地基处理课程设计--参考

1、 CFG桩复合地基及工程实例CFG桩在北京国际邮件处理中心生产楼工程的应用目录 工程概况工程概况 地质条件地质条件 地基基础方案比较地基基础方案比较 CFG桩复合地基承载力设计桩复合地基承载力设计 CFG桩复合地基沉降计算桩复合地基沉降计算 CFG桩复合地基承载力检测桩复合地基承载力检测 结语结语工程概况 北京邮件处理中心位于北京市望京小区附北京邮件处理中心位于北京市望京小区附近，为一级邮件处理中心，建筑面积近，为一级邮件处理中心，建筑面积3.5万万m2。其中生产主楼为二层现浇钢筋砼框架。其中生产主楼为二层现浇钢筋砼框架结构，室内外高差结构，室内外高差1.2 m，柱网尺寸基本为，柱网尺寸基本为

2、8 ml2 m，柱脚最大轴力，柱脚最大轴力9200 kN，平面，平面尺寸约为尺寸约为144 m48 m，长度方向设置一，长度方向设置一道温度伸缩缝，地震基本烈度为道温度伸缩缝，地震基本烈度为8度，抗震度，抗震设防类别为乙类，建筑场地类别为设防类别为乙类，建筑场地类别为3类，抗类，抗震措施提高一度按震措施提高一度按9度采取，抗震等级为一度采取，抗震等级为一级。级。北京邮件处理中心大楼图：地质条件地质条件 该工程在地貌上位于全新世古金沟河与古该工程在地貌上位于全新世古金沟河与古清河所夹台地的中部，属永定河冲洪积扇清河所夹台地的中部，属永定河冲洪积扇中下部。按沉积年代、成因类型分为人工中下部。按沉积

3、年代、成因类型分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类，按地层岩堆积层和第四纪沉积层两大类，按地层岩性及其工程特性进一步划分为性及其工程特性进一步划分为8个大层，个大层，见见表表l。地下水地下水(台地潜水台地潜水)水位标高在水位标高在31.19-33.15 m(局部局部33.9434.49 m)之间。之间。表1：地层岩性及主要力学指标（如下）：接上页表格：地基基础方案比较 方案一：天然地基承载；方案一：天然地基承载； 方案二：干作业人工挖孔扩底桩；方案二：干作业人工挖孔扩底桩； 方案三：钻孔灌注桩施工；方案三：钻孔灌注桩施工； 方案四：方案四：CFG桩复合地基承载；桩复合地基承载；地基基础方案比较

4、方案一：天然地基承载方案一：天然地基承载 该工程人工堆积层之下大部分都分布该工程人工堆积层之下大部分都分布有有1.5 m左右的第左右的第2层中低压缩性的粘质层中低压缩性的粘质粉土，其物理力学性质较好，承载力较粉土，其物理力学性质较好，承载力较高，但其下存在高，但其下存在2-1层、层、2-2层土质较软层土质较软且分布极不均匀的软弱下卧层。经验算，且分布极不均匀的软弱下卧层。经验算，采用天然地基上独立基础不能满足承载采用天然地基上独立基础不能满足承载力及变形要求。力及变形要求。故不可取！故不可取！地基基础方案比较 方案二方案二：干作业人工挖孔扩底桩干作业人工挖孔扩底桩 干作业人工挖孔扩底桩具有承载

5、力高、质量可靠的优点。但该工程地下水赋存于牯性土、粉土、粉细砂层中且分布有多层地下水，需进行施工降水，且降水难度太、费用高，同时施工风险太，因此干作业人工挖孔扩底柱不是最佳方案。暂时不取！地基基础方案比较 方案三方案三：钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 此方案施工工期长、造价高，此处不可取；此方案施工工期长、造价高，此处不可取； 方案四：方案四：CFG桩复合地基承载桩复合地基承载 而而CFG桩施工速度快，避免了泥浆污染，桩施工速度快，避免了泥浆污染，CFG桩桩不需配筋，又节约了钢筋用量。同时，不需配筋，又节约了钢筋用量。同时，CFG桩复合桩复合地基可以充分发挥桩土共同作用。经工程造价对比地基可以充

6、分发挥桩土共同作用。经工程造价对比分析，采用分析，采用CFG桩复合地基方案，基础部分可节约桩复合地基方案，基础部分可节约投资约投资约40，经济效益显著。可取！，经济效益显著。可取！ 综合比较，采用综合比较，采用CFG 桩复合地基承载是最桩复合地基承载是最合适的方案，故采用方案四！合适的方案，故采用方案四！CFG桩复合地基承载力参数设计（1）持地层选取：持地层选取：CFG桩桩端持力层选在第4层细砂圆砾，低压缩性，其地基承载力标准值为280 kPa； （2）施工工艺：）施工工艺：CFC桩采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩； （3）桩长桩径：）桩长桩径：有效桩长为10m，桩径420 mm； （4）褥

7、垫层：）褥垫层：褥垫层采用粒径小于30 mm的碎石，厚度300mm；CFG桩复合地基承载力设计 单桩承载力标准值单桩承载力标准值Ra： 式中：式中：Up：桩的周长，：桩的周长， qsi：桩侧第：桩侧第i层土的极限侧阻力标准值层土的极限侧阻力标准值(见上表见上表1）； qp ：桩：桩 的极限端阻力标准值的极限端阻力标准值(见上表见上表1)； Li：第：第i层土的厚度，取值见表层土的厚度，取值见表2； sp：调整系数，：调整系数，sp取取1.5-1.75，一般工程或基础，一般工程或基础 下桩数较多时应取低值，重要工程、基础下桩数较下桩数较多时应取低值，重要工程、基础下桩数较少或桩问土承载力较低的粘

8、性土时应取高值。少或桩问土承载力较低的粘性土时应取高值。)(11ppniisipapaAqLqUR319. 142. 0dUpCFG桩复合地基承载力设计地地层层序序号号 厚度厚度取值取值Li（m）侧第侧第i层土的层土的极限侧阻力极限侧阻力标准值标准值qsi（KPa) 21.5702-11.5482-21.048 34.555 41.572表表2：土层厚度取值表土层厚度取值表： 则单桩承载力标准值单桩承载力标准值：（此处未与（此处未与CFG桩自身承载力对比，桩自身承载力对比，然后取小值！不严谨！）然后取小值！不严谨！）)(11ppniisipapaAqLqUR5 . 1485 . 170(319

9、. 175. 11) 5 . 1725 . 4550 . 14875. 190021. 014. 32KPaKPa50068.508CFG桩复合地基承载力设计 以某框架柱为例，基础尺以某框架柱为例，基础尺 寸为寸为5 mx5 m，布桩，布桩16根，根，桩距桩距1.45m，见图，见图1，柱脚，柱脚F=9200kN，基础埋深为，基础埋深为2.5m，基础及覆土自重，基础及覆土自重G=2220 kN。 基础底面处平均压力设计值基础底面处平均压力设计值为：为：KPaAGFp4575522209200CFG桩复合地基承载力设计桩复合地基承载力设计 CFG桩复合地基承载力标准值为：桩复合地基承载力标准值为：

10、 kpakspfmAmRf)1 (,120)0657. 01 (9 . 00 . 11385. 05000657. 0KPa344面积置换率取值对比 论文上对面积置换率m直接取值0.886，且没有计算过程； 但本文经计算 查规范可知，当桩按正方形布置时， de=1.13L=1.131.45=1.64m; d是桩的直径，取0.42m；;0657.064.142.02222epddAAmCFG桩复合地基承载力设计 式中：式中： m：面积置换率，：面积置换率， fk：天然地基承载力标准值，：天然地基承载力标准值，fk=120 kPa； Ap：桩的截面面积，：桩的截面面积， ：工采用长螺旋钻孔、管内泵

11、压混合料成桩为非挤：工采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩为非挤土成桩土成桩,对桩问土一般不发生扰动和挤密对桩问土一般不发生扰动和挤密, 加固后桩间加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比取取1； ：桩间土强度发挥系数，：桩间土强度发挥系数，=0.95；;0657.0)13.1 (42.022lAAmp;1385.0422mdApCFG桩复合地基承载力设计 CFG桩复合地基承载力设计值为：桩复合地基承载力设计值为： 原论文没有对基础宽度进行修正，且承载力系数取成原论文没有对基础宽度进行修正，且承载力系数取成 b=0,d=1.0，承载力计算如下：，

12、承载力计算如下： 式中：式中：d：基础埋深，为：基础埋深，为2.5m； b=2.0,d=3.0(由于持力层是细砂，查规范可得由于持力层是细砂，查规范可得）；故故p=457kPaf=514kPa,满足规范要求满足规范要求!)5 . 0() 3(0.dbffdbksp;514)5 . 05 . 2(180 . 3)0 . 30 . 5(5 .150 . 2344;459)5 . 0() 3(0.kPadbffdbkspCFG桩复合地基沉降计算 基础甲基础甲(右图右图)的平均附加压力的平均附加压力p0： 基底平均压力：基底平均压力：原论文中，基地平均压力计算如下原论文中，基地平均压力计算如下：基底出

13、土中自重：基底出土中自重：故平均附加应力：故平均附加应力：00cpppAAdFAGFpGkkk2418555 . 255209200mkN2045mkNdpc20037345418mkNpppc;368)(2mkNAGFpkkCFG桩复合地基沉降计算 CFG桩复合地基的总沉降量桩复合地基的总沉降量s=s1+s2； 式中：式中： s1：加固区的沉降；：加固区的沉降； s2：和压缩层范围内下卧层的沉降；：和压缩层范围内下卧层的沉降； 当荷载不大于复合地基承载力时，按分层总和法进行当荷载不大于复合地基承载力时，按分层总和法进行沉降计算，总沉降量沉降计算，总沉降量s为为 各复合土层的压缩模量等于该层天

14、然地基压缩模量的各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍，倍，;87.2120344,kkspff21sss12111110110)()(ninniiiiisiiiiisisZZEpZZEpCFG桩复合地基沉降计算 式中：式中： n1：加固区的分层数；：加固区的分层数；n2：总的分层数；：总的分层数； Esi：第：第i层土的压缩模量，按实际应力范围值；层土的压缩模量，按实际应力范围值； Zi，Zi-1：基础底面至第：基础底面至第i层土、第层土、第i-1层土底面的距离；层土底面的距离； 、 ：基础底面计算点至第：基础底面计算点至第i层土、第层土、第i-1层层 土底面范围内平均附加应力系数

15、；土底面范围内平均附加应力系数； ：模量提高系数；：模量提高系数； s：降计算经验系数，参照建筑地基基础：降计算经验系数，参照建筑地基基础 设计规范表设计规范表5.3.5取值；取值；（原论文没有对（原论文没有对s的取值进行计算，本文进行了详细的取值进行计算，本文进行了详细的分析计算！计算过程见后面。）的分析计算！计算过程见后面。）1ii地基甲的沉降计算表：z(cm)基础甲基础甲相邻基础乙对甲的影响相邻基础乙对甲的影响考虑影响考虑影响后的后的L/bZ/bL/bZ/b0101.00004.2，2.2001.000018010.720.95084.2，2.20.720.00160.952433011

16、.320.83404.2，2.21.320.00190.835943011.720.75204.2，2.21.720.01240.764488013.520.49004.2，2.23.520.04080.5308103014.120.43564.2，2.24.120.04080.4764111014.440.41124.2，2.24.440.04240.4536地基甲的沉降计算表(接上表）：z(cm)ZEsi(N/cm2)SiSi(cm)00180171.43171.4363701.001.00330275.85104.4224851.572.57430328.6952.8424150.823

17、.39880467.10138.4125202.055.441030490.6923.59122500.075.511110503.5012.8135000.145.6511iiiiZZ CFG桩复合地基沉降计算 确定沉降计算深度确定沉降计算深度Zn Z=1110 cm深度范围内的计算变形值Si=5.65 cm；相应于Z=10301110 cm土层的计算变形值Sn=0.14 cm。满足式Sn=0.140.025Si=0.0255.65=0.141要求，因此沉降计算深度Zn=1110 cm； 基础甲总沉降量为基础甲总沉降量为 （s取值见下一张取值见下一张PPT!） ；cmSsis13.165.5

18、2 .0 修正系数修正系数s的取值的取值;24.333730565.0035.5111MPaEzzzEnisinnnnnnssE 修正系数修正系数s值的确定：值的确定：（1）先求当量）先求当量 值：值：（2）由于当量值大于）由于当量值大于20MPa，查基础工程表，查基础工程表3-7 可知，可知，s=0.2；CFG桩复合地基承载力检测 该工程由国家建筑工程质量监督检验中心该工程由国家建筑工程质量监督检验中心检测，静载试验包括单桩复合地基静载试检测，静载试验包括单桩复合地基静载试验验3台，单桩静载试验台，单桩静载试验2根。根。 试验结果表明：试验结果表明：3台单桩复合地基静载试验台单桩复合地基静载

19、试验加至最大荷载加至最大荷载846 kPa和和2根单桩静载试验根单桩静载试验在加至最大试验荷载在加至最大试验荷载1 000 kN时的时的Q-s曲线、曲线、s-lg(t)曲线均未出现陡降迹象。曲线均未出现陡降迹象。 根据建筑地基处理技术规范根据建筑地基处理技术规范 (JGJ7991)，按相对变形，按相对变形sb：0.008确确定复合地基承载力，定复合地基承载力，CFG桩复合地基承载力检测 单桩复合地基在标准值为单桩复合地基在标准值为423 kPa的荷载的荷载 下沉降值与压板作用宽度之比下沉降值与压板作用宽度之比sb分别为分别为0.004、0.004、0.003，其比值均小于，其比值均小于0.008，表明单桩复合地基承载力满足设计，表明单桩复合地基承载力满足设计要求；根据建筑地基基础设计规范要求；根据建筑地基基础设计规范)(GBJ 7-89)，单桩静载试验在标准值为，单桩静载试验在标准值为500 kN的的荷载下沉降分别为荷载下沉降分别为2.77，2.43 cm，说明单，说明单桩承载力仍有很大潜力。桩承载力仍有很大潜力。CFG桩复合地基承载力检测 单桩复合地基在标准值为单桩复合地基在标准值为423 kPa的荷载的荷载 下