CFG桩法地基处理计算书
CFG桩法地基处理计算书项目名称_____________构件编号_____________日期_____________ 设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间2011年9月5日（星期一）15:50
一、设计资料
1.1地基处理方法: CFG桩法
1.2基础参数:
基础类型: 矩形基础
基础长度L: 32.00m
基础宽度B: 32.00m
褥垫层厚度: 600mm
基础覆土容重: 20.00kN/m3
1.3荷载效应组合:
标准组合轴力F k: 247385kN
标准组合弯矩M x: 0kN·m
标准组合弯矩M y: 0kN·m
准永久组合轴力F: 247285kN/m 1.4桩参数:
布桩形式: 矩形
X向间距: 1.70m, Y向间距: 1.70m
桩长l: 22.00m, 桩径d: 500mm
桩间土承载力折减系数: 0.80
桩体试块抗压强度：f cu=15.00MPa
X
Y
3
2
32000
1
7
1
7
1
7
1
7
1
7
1
7
1
7
1
7
1
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1
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1
7
1
7
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1.5地基处理设计依据 《建筑地基处理技术规范》 （JGJ 79-2002 J220－2002） 《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007-2002） 1.6土层参数: 天然地面标高: 0.00m 水位标高: -8.00m 桩顶标高: -1.80m
粉质粘土
7.80
粉质粘土
5.80粘质粉土
5.80
粉质粘土4.40粉质粘土1.20粘土
2.50粉质粘土
1.90
淤泥质土
11.10
淤泥质土
3.10填土2.20
天然地面标高
土层参数表格
层号 土层名称 厚度 m 容重 kN/m 3 压缩模量 MPa 承载力 kPa d 侧摩阻力kPa 桩端阻力kPa 1 填土 2.20 18.00 3.00 70.00 1.00 0.00 0.00 2 淤泥质土 3.10 18.00 3.00 70.00 1.00 9.00 0.00 3 淤泥质土 11.10 18.00 2.50 50.00 1.00 8.00 0.00 4 粉质粘土 1.90 18.00 5.00 120.00 1.00 22.00 0.00 5 粘土 2.50 18.00 6.50 160.00 1.00 33.00 450.00 6 粉质粘土 1.20 18.00 4.00 110.00 1.00 18.00 0.00 7 粉质粘土 4.40 18.00 7.00 180.00 1.00 36.00 500.00 8 粘质粉土 5.80 18.00 6.50 150.00 1.00 20.00 0.00 9 粉质粘土 5.80 18.00 5.50 130.00 1.00 20.00 0.00 10
粉质粘土
7.80
18.00
20.00
200.00
1.00
20.00
0.00
注:表中承载力指天然地基承载力特征值(kPa)、d 基础埋深的地基承载力修正系数
桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)
桩在土层中的相对位置 土层 计算厚度(m) 桩侧阻力 kPa 桩端阻力 kPa 1 0.40 0.00 0.00 2 3.10 9.00 0.00 3 11.10 8.00 0.00 4 1.90 22.00 0.00 5 2.50 33.00 450.00 6
1.20
18.00
0.00
二、复合地基承载力计算
2.1单桩竖向承载力特征值计算 由《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式9.2.6 R a = u p ∑q si l i +q p A p 式中: u p --桩的周长(m),u p = 1.5708m q si 、q p --桩周第i 层土的侧阻力、桩端端阻力特征值(kPa) l i --第i 层土的厚度(m) A p --桩的截面积（m 2）, A p =0.1963m 2 R a =
1.5708?(0.00?0.40+9.00?3.10+8.00?11.10+2
2.00?1.90+3
3.00?2.50+18.00?1.20+36.00?1.80)+0.1963?500.00 = 612.45 kN 由《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式9.2.7
3R a A p = 3×612.45
0.1963
=9357.60kPa=9.36MPa 桩体试块抗压强度 f cu = 15.00MPa
f cu > 3R a
A p
桩身砼强度满足规范要求。
2.2面积置换率计算 由《建筑地基处理技术规范》式7.2.8-2 m = d 2
d e 2 计算
d --桩身平均直径, d =0.50m
d e -- 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径 d e =1.13 s 1s 2=1.13× 1.70×1.70=1.92m
s 1、s 2--桩X 向间距、Y 向间距,s 1=1.70m 、s 2=1.70m
m = d 2d e 2 = 0.502
1.922
=6.77%
2.3复合地基承载力计算 由《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式9.2.5
f spk = m R a
A p
+β(1-m )f sk
式中: f spk --复合地基承载力特征值（kPa ） m --面积置换率, m =6.77% R a --单桩竖向承载力特征值, R a =612.45kN β--桩间土承载力折减系数, β=0.80 f sk --处理后桩间土承载力特征值（kPa ）, 取天然地基承载力特征值, f sk =70.00kPa
f spk = m R a A p +β(1-m )f sk = 0.0677?612.45
0.1963
+0.80?(1-0.0677)?70.00 = 263.52kPa
经CFG 桩处理后的地基, 当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时, 一
般宽度不作修正, 即基础宽度的地基承载力修正系数取零, 基础深度的地基承载力修正系数取1.0. 经深度修正后CFG 桩复合地基承载力特征值f a 为
f a = f spk +γ0(d -0.50)
上式中0为自天然地面以下深度1.80m范围内天然土层的加权平均重度, 其中地下水位下的重度取浮重度
γ0= ∑γi h i
∑h i=
18.00×1.80
1.80= 18.00 kN/m
3
基础埋深, d=1.80m
f a = 263.52+18.00×(1.80-0.50)=286.92kPa
荷载效应标准组合时轴心荷载作用下
G k = γG Ad = 20.00 × 32.00 × 32.00 × 1.80 = 36864.00 kN
p k = F k+G k
A=
247385.00+36864.00
1024.00= 277.59kPa p k≤f a,满足要求
荷载效应标准组合时偏心荷载作用下
p kmin = F k+G k
A-
M kx
W x-
M ky
W y=
247385.00+36864.00
1024.00-
0.00
5461.33-
0.00
5461.33= 277.59kPa
p kmin> 0,满足要求
p kmax = F k+G k
A+
M kx
W x+
M ky
W y=
247385.00+36864.00
1024.00+
0.00
5461.33+
0.00
5461.33= 277.59kPa
p kmax≤1.2f a,满足要求
三、变形计算
3.1计算基础底面的附加压力
荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为:
G k = γG Ad = 20.00 × 32.00 × 32.00 × 1.80 = 36864.00 kN
p k = F+G k
A=
247285.00+36864.00
1024.00= 277.49kPa
基础底面自重压力为:
p c= γ0?d=18.00?1.80=32.40kPa
基础底面的附加压力为:
p0=p k-p c=277.49 - 32.40 = 245.09kPa
3.2确定z
按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表5.3.6:
由b=32.00 得z=1.00
3.3确定沉降计算深度
沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6由程序自动确定
z n = 34.00 m
3.4计算复合土层的压缩模量
复合土层的分层与天然地基相同, 各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的倍
E spi = ζE si
E spi--复合地基处理范围内第i层土修正后的压缩模量(MPa)
E si--复合地基处理范围内第i层土原始的压缩模量(MPa)
ζ值按《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）式(9.2.8-1)确定
ζ = f spk f ak
f ak--基础底面下天然地基承载力特征值(kPa), f ak = 70.00kPa
ζ =
263.52
70.00
= 3.765 3.5计算分层沉降量 根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表 K.0.1-2可得到平均附加应力系数, 计算的分层沉降值见下表: 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）的分层总和法沉降计算表
z (m) l 1/b 1 z /b 1 ?α z ?α z i ?αi - z i-1?αi-1 E spi (MPa) ?s i = p 0(z i ?αi - z i-1?αi-1)/E spi
∑s i
(mm) 0 1.00 0 4×0.25=1.00 0 0.40 1.00 0.03 4×0.2506=1.0025 0.4010 0.4010 11.29 8.70 8.702 3.50 1.00 0.22 4×0.2495=0.9981 3.4934 3.0924 11.29 67.11 75.812 14.60 1.00 0.91 4×0.2295=0.9181 13.4043 9.9109 9.41 258.10 333.908 16.50 1.00 1.03 4×0.2237=0.8947 14.7623 1.3580 18.82 17.68 351.591 19.00 1.00 1.19 4×0.2156=0.8623 16.3834 1.6210 24.47 16.24 367.827 20.20 1.00 1.26 4×0.2116=0.8464 17.0978 0.7144 15.06 11.63 379.455 22.00 1.00 1.38 4×0.2056=0.8226 18.0964 0.9986 26.35 9.29 388.742 24.60 1.00 1.54 4×0.1971=0.7886 19.3987 1.3023 7.00 45.60 434.339 30.40 1.00 1.90 4×0.1792=0.7169 21.7932 2.3946 6.50 90.29 524.628 33.00 1.00 2.06 4×0.1718=0.6872 22.6790 0.8857 5.50 39.47 564.098 34.00
1.00
2.13
4×0.1691=0.6763
22.9939
0.3150
5.50
14.03
578.133
上表中l 1 = L /2 = 16.00m, b 1 = B /2 = 16.00m z = 34.00m 范围内的计算沉降量∑s = 578.13 mm, z = 33.00m 至34.00m(?z 为1.00m), 土层计算沉降量s'n = 14.03 mm ≤ 0.025∑s'i = 0.025 × 578.13 = 14.45 mm, 满足要求. 3.6确定沉降计算经验系数s 由沉降计算深度范围内压缩模量的当量值E s 可从《建筑地基处理技术规范》表9.2.8查得
E s =
∑A i
∑A i E si
A i = p 0(z i ?αi - z i-1?αi-1)
式中A i 为第i 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值 ∑A i = p 0 × 22.99 = 22.99p 0
∑A i E si = p 0 × (0.40111.29 + 3.09211.29 + 9.9119.41 + 1.35818.82 + 1.62124.47 + 0.71415.06 + 0.99926.35
+
1.3027.00 +
2.3956.50 + 0.8865.50 + 0.315
5.50
) = p 0 × (0.04 + 0.27 + 1.05 + 0.07 + 0.07 + 0.05 + 0.04 + 0.19 + 0.37 + 0.16
+ 0.06) = 2.36p 0
?E s =
22.99p 0
2.36p 0
= 9.75 MPa 查《建筑地基处理技术规范》表9.2.8得s = 0.597 3.7最终的沉降量 s = ψs s ' = ψs ∑s'i = 0.597 × 578.13 = 345.12 mm
四、下卧土层承载力验算
基础底面的附加压力
基础底面平均压力为:
p k= 277.59kPa
基础底面自重压力为:
p c= γ0?d=18.00?1.80=32.40kPa 基础底面的附加压力为: :
p0=p k-p c=277.59 - 32.40 = 245.19kPa 第7层土承载力验算:
(1)计算基底下22.00m处的附加压力
a = 32.00/2 = 16.00,
b = 32.00/2 = 16.00, a
b=
16.00
16.00= 1.00,
z
b=
22.00
16.00= 1.38, 由
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表K.0.1-1可得附加应力系数，= 0.133 p z = 4αp0 = 4×0.133×245.19 = 130.42 kPa
(2)计算基底下22.00m处的自重压力
p cz = γ0d
上式中0为自天然地面以下深度23.80m范围内天然土层的加权平均重度, 其中地下水位下的重度取浮重度
γ0= ∑γi h i
∑h i=
18.00×2.20+18.00×3.10+18.00×2.70+8.00×8.40+8.00×1.90+8.00×2.50+8.00×1.20+8.00×1.80
2.20+
3.10+2.70+8.40+1.90+2.50+1.20+1.80= 11.36 kN/m3
p cz = 11.36?23.80 = 270.40 kPa
(3)计算基底下22.00m处的经深度修正后地基承载力特征值
f a = f ak + ηdγ0(d-0.50)
= 180.00 + 1.00?11.36?(23.80-0.50)
= 444.72 kPa
p z+p cz = 130.42 + 270.40 = 400.82 kPa ≤f a = 444.72 kPa
第7层土承载力满足要求
第8层土承载力验算:
(1)计算基底下24.60m处的附加压力
a = 32.00/2 = 16.00,
b = 32.00/2 = 16.00, a
b=
16.00
16.00= 1.00,
z
b=
24.60
16.00= 1.54, 由
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表K.0.1-1可得附加应力系数，= 0.118 p z = 4αp0 = 4×0.118×245.19 = 115.42 kPa
(2)计算基底下24.60m处的自重压力
p cz = γ0d
上式中0为自天然地面以下深度26.40m范围内天然土层的加权平均重度, 其中地下水位下的重度取浮重度
γ0= ∑γi h i
∑h i=
18.00×2.20+18.00×3.10+18.00×2.70+8.00×8.40+8.00×1.90+8.00×2.50+8.00×1.20+8.00×4.40
2.20+
3.10+2.70+8.40+1.90+2.50+1.20+
4.40= 11.03 kN/m3
p cz = 11.03?26.40 = 291.20 kPa
(3)计算基底下24.60m处的经深度修正后地基承载力特征值
f a = f ak + ηdγ0(d-0.50)
= 150.00 + 1.00?11.03?(26.40-0.50)
= 435.68 kPa
p z+p cz = 115.42 + 291.20 = 406.62 kPa ≤f a = 435.68 kPa
第8层土承载力满足要求
第9层土承载力验算:
(1)计算基底下30.40m处的附加压力
a = 32.00/2 = 16.00,
b = 32.00/2 = 16.00, a
b=
16.00
16.00= 1.00,
z
b=
30.40
16.00= 1.90, 由
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表K.0.1-1可得附加应力系数，= 0.090 p z = 4αp0 = 4×0.090×245.19 = 88.45 kPa
(2)计算基底下30.40m处的自重压力
p cz = γ0d
上式中0为自天然地面以下深度32.20m范围内天然土层的加权平均重度, 其中地下水位下的重度取浮重度
γ0= ∑γi h i
∑h i=
18.00×2.20+18.00×3.10+18.00×2.70+8.00×8.40+8.00×1.90+8.00×2.50+8.00×1.20+8.00×4.40+8.00×5.80
2.20+
3.10+2.70+8.40+1.90+2.50+1.20+
4.40+
5.80= 10.48 kN/m3
p cz = 10.48?32.20 = 337.60 kPa
(3)计算基底下30.40m处的经深度修正后地基承载力特征值
f a = f ak + ηdγ0(d-0.50)
= 130.00 + 1.00?10.48?(32.20-0.50)
= 462.36 kPa
p z+p cz = 88.45 + 337.60 = 426.05 kPa ≤f a = 462.36 kPa
第9层土承载力满足要求
第10层土承载力验算:
(1)计算基底下36.20m处的附加压力
a = 32.00/2 = 16.00,
b = 32.00/2 = 16.00, a
b=
16.00
16.00= 1.00,
z
b=
36.20
16.00= 2.26, 由
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）表K.0.1-1可得附加应力系数，= 0.070 p z = 4αp0 = 4×0.070×245.19 = 68.89 kPa
(2)计算基底下36.20m处的自重压力
p cz = γ0d
上式中0为自天然地面以下深度38.00m范围内天然土层的加权平均重度, 其中地下水位下的重度取浮重度
γ0= ∑γi h i
∑h i=
错误!10.11 kN/m3
p cz = 10.11?38.00 = 384.00 kPa
(3)计算基底下36.20m处的经深度修正后地基承载力特征值
f a = f ak + ηdγ0(d-0.50)
= 200.00 + 1.00?10.11?(38.00-0.50)
= 578.95 kPa
p z+p cz = 68.89 + 384.00 = 452.89 kPa ≤f a = 578.95 kPa
第10层土承载力满足要求
五、施工技术要求及质量检验
5.1 施工工艺
CFG桩的施工, 应根据现场条件选用下列施工工艺:
1、长螺旋钻孔灌注成桩, 适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土.
2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩, 适用于粘性土、粉土、砂土, 以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地.
3、振动沉管灌注成桩, 适用于粉土、粘性土及素填土地基.
5.2 材料要求
1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料: 缓凝剂、粉煤灰, 均应符合相应标准要求, 其掺量应根据施工要求通过试验室确定.
2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160~200mm, 振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm, 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm.
3、成桩过程中, 抽样做混合料试块, 每台机械一天应做一组（3块）试块（边长为150mm 的立方体）, 标准养护, 测定其立方体抗压强度.
5.3 保护层
施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m.
5.4 褥垫层
1、复合地基施工、检测合格后, 方可进行褥垫层施工;
2、褥垫层材料: 5～32mm碎石或级配砂石, 均应符合相应标准要求.
3、褥垫层铺设宜采用静力压实法, 当基础底面下桩间土的含水量较小时, 也可采用动力夯实法, 夯实后的厚度与虚铺厚度之比小于0.90.
5.5 CFG桩成桩要求
1、桩体连续密实, 不得有断桩、缩颈、夹砂等缺陷.
2、允许偏差:
(1)桩长: ≤100 mm
(2)钻孔垂直度: ≤1.0％
(3)桩径: 20mm
(4)桩位: 满堂布桩: ≤0.4d; 条基: ≤0.25d
其它应满足《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）
5.6 施工质量检验
1、CFG桩地基竣工验收时, 承载力检验应采用复合地基载荷试验.
2、CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时, 并宜在施工结束28d后进行. 试验数量宜为总桩数的0.5%~1.0%, 且每个单体工程的试验数量不应少于3点.
3、动测桩试验可按总桩数的10％进行桩身完整性检测.
检测技术标准如下:
单桩复合地基静载试验依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002 J220－2002）;
单桩静载试验依据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）
低应变动力试验依据《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）
六、工程造价和工时计算
6.1CFG桩部分工程造价和工时计算
单个基础桩部分的造价
=单桩的造价单桩的造价调整系数桩数
= 200.00?1.00?361=72200.00 (元)
总造价(桩)
=单个基础桩部分的造价总造价调整系数基础个数
= 72200.00?1.00?8=577600.00 (元)
单个基础桩部分的工时
=单桩的工时单桩的工时调整系数桩数
= 1.00?1.00?361=361.00 (人·天)
总工时(桩)
=单个基础桩部分的工时总工时调整系数基础个数
= 361.00?1.00?8=2888.00 (人·天)
6.2垫层部分工程造价和工时计算
单个基础垫层的造价
=单方垫层的造价单方造价调整系数垫层体积
= 200.00?1.00?614.40=122880.01 (元)
基础垫层总造价
=单个基础垫层的造价总造价调整系数基础个数
= 122880.01?1.00?8=983040.06 (元)
单个基础垫层的工时
=单方垫层的工时单方垫层的工时调整系数垫层体积
= 1.00?1.00?614.40=614.40 (人·天)
基础垫层总工时(桩)
=单个基础垫层的工时总工时调整系数基础个数
= 614.40?1.00?8=4915.20 (人·天)
6.3工程总造价和工时计算
工程总造价: 577600.00+983040.06 = 1560640.06 (元)
工程总工时: 2888.00+4915.20 = 7803.20 (人·天)