CFG地基处理设计方案

1、CFG地基处理工程PAGE PAGE 14CFG地基处理设计方案目 录1 工程概况2 设计依据3 复合地基设计4 结论5 质量要求6 计算书CFG地基处理设计计算书1 工程概况拟建项目，位于大河镇医疗器械实业有限公司西南侧，满友自建路西侧。拟建物为九层框架结构，建筑高度为46.80米，室内外高差0.6米，基础形式为柱下钢筋混凝土独立基础。复合地基设计等级为乙级。本次设计建筑物概况如下：主要建筑物概括一览表 表1 名称0.00（m）基底标高（m）素砼垫层及防水层（mm）碎石褥垫层（mm）地基持力层持力层承载力特征值（kpa）设计承载力特征值（kpa）研发中心备注：0.000相当于绝对高程201.

2、100m，相当于地勘中高程61.480m。地基持力层为第层黄土状粉质黏土，天然承载力fak=100kPa，不能满足设计的承载力要求，故需对地基进行处理，根据设计要求，采用CFG桩复合地基。2 设计依据(1)岩土工程勘察报告（详细勘察）；(2)基础布置图；(3)长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程（DB13(J)/T123-2011）；(4)建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；(5) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；(6)混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；(7)建筑地基基础工程施工质量验收规程（GB50202-2018）；3 复合地基设计3.1设计条件

3、 复合地基设计基本条件表 表2建筑物基础形式褥垫层厚(mm)素混凝土垫层（含防水层）（mm）保护桩头（m）有效桩顶标高(m)（对应勘察高程）研发中心独立基础2001000.50-4.60（56.88）地基处理采用素混凝土桩，桩径d=400mm，桩端持力层为第层中粗砂。复合地基设计参数表 表3土层名称及编号地基土承载力特征值(kPa)重度（kg/m3）压缩模量Es（MPa）桩的极限侧阻力标准值(kPa)桩的极限端阻力标准值(kPa)2黄土状粉质黏土10019.29.9（Pz-z+300）403黄土状粉土粉质黏土互层12018.510.4（Pz-z+300）444黄土状粉土14018.710.8（

4、Pz-z+200）446005-1粉质黏土12019.18.8（Pz-z+100）405细砂17018.015*5010006中粗砂22018.520*6020007粉质黏土15019.525（Pz-z+200）508中粗砂含卵石26019.030*7030003.2单桩承载力计算根据分别计算各勘察孔处单桩承载力，单桩承载力值见下表。单桩承载力计算汇总表 表4孔 号46钻孔47钻孔48钻孔49钻孔50钻孔51钻孔52钻孔53钻孔54钻孔55钻孔2黄土状粉质黏土1.621.681.581.341.592.392.462.191.421.5032.701.802.402.402.001.301.0

5、01.102.602.104黄土状粉土2.301.301.901.602.502.201.402.202.202.005-1粉质黏土1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.005细砂1.502.702.302.002.502.103.002.201.403.506中粗砂3.885.524.825.664.415.015.145.315.383.90有效桩长13.013.013.013.013.013.013.013.013.013.0R （kN） 根据以上计算结果，单桩承载力特征值综合取定R=520kN。3.3桩身强度的计算根据建筑地基处理技术规程（JGJ7

6、9-2012），公式7.1.6-1fcu桩体试块标准养护28d的立方体抗压强度平均值；单桩承载力发挥系数，取值0.9；Ap桩的截面积（m2），取0.1256m2；fcu40.9520/0.125614904kPa14.9MPa；所以，本工程桩身混凝土选用C20混凝土，塌落度宜为180-220mm，砼应具有出厂合格证明材料，满足强度、施工要求。3.4复合地基置换率的计算根据长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程(DB13(J)/T123-2011)，公式4.3.1复合地基承载力特征值，取380kPa；单桩承载力发挥系数，本工程取0.90；桩间土承载力发挥系数，本工程取0.90；复合地基中单桩竖向

7、承载力特征值,取520kN；天然地基承载力特征值，取100kPa；=7.98%3.5实际置换率、桩数的确定按置换率布置桩位，各基础形式布桩数见下表。基础型号基础尺寸计算置换率桩数实际置换率备注J-13.43.47.9888.69J-24.54.57.98138.06J-35.05.07.98168.04J-34.84.87.98168.72J-42.22.27.98410.38J-54.58.67.98258.11J-63.86.87.98188.75J-74.28.47.98258.90J-84.58.67.98258.11J-95.05.07.98168.043.6变形计算根据建筑地基基础

8、设计规范（GB50007-2011）公式5.3.5计算沉降，在复合地基变形计算中，把复合地基沉降量分为两部分：复合地基加固区变形量和加固区下卧层变形量，变形计算采用分层总和法，按下式计算：式中：S地基最终变形量（mm）；沉降计算经验系数；对应于荷载效应准永久组合式的基础底面处的附加压力； Esi基础地面下第i层土的压缩模量；Zi、Zi-1基础底面至第i、i-1层土底面的距离；、基础底面到第i层和第i-1层土底面范围内的平均附加应力系数，按查表得到。复合地层地基的压缩模量可按下式计算：Esp=(fspk/fsk)*Es=fspk/fakEsp=Es式中：fak天然地基承载力特征值kPa；Esp复

9、合模量MPa；Es天然地基压缩模量MPa。 =fspk/fak=380/100=3.8 表6层号2345-15678原压缩模量（MPa）9.910.410.88.815202530处理后的压缩模量（MPa）37.639.541.033.457.076.0根据地区经验，在沉降计算中桩身范围内复合模量最大取50MPa。对代表性基础进行变形验算（详见后附计算书），验算结果如下： 各基础沉降量统计表 表7基础尺寸沉降量（mm）中心点9.269.0611.8711.5313.0112.6015.1514.59备注：以勘察报告中不利的46#和53#钻孔资料分别进行验算。根据表中数据计算相邻柱基的最大沉降差

10、为：（15.15-9.06）=6.09mm0.002L0.002800016.0mm ， 满足设计要求最大沉降量为：15.15mm50mm，满足设计要求。3.7软弱下卧层计算下卧层应满足下式：式中：软弱下卧层顶面处的附加应力设计值（kN/m2）；软弱下卧层顶面处的自重应力值（kN/m2）；软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值（kN/m2）。根据勘察报告，、层均为为相对软弱下卧层，根据验算其下卧层强度均满足要求（详见后附计算书）。3.8褥垫层设计为保证充分发挥桩间土承载力和减少桩对基础产生的应力集中，在桩顶与基础垫层间铺设200mm厚、粒径小于20mm的级配碎石褥垫层，铺设范围宽出基础外

11、轮廓线200mm，夯填度0.9。4 结论经以上计算，复合地基处理设计参数如下表。复合地基参数表 表9建筑物有效桩顶标高（m）桩径(mm)设计桩长(m)施工桩长(m)电梯井、集水坑处桩的施工桩长(m)置换率（%）强度等级（MPa）-4.3040013.013.5见图纸C20长螺旋钻孔泵压混凝土桩施工完毕应将0.50m的保护桩头剔除，铺设粒径5-10mm的中粗砂或碎石褥垫层200mm厚，铺设宽度应宽出素混凝土垫层200mm，采用平板振动器振实，夯填度0.9。5 质量要求（1）桩的中心偏差：小于0.4倍桩径。（2）桩孔垂直度允许偏差为:小于1.0%。（3）成孔直径允许偏差为:-20mm。（4）桩孔深

12、度允许偏差为:+100mm。（5）成桩龄期达到28天后方可由具有相应检测资质的单位按照相应规范进行检测，复合地基及单桩承载力载荷试验检测数量分别不少于总桩数的1.0%，且均不少于3根。（6）应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变检测，且总数不少于10根，并保证每个承台抽检数量不少于1根。CFG桩法（46#钻孔3.43.4基础) 基础参数 基础类型： 矩形基础 基础埋深： 2.380(m) 基础宽度： 3.400(m) 基础长度： 3.400(m) 基础覆土容重： 20.000(kN/m3) 基底压力平均值： 380.0(kPa) 基底压力最大值： 380.0(kPa) 土层参数 土层层数：

13、9 地下水埋深： 50.000(m) 压缩层深度： 20.000(m) 沉降经验系数： 0.300 地基承载力修正公式： 承载力修正基准深度d0： 0.500(m) 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 压缩模量 承载力 b d (m) (kN/m3) (kN/m3) (MPa) (kPa) 1 素填土 1.700 18.0 3.000 60.0 0.000 1.000 2 湿陷性黄土 2.300 19.2 9.900 100.0 0.000 1.000 3 湿陷性黄土 2.700 18.5 10.400 120.0 0.000 1.000 4 湿陷性黄土 2.300 18.7 10.800

14、140.0 0.000 1.000 5 粘性土 1.000 19.1 8.800 120.0 0.000 1.000 6 细砂 1.500 18.0 15.000 170.0 0.000 3.000 7 中砂 6.500 18.5 20.000 220.0 0.000 4.400 8 粘性土 3.000 19.5 25.000 150.0 0.000 1.600 9 粗砂 5.000 19.0 30.000 260.0 0.000 4.400 *b - 基础宽度地基承载力修正系数 *d- 基础深度地基承载力修正系数 CFG桩参数 桩布置形式： 矩形 桩竖向间距： 1.250(m) 桩水平间距：

15、 1.250(m) 桩直径： 400(mm) 桩长： 13.000(m) 承载力计算公式： 单桩承载力特征值： 520.000(kN)桩间土承载力折减系数： 0.900单桩承载力发挥系数： 0.900 垫层厚度： 200(mm) 垫层超出桩外侧的距离： 200(mm) 处理土层参数 土层 天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基Es 天然土层 复合地基 2 100.0 1.000 100.0 9.900 37.600 21.4 0.0 3 120.0 1.000 120.0 10.400 39.500 23.0 0.0 4 140.0 1.000 140.0 10.800

16、 41.000 23.0 0.0 5 120.0 1.000 120.0 8.800 33.400 23.0 0.0 6 170.0 1.000 170.0 15.000 50.000 23.0 0.0 7 220.0 1.000 220.0 20.000 50.000 23.0 0.0 *f - 表示原始土层承载力特征值(kPa) *fsk - 表示桩间土承载力特征值(kPa) *Es - 表示压缩模量(MPa) * - 表示压力扩散角(度) * 承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数； * 天然土层的承载力、压缩模量为土层参数，列在这里便于对比； * 天然土层的压力扩散角、桩间土fs

17、k和复合地基压缩模量为计算中间结果。计算结果:1. 基础底面处承载力计算 基底平均压力pk： 380.0(kPa) 基底最大压力pkmax： 380.0(kPa) 基底自重压力pc： 43.7(kPa) 置换率m： 0.080 桩间土承载力fsk： 100.0(kPa) 复合地基承载力特征值fspk： 382.3(kPa) 修正后复合地基承载力特征值fz： 416.8(kPa) pk = fz, 满足！ pkmax = 1.2*fz, 满足！ 因此复合地基承载力满足要求！2. 地基处理深度范围内土层的承载力验算 土层号 深度 pz pcz pz + pcz fz 是否满足 (m) (度) (k

18、Pa) (kPa) (kPa) (kPa) 3 4.00 0.0 336.3 74.8 411.1 464.2 满足！ 4 6.70 0.0 336.3 124.7 461.1 530.8 满足！ 5 9.00 0.0 336.3 167.7 504.1 557.2 满足！ 6 10.00 0.0 336.3 186.8 523.2 617.7 满足！ 7 11.50 0.0 336.3 213.8 550.2 686.1 满足！3. 下卧土层承载力验算 土层号 深度 pz pcz pz + pcz fz 是否满足 (m) (度) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) 7 15.58

19、 0.0 336.3 289.3 625.6 1452.1 满足！ 8 18.00 23.0 130.7 334.1 464.8 669.7 满足！ 9 21.00 23.0 60.7 392.6 453.3 1946.2 满足！ * - 土层的应力扩散角 *pz - 下卧层顶面处的附加应力值 *pcz - 下卧层顶面处土的自重压力值 *fz - 下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值4. 沉降计算沉降计算点坐标(X0,Y0) = (0.000,0.000) 层号 厚度 压缩模量 Z1 Z2 压缩量 应力系数积分值 (m) (MPa) (m) (m) (mm) (z2a2-z1a1) 1

20、1.62 37.600 0.00 1.62 13.19 1.4746 2 2.70 39.500 1.62 4.32 9.87 1.1590 3 2.30 41.000 4.32 6.62 3.09 0.3767 4 1.00 33.400 6.62 7.62 1.01 0.0999 5 1.50 50.000 7.62 9.12 0.75 0.1118 6 4.08 50.000 9.12 13.20 1.24 0.1846 7 2.42 20.000 13.20 15.62 1.14 0.0678 8 2.00 25.000 15.62 17.62 0.57 0.0424 压缩模量的当量值

21、： 38.329(MPa) 沉降计算经验系数： 0.300 总沉降量：0.300 * 30.86 = 9.26(mm) *Z1 - 基础底面至本计算分层顶面的距离 *Z2 - 基础底面至本计算分层底面的距离CFG桩法（46#钻孔5.05.0基础) 基础参数 基础类型： 矩形基础 基础埋深： 2.380(m) 基础宽度： 5.000(m) 基础长度： 5.000(m) 基础覆土容重： 20.000(kN/m3) 基底压力平均值： 380.0(kPa) 基底压力最大值： 380.0(kPa) 土层参数 土层层数： 9 地下水埋深： 50.000(m) 压缩层深度： 20.000(m) 沉降经验系数

22、： 0.300 地基承载力修正公式： 承载力修正基准深度d0： 0.500(m) 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 压缩模量 承载力 b d (m) (kN/m3) (kN/m3) (MPa) (kPa) 1 素填土 1.700 18.0 3.000 60.0 0.000 1.000 2 湿陷性黄土 2.300 19.2 9.900 100.0 0.000 1.000 3 湿陷性黄土 2.700 18.5 10.400 120.0 0.000 1.000 4 湿陷性黄土 2.300 18.7 10.800 140.0 0.000 1.000 5 粘性土 1.000 19.1 8.800 1

23、20.0 0.000 1.000 6 细砂 1.500 18.0 15.000 170.0 0.000 3.000 7 中砂 6.500 18.5 20.000 220.0 0.000 4.400 8 粘性土 3.000 19.5 25.000 150.0 0.000 1.600 9 粗砂 5.000 19.0 30.000 260.0 0.000 4.400 *b - 基础宽度地基承载力修正系数 *d- 基础深度地基承载力修正系数 CFG桩参数 桩布置形式： 矩形 桩竖向间距： 1.250(m) 桩水平间距： 1.250(m) 桩直径： 400(mm) 桩长： 13.000(m) 承载力计算

24、公式： 单桩承载力特征值： 520.000(kN)桩间土承载力折减系数： 0.900单桩承载力发挥系数： 0.900 垫层厚度： 200(mm) 垫层超出桩外侧的距离： 200(mm) 处理土层参数 土层 天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基Es 天然土层 复合地基 2 100.0 1.000 100.0 9.900 37.600 11.0 0.0 3 120.0 1.000 120.0 10.400 39.500 23.0 0.0 4 140.0 1.000 140.0 10.800 41.000 23.0 0.0 5 120.0 1.000 120.0 8.800

25、 33.400 23.0 0.0 6 170.0 1.000 170.0 15.000 50.000 23.0 0.0 7 220.0 1.000 220.0 20.000 50.000 23.0 0.0 *f - 表示原始土层承载力特征值(kPa) *fsk - 表示桩间土承载力特征值(kPa) *Es - 表示压缩模量(MPa) * - 表示压力扩散角(度) * 承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数； * 天然土层的承载力、压缩模量为土层参数，列在这里便于对比； * 天然土层的压力扩散角、桩间土fsk和复合地基压缩模量为计算中间结果。计算结果:1. 基础底面处承载力计算 基底平均压

26、力pk： 380.0(kPa) 基底最大压力pkmax： 380.0(kPa) 基底自重压力pc： 43.7(kPa) 置换率m： 0.080 桩间土承载力fsk： 100.0(kPa) 复合地基承载力特征值fspk： 382.3(kPa) 修正后复合地基承载力特征值fz： 416.8(kPa) pk = fz, 满足！ pkmax = 1.2*fz, 满足！ 因此复合地基承载力满足要求！2. 地基处理深度范围内土层的承载力验算 土层号 深度 pz pcz pz + pcz fz 是否满足 (m) (度) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) 3 4.00 0.0 336.3 74.8 411.1 464.2 满足！ 4 6.70 0.0 336.3 124.7 461.1 530.8 满足！ 5 9.00 0.0 336.3 167.7 504.1 5