达到一定数值后，继续增加垫层厚度，桩土荷载分担比并不会继续减小。（4）褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。4.褥垫层由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫层技术是CFG桩复合地基的一个核心问题，复合地基的许多特性都与褥垫层有关。建筑地基处理技术规范（JGJ792002）规定褥垫层厚度取150300mm，当桩径大、桩距大时取高值。工程实践表明，褥垫层合理厚度为100300mm，考虑施工时的不均匀性，褥垫层厚度取150

23、300mm，当桩径大、桩距大时宜取高值。材料中的最大粒径不大于30mm。由于卵石咬合力差，施工时扰动较大，褥垫层厚度不容易保证均匀。2.3 CFG桩的工程特性CFG桩的地基处理在工程中广泛被应用。其工程特性主要包括以下几点：1.适用范围广就基础形式而言，CFG桩既适合条形基础、独立基础，也适合筏形和箱形基础；就土性而言，CFG桩可用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结的素填土等地基，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。 2.承载力大幅提高、可调性较强 CFG桩长由几米到二十多米，并且可全长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并

24、具有很大的可调性。当地基承载力较高时，荷载又不大，可将桩长设计得短一点，荷载大时桩长可设计得长一些。特别时天然地基承载力较低而设计要求得承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求，CFG桩复合地基则比较容易实现。3.刚性桩的性状明显对柔性桩，特别时散体桩，如碎石桩、砂石桩，它们主要是通过有限的桩长来传递垂直荷载。当桩长大于某一个数值后，桩传递荷载的作用已显著减小。CFG桩象刚性桩一样，可全长发挥侧阻，桩落在好的土层是时，具有明显的端承作用。对于上部软下部硬的地质条件，碎石桩将荷载向深层传递非常困难，而CFG桩因为具有刚性桩的性状，向深层土传递荷载时其重要的工作特性。4.地基变形小 复合地

25、基模量大、建筑沉降量小是CFG桩复合地基重要特点之一. 对于上部和中间有软弱土的地基，用CFG桩加固，桩端放在好的土层上，可以获得模量很高的复合地基，上部建筑物的沉降不大。第3章 CFG桩复合地基设计与计算3.1桩间距的设计计算CFG桩复合地基的设计参数共四个，分别是：桩径、桩长、桩间距、垫层厚度及材料。设计流程如下图：根据勘察报告，确定桩间土承载力图3-1 CFG桩复合地基设计流程图根据勘察报告，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设计桩身强度等级根据基础平面图和上述

26、参数进行布桩变形是否满足要求调整桩长调整桩间距N调整桩间距调整桩长NYY1.桩径d根据建筑地基处理技术规范（JGJ792002） CFG桩桩径宜取350600mm桩径过小，施工质量不容易控制，桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。 CFG桩只可布置在基础范围内，对可液化地基，基础内可采用振动沉管水泥粉煤灰碎石桩、振动沉管碎石桩间作的加固方案，但对基础外一定范围内需打设一定数量的碎石桩。2.桩长LCFG桩复合地基要求桩落端落在好的土层上，这是CFG桩复合地基设计的一个重要原则。因此，桩长是CFG桩复合地基设计时首先要确定的参数，它取决于建筑物对承载力的变形和要求，土质

27、条件和设备能力等因素。桩长主要取决于桩端持力层的选择。桩端最好进入坚硬土层或岩层，采用嵌岩桩或端承桩；当坚硬土层埋藏很深时，则宜采用摩擦桩，桩端应尽量到达低压缩性、中等强度的土层上。桩端进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d，砂类土不小于1.5d，碎石类不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度不宜小于4d。在进行复合地基设计时，天然地基承载力是已知的，设计要求的复合地基承载力也为已知。桩径和桩间距设定后，置换率和桩的断面面积均为已知。桩间土强度提高系数和桩间土强度发挥度的取值。再将值代入，由建筑桩基技术规范（JGJ9494）中计算地基承载力公式就能算出所需的桩长。3.桩间距

28、s桩距s过大，承载力不能满足；s过小，桩的承载力不能充分发挥，且给施工造成困难。试验表明，当桩距小于4倍桩径后，随着桩距的减小，复合地基承载力的增长率明显下降，从桩、土作用的发挥考虑，桩距大于4倍桩径为宜。下表是对桩距的规定： CFG桩桩间距选用参考值 表3-2土质桩间距布桩形式挤密性好的土，如砂土、粉土、松散填土等 可挤密性土，如粉质粘土、非饱和粘土等不可挤密性土，如饱和粘土、淤泥质土等单、双排布桩的条形基础（35）d（3.55）d（45）d含9根以下的独立基础（36）d（3.56）d（46）d满堂基础（46）d（46）d（4.57）d注：d桩径，以成桩后的实际桩径为准。4.垫层厚度及材料褥

29、垫层的材料多用碎石、级配砂石（限制最大粒径一般不超过3cm）、粗砂、中砂等。褥垫层的加固范围要比基底面积大，其四周宽出基底的部分不宜小于褥垫层的厚度。结合大量的工程实践的总结，考虑到技术上可靠，经济上合理，褥垫层的厚度宜取1030cm。5.桩的排列与置换率对可液化地基或有必要时，可在基础外某一范围设置护桩（可液化地基一般用碎石桩做护桩），通常情况下，桩都布置在基础范围内。桩的数量按下式确定 (3.1.1)式中 面积置换率； 基础面积（）； 桩断面面积（）； 面积为时的理论布桩数。实际布桩时受基础尺寸大小即形状等影响，布桩数会有一定的增减。3.2 承载力的计算3.2.1 水泥粉煤灰碎石桩复合地基

30、承载力特征值，应通过现场复合地基荷载试验确定，初步设计可按下式估算： （3.2.1）式中 复合地基承载力标准值，（kPa）; m面积置换率；单桩承载力标准值，（kN）； 单桩的截面面积，（）；桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，当无经验时可取0.750.95，天然地基承载力高时取大值；天然地基承载力标值，（kPa）；按当地经验值，当无经验时，可取天然地基承载力特征值。3.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra的取值，按下列规定：1.当采用单桩荷载试验时，应将单桩竖向承载力除以安全系数2:；2.当无单桩载荷试验资料时，按下式估算： （3.2.2）式中 up桩的周长（m）； n桩的范围内所划分的土层

31、数； qsi、qp桩周第i层土的侧阻力、桩端侧阻力特征值（KPa），可按国家标准建筑地基基础设计规范GB50007有关规定确定；li第i层土的厚度（m）。3.2.3 桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求： （3.2.3）式中 fcu桩体混合料试块（边长150mm立方体）标准养护28d立方体抗压强度平均值（KPa） 3.3 CFG复合地基沉降计算 CFG桩处理后的变形计算按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007的有关规定执行。通常情况下CFG桩复合地基沉降有三部分，一为加固深度范围内土的压缩变形s1，二为下卧层变形s2，三为褥垫层变形s3。由于褥垫层变形很小可以忽略不计，因此S = s1

32、 + s2 （3.3.1）然后按分层总和法计算加固区和下卧层总的变形量s （3.3.2）式中 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；一荷载P在第i层土产生的平均附加应力(kPa)；第i层土压缩模量(kPa)；基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；、基础底面计算点至第i层土、第i-1层土平均附加应力系数；加固区第i层土压缩模量放大系数，由下式确定：沉降计算修正系数，根据地区沉降观测资料及经验确定.表3-5变形计算经验系数/MPa2.54.07.015.020.01.11.00.70.40.2上式的为变形计算深度范围内压缩模量的当量值。按照下式计算： （3

33、-26）式中 第i层土附加应力沿土层厚度积分值；第i层土压缩模量(kPa)，桩长范围内的复合土层按复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的厚度，并应符合下式要求： (3-27)式中 计算范围内，第i层土的计算变形值；在计算深度向上取厚度为的土层计算变形值，按下表取值。表3-6值b/m22b44b88/m0.30.60.81.0此种沉降计算方法采用了简单的压缩模量放大法，但是许多土类的压缩模量之比并不与承载力标准值之比相对应。尽管计算式中采用了建筑地基基础设计规范GB50007-2002中的沉降计算经验系数，但并不能完全反映以上因素。再者采用此种计算法未考虑桩端土的强度，也

34、未考虑软土在加固区的上部或下部所导致的不同结果。第4章 蒋辛屯住宅C区CFG桩复合地基设计4.1工程概况拟建蒋辛屯住宅C区位于廊坊市香河县蒋辛屯村。1#楼场地为30x10.6m ,基础类型为筏板基础，基础埋深为约3.50m，地上层数为11层，地下层数为1层，结构类型为剪力墙。4.2工程地质条件1.场地位置、地形地貌场地位于廊坊市香河县蒋辛屯村。自然地坪绝对标高为28.5030.79m，自然地坪绝对标高平均值为29.75 m，自然地坪地形较为平坦。在地貌上场地属于河流冲积平原。2.地质构造根据区域地质构造资料，香河县位于燕山隆起带与华北平原沉降区的过渡带，主要断裂为东西向、北东向、北西向三组，根

35、据区域水文地质资料（钻井），本区前第四纪基岩隐伏断裂土层覆盖层厚度350m，又根据有关资料，拟建场地范围内无全新世以来活动断裂通过3.地层结构及岩土性质本次勘察查明，在钻探所达深度范围内，场地地层属人工堆积层、第四纪新近堆积一般堆积的冲积土，土层以粘性土、粉土及砂性土为主，其中层耕土为人工堆积层、层粉质粘土、-1层粉土、-2层粉土为第四纪新近沉积层，以下各层为一般第四纪沉积层，各层土的分布形态详见“工程地质剖面图”，按土质特征及力学性状由上至下共分为8个地层单元，12个夹层，地层描述如下表： 表4-1地层编号地层名称地层描述1耕土层厚0.401.40m，局部为素填土，黄褐色、稍湿、松散，土质不

36、均，含少量植物根系。2粉质粘土层厚0.406.30m。黄褐色、硬塑可塑，中高压缩性土，土质不均，夹粉土薄层，含氧化铁及腐植质，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。2-1粉土层厚0.402.20m，黄褐色、稍湿-湿、密实。土质不均，含氧化铁及腐植质。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。 2-2粉土层厚0.402.60m，黄褐色、稍湿-湿、中密-密实。土质不均，含氧化铁及腐植质。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。3粉质粘土层厚0.407.10m。浅灰色、可塑，中高压缩性土，土质不均，夹粉土及细砂薄层。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。3-1粉土层厚0.502.9

37、0m，浅灰色、稍湿-湿、中密-密实。土质不均。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。3-2细砂层厚0.403.60m。浅灰色、饱和、中密，土质不均。长英质、亚圆形。3-3粉土层厚0.602.90m。浅灰色、稍湿-湿、中密-密实，土质不均。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。4细砂层厚2.807.30m。灰色、饱和、中密-密实，土质不均。长英质、亚圆形。局部为粉砂。5粉质粘土层厚0.604.40m。灰色、可塑，中-高压缩性土，土质不均，夹粉土薄层。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部为粉砂及粘土。5-1粉土层厚0.402.00m。灰色、稍湿湿、密实，土质不均。摇振反应中

38、等，无光泽反应，干强度低，韧性低。6细砂层厚0.307.10m。灰色、饱和、中密-密实，土质不均，夹粉土薄层。长英质、亚圆形，局部为粉砂。6-1粉土层厚0.702.10m。灰色、稍湿-湿、密实，土质不均。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。7粉质粘土层厚0.505.60m。灰色、可塑，中高压缩性土，土质不均，夹粉土及细砂薄层。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。7-1粉土层厚0.502.90m。灰色、稍湿湿、中密-密实，土质不均。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。7-2细砂层厚0.403.60m。灰色、饱和、中密-密实，土质不均。长英质、亚圆形。7-3粉土层厚0.70

39、3.60m。灰色、稍湿-湿、中密-密实，土质不均。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。8粉质粘土层厚0.606.80m。灰色、可塑，中-高压缩性土，土质不均，夹细砂薄层。无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部为粘土。8-1细砂层厚0.702.90。灰色、饱和、中密-密实，土质不均。长英质、亚圆形。8-2细砂层厚2.604.80。灰色、饱和、密实，土质不均。长英质、亚圆形。4.地下水情况在本次勘察深度范围内有一层地下水，勘察期间测得：第一层水初见水位不明显，ZK69、ZK74ZK79静止水位埋深为1.802.90m(相当于绝对标高为27.1128.31m)，其余静止水位埋深为3

40、.006.90m(相当于绝对标高为22.9927.23m)，属一般第四系松散层孔隙潜水类型，由大气降水及地下水径流补给，水位受季节、降水等因素而有所升降，据调查地下水水位年变化幅度一般为12 m，近期内年最高水位为1.0m。第二层赋水层为层细砂、第三层赋水层为层细砂。根据本场地所附的地下水质、土质分析报告及岩土工程勘察规范(GB50021-2001)2009年修订版：场地地下水对混凝土结构有微腐蚀性，场地土对混凝土结构有微腐蚀性；场地地下水在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性，场地土对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。 场地地下水抗浮设防水位为1.00m（相当于绝对标高为28.

41、75m左右）。5.场地类别与场地类型根据现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011-2001)（2008年版）（附录A我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组），本场地的抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为一组。根据本场地所附的钻孔剪切波速测试结果，场地自地面以下20.0m深度范围内土层的等效剪切波速Vse范围值为191.7199.7m/s，依据国家标准建筑抗震设计规范(GB50011-2001)（2008年版）的第4.1.3条，判定该场地土类型为中软土，根据区域资料可知，该场地覆盖层厚度dov50m，结合建筑抗震设计规范(GB50011-200

42、1)（2008年版）第4.1.6条判定，建筑场地类别为类，设计特征周期为0.45s。根据场地土质和地下水埋藏条件，按建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008年版）第4.3.3条规定初判，本场地可能存在地震液化作用。经判定该场地土类型为中软土，建筑场地类别为类4.3 CFG桩设计计算4.3.1设计要求此工程地基处理设计要求为：处理后复合地基承载力特征值250kpa；地基平均沉降量不大于50mm。4.3.2参数选取及计算1.桩径d桩径根据工程地质条件和成桩设备等因素选取，由现有工程地质资料、成桩设备及施工等因素综合考虑，CFG桩桩径为400mm。2.桩间距L从桩土作用的发挥考虑，宜选

43、取35倍桩径，所以选取桩间距为1.6m3.桩长桩长的选取应符合符合地基承载力及所在持力层的土质较好。由勘察报告地层情况选择桩长为16.5m，桩端进入持力层层顶2.0m。桩顶位于2粉质粘土，桩端位于6细砂层。4.褥垫层保证充分发挥桩间土承载力并减少桩对基础产生的应力集中，根据规范规程并结合大量的工程实践的总结，在基础板底部铺设垫层为200mm，垫层材料选用1020mm碎石，用平板振动器振压不少于4遍。5.桩体材料碎石、石屑、粉煤灰、普通硅酸盐水泥6.面积置换率m =4.8% （4.3.1）7.桩数（理论） （4.3.2） 实际桩数为 155根4.3.3 承载力计算1.单桩竖向承载力计算/K （4

44、.4.1）安全系数K=2.0Ra=1.265*(2.2+1.8*52+1.8*50+2.4*50+3.5*60+1.8*50+2.0*65)+1200*0.1256/2.0=496.5KN 2.CFG桩复合地基承载力 取0.8 （4.4.2）=0.048*496.5/0.1256 +0.8*(1-0.048)*110=273.5kpa 250kpa (满足要求)3.桩体试块抗压强度原则上，桩体配比按桩体强度控制，桩体强度满足下式： （4.4.3） Ra=496.5KN，经计算，=11.9MPa，混凝土强度取C15可满足设计要求。4.4沉降量计算 CFG桩复合地基的沉降由三部分组成。其一为加固深

45、度范围内土的压缩变形S1，其二为下卧层变形S2，其三为垫层变形S3.由于S3数量很小忽略不计。初步计算时地基变形计算深度基础宽度在130m范围内，基础中点的地基变形计算深度按下列公式计算： Zn=b（2.5-0.4*ln b） （4.5.1）式中基础宽度b为10.6m，插入得 Zn=16.4936m，取16.5m。由于此深度不满足设计要求，根据建筑地基基础设计规范公式（5.3.6）验算后，将此深度修正为19m。 L/b=30/10.6=2.83地基变形按下式计算： （4.5.2）式中： 加固区第i层土压缩模量放大系数 =250/110=2.273 （4.5.3）压缩模量当量确定：基地附加应力 Po= P-rd =250-(1.2*16+2*18+0.3*18)=189.4kpa （4.5.4）=34.121Mpa （4.5.5） 根据建筑地基基础设计规范GB50007-2002中表5.3.5得出沉降计算经验系数 为0.2。 加固区各层及下卧层压缩模量 表4-2土层土性天然地基压缩模量（Mpa）复合地基压缩模量（Mpa）2粉质粘土2.2737.31016.6163-1粉土2.27321.00047.7333-2细砂2.27317.00038.6413粉质粘土2.27