CFG桩承载力计算
CFG桩承载力计算
CFG桩承载力计算CFG桩是一种预应力混凝土桩，由于其良好的承载性能和施工方便，被广泛应用于地基加固和桩基基础工程中。
在设计时，需要对CFG桩的承载力进行计算，以确保其能够满足工程要求。
本文将详细介绍CFG桩承载力计算的相关内容。
1.CFG桩承载力计算方法CFG桩的承载力主要包括桩身的皮摩擦阻力和桩底的端阻力。
在计算时，需要分别考虑这两种承载力的贡献，并将其相加得到最终的承载力。
CFG桩承载力的计算公式如下：P=QsAs+QtAt其中，P为CFG桩的承载力，Qs为桩身的皮摩擦阻力，As为桩身的有效摩擦面积，Qt为桩底的端阻力，At为桩底的有效端面积。
2.皮摩擦阻力计算CFG桩的桩身主要通过摩擦力来承载荷载，皮摩擦阻力的计算公式如下：Qs = ∑fsAs其中，fs为桩身与土壤之间的摩擦系数，As为桩身的有效摩擦面积。
桩身的有效摩擦面积可以通过以下公式计算：As=πDhL其中，D为CFG桩的直径，h为桩身的有效摩擦深度，L为CFG桩的长度。
3.端阻力计算CFG桩的桩底主要通过端阻力来承载荷载，端阻力的计算公式如下：Q t = ∑qsAt其中，qs为桩底的端阻力系数，At为桩底的有效端面积。
桩底的有效端面积可以通过以下公式计算：At=πD2/44.荷载传递系数计算在实际工程中，需要考虑荷载在桩身和桩底的传递情况，引入荷载传递系数来考虑这种传递关系。
荷载传递系数的计算公式如下：ζ = P/Pmax其中，ζ为荷载传递系数，P为实际承载力，Pmax为CFG桩的极限承载力。
5.安全系数计算在设计时，需要参考相关规范对安全系数进行考虑，一般情况下，安全系数为1.5~2.0。
安全系数的计算公式如下：FS = Pmax / P其中，FS为安全系数，P为实际承载力，Pmax为CFG桩的极限承载力。
综上所述，CFG桩的承载力计算需要考虑桩身的皮摩擦阻力和桩底的端阻力，并通过荷载传递系数和安全系数来验证设计的合理性。
在实际设计中，需要根据具体情况确定相关参数的数值，以确保CFG桩能够满足工程要求。
CFG桩计算
桩长范围土层 0.5 L= Ap=D *3.14/4 μ p=D*3.14 15-15（20孔） 36.820 38.980 31.980 桩间土承载 力折减系 数：β (0.75~0.95) 0.75
2
土厚li(m) 0.56 1.4 1 1.8 3.6 2.64
土层侧阻力 特征值(qsik) 27 38 34 28 28 42 30 42 43 桩身混凝土 无侧限抗压 强度标准值 fcu(MPa) 25
5.地基承载 力深度修正
370.0
Ym=
12
d 取室外标 高至筏板底
4
6.结论： 有效桩长L= 单桩承载力 特征值Ra= 复合地基承 载力特征值 fa= 桩身混凝土 强度标准值 fcu= 11 670 322
C25
本表按GB-JG计算： 条件： 直径D(mm) 有效桩长(m)
设计计算： 条件： 直径D(mm) 有效桩长(m)
2
桩长范围土层 土厚li(m) 0.5 L=
2
土层侧阻力 土层端阻力 特征值(qsik) 特征值(qpk) 27 38 34 28 28 42 30 42 43 350 500 600 550 650
3 11 0.19625 1.57 4 5 6 7 8 9 10 11
3.复合地基 fspk=m*Ra/A 承载力特征 p+β *(1值fspk m)*fsk 4.面积置换率、桩间距 m=(fspk-β *fsk)/(Ra/Ap面积置换率 β *fsk) 5.地基承载 力深度修正 深度修正系 数ηd=1.0 fa=fak+η dYm(d-0.5)
0.061
桩间距(正方 形布置)
土层端阻力 特征值(qpk)
3 11 0.19625 1.57 4 5 6 7 8 9 10 11
CFG桩设计计算(excel自动程序)
0.049422404
布桩数n
n=m*A/Ap
一根桩置换 面积
A1=1.6mX1.6m
桩身混凝土强度 标准值fcu=Fra bibliotekC15
说明：1。本表按GB-JGJ79-2002编制。水泥搅拌桩分为干法和湿法。桩身强度折减系数μ，干法取0.2~0.3；湿法取0.25~0.33。 JGJ 79-2002 编制) 2。红色部分人工输入
CFG桩计算软件
机具条件： 直径D(mm) 0.4 有效桩长(m) 设计计算： 桩截面面积(m2) 桩周长μp L= Ap=D2*3.14/4 μp=D*3.14 13.5 0.1256 1.256 桩长范围土层名称 1 2 3 4 5 6 1.单桩承载力： 参数取值：： 桩身强度折减系数：η (0.33) 0.33 2.单桩承载力特 征值(取小值) 取值Ra= 3.复合地基承载 力特征值fspk 4.面积置换率、 布桩数 面积置换率 5.结论： 有效桩长L= 单桩承载力特征 值Ra= 复合地基承载力 特征值fspk= 13.5 430 250 Ra=μp*∑qsia*li+α*A*qp Ra=η*fcu*Ap 430 fspk=m*Ra/Ap+β*(1m)*fsk m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Apβ*fsk) 250 桩端天然土承 桩间土承载力 桩间天然土承载力 载力折减系数: 折减系数：β 特征值fsk(Kpa) 1 429.1752 455.928 0.85 100 面积置换率 桩身混凝土无侧限抗压 m(0.01~0.1 强度标准值fcu(MPa) 0.0494224 11 桩端阻阻力qp 450 土厚li(m) 2 1.5 1.7 3 3 2.3 桩侧土磨擦阻力特征值 桩端土阻力(qp:未 (qsia) 修正承载力特征值) 17 19 16 22 24 30 450
CFG桩计算表格
14
桩间距s 3-5倍桩径
1.5
面积置换率m=D2/de2
取复合后地基承载力 fspk=
q q 单桩竖向承载力 Ra=Up（∑ s*L）+αAp p 559.9248
桩身强度反推的单桩竖向承载
fcu≥4λRa/Ap 桩身砼抗压强度fcu
484.50
435.60
λ取0.9
桩间距s 3-5倍桩径
1.3
面积置换率m=D2/de2
m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap -β* fsk) 0.043148
取复合后地基承载力 fspk=
m=(fspk-β*fsk)/(Ra/Ap -β* fsk) 0.043148
正方形布桩 梅花形布桩
de=1.13s de=1.05s
1.695
1.575
0.0557
0.0645
s1
s2
1.5
1.6
长方形布桩
de=1.13√（s1*s2）
1.7506
0.0522
后地基承载力 fspk=λmRa/Ap +β(1-m)fsk
304.85
推的单桩竖向承载
≥4λRa/Ap
20 λ取0.9
335.28
292.83
桩身强度反推的单桩竖向承载
fcu≥4Ra/Ap 桩身砼抗压强度fcu 17.832
m： β:
面积置换率
桩间土承载力发挥系数 （0.9～1.0）取β=
0.9
fsk：
处理后桩间土承载力特 征值（可取基础底天然 125 承载力特征值）取fsk=
fsk： λ
处理后桩间土承载力特 征值（可取基础底天然 125 承载力特征值）取fsk=
CFG桩复合地基工程特性分析及承载力计算
CFG桩复合地基工程特性分析及承载力计算摘要：CFG桩复合地基加固高等级公路软基就是一种新引入的软基处理方法，具有施工周期短、工后沉降小、无噪音、无振动、不排污、节约钢材等特点而得到广泛的应用。
但是由于自身的复杂性和多样性，致使群桩相互作用机理及其承载力的计算一直没有得到令人满意的研究成果。
文章对CFG桩各个组成部分进行了详细的分析，介绍了复合地基各个参数的合理取值范围，在此基础上结合相关试验进行了承载力计算公式的推演。
关键词：水泥粉煤灰碎石桩、复合地基、软基处理、工程特性、计算参数、承载力计算0 引言CFG桩即为水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成的竖向增强体。
碎石桩复合地基，处理后承载力提高系数一般在1.2~1.6之间。
而在同样的地质条件下，CFG桩复合地基的承载力提高系数可以高达2倍以上。
CFG桩具有刚性桩特点，可全桩长发挥侧阻力，桩落在好的土层上还具有明显的端承作用。
这样就可以通过增加桩长或改变桩端持力层的方式，使桩进入较坚硬的土层来提高复合地基整体的承载力，以满足不同的设计要求。
同其他刚性桩一样，CFG桩体的刚度及变形量远大于桩间土。
在通常情况下，在桩顶和基底间设置褥垫层有效调节了桩与桩间土在荷载作用下的变形，从而确保了桩与桩间土的共同工作，这充分显示出CFG桩复合地基的柔性桩特征。
CFG桩的沉降远小于桩间土的沉降，桩体上部形成负摩擦区，致使CFG桩的实际受力与基桩有着很大的区别，其计算方法和取值也就区别于传统的基桩。
1 CFG桩复合地基结构分析1.1 褥垫层褥垫层技术是复合地基的核心技术，CFG桩只有通过褥垫层才能够构成桩土复合地基。
褥垫层厚度如果过小，桩顶时将产生非常明显的应力集中，桩间土的承载作用无法得到充分的发挥。
图1 褥垫层结构褥垫层厚度如果过大，桩土的应力比值会接近1，这样桩基就失去了在CFG复合地基中存在的意义。
所以，褥垫层厚度一般设计为10~30cm，特殊情况为50cm。
CFG桩承载力计算表
桩侧土磨擦阻力特 桩端阻力特征 征值qsi（KPa） 值qp（KPa）
10 12 15 25 25 45
复合地基承载力特 单桩承载力发 征值fspk(KPa) 挥系数（λ）
180
0.95
复合土层压缩模量计算
Байду номын сангаас
承载力 压缩模量 处理后承 处理后压缩
faki
Esi 载力fspki 模量Esi’
80
2.5 182.07 5.69
100
3
197.59 5.93
140
5.5 228.63 8.98
180
8
259.67 11.54
180
8
259.67 11.54
350
12 391.60 13.43
有效桩长(m) 桩截面面积(m2) 桩周长μp(m)
圆周率π
L
6
2
Ap=π*D2/4
0.19635
3
μp=π*D
1.5708
4
3.14159
5
6
桩端端阻力发挥系数：αp
桩间土承载力折 桩间土承载 减系数：β 力特征值 (0.75～0.95) fsk(KPa)
0.9
0.85
80
单桩承载力特征值、桩体强度
0.0854 2.9262
1.5
0.0870
1.1 0.8 0.5 1.5 1.5 0.6
桩端阻力 qp(KPa)
500
实际复合地基承载力fspk(KPa) 有效桩长(m)
fspk=λm*Ra/Ap+β*(1-m)*fsk 6
正方形布桩间距(m)
1.5
注：红色部分人工输入 ，绿色部分为人工选用。
CFG桩复合地基承载力及变形计算
桩径 d=0.60m 截面积 A p =0.28m²周长 u p =1.9m 桩长 l=25.0m
桩端承载力折减系数 α=0.60
cu28a cu28p 矩形布桩
桩间距S1=2.00m
桩间距S2=2.00m
桩间土层为：2.26m 面积置换率 m=(d 2/d e )2=0.070
桩间土承载力特征值 f sk =40Kpa
λ=0.9
β=0.9
复合地基承载力如需进行深度修正时：
深度修正系数 ηd =1.5
基底以上土加权平均重度 γm =20 kN/m²f spa =f spk +ηd γm (d-0.5)=161 kN/m² 桩身抗压强度还需满足：
f cu28≥
6.81 MPa
可压缩地基深度 Z n =40.00 m 桩底标高：-25.00 m
地基处理深度25.0m 8.14 MPa
复合地基顶面附加压力值 p z =60 kPa
ψ = 0.657
沉降量变形：S=ΣS i +ΣS j =95.8 mm
3.地基变形计算
1.增强体单桩承载力计算
单桩承载力特征值Ra=572kN 取Ra=570kPa
复合地基承载力特征值f spk = λmR a / A p +β(1-m)f sk =2.复合地基承载力计算
161KPa
1杂填土
单桩分担的处理地基面积的等效圆直径 d e =水泥粉煤灰碎石桩(CFG)复合地基承载力及变形计算。
单桩承载力计算书
单桩承载力以设计桩顶标高为326.8685m （图纸所注）计算 按设计图中桩长25.5m 计算 1、地质参数：钻孔灌注桩桩身土层分布情况2、桩身参数：CFG 素灌注桩桩径D=600mm,桩周长u=1.884m ，桩身面积Aps=0.2826m2；3、单桩竖向极限承载力标准值计算根据《JGJ94-2008》规范5.3.6条，计算单桩竖向极限承载力标准值P pk p i sik p A q l q u Q α+=∑uk79#：Q uk =1.884×(135×5.8+100×2.0+140X6.4+70X9.0+60X1.5)+1.0X2000X0.2826=5460kN 80#：Q uk =1.884×(135×8.9+100×2.0+140X3.4+70X7.8+60X1.9+116X1.5)+1.0X2000X0.2826=5670kN 81#：Q uk =1.884×(135×8.0+100×2.4+140X4.6+70X8.77+60X1.76)+1.0X1200X0.2826=5390kN取5390KN单桩承载力特征值计算： Ra=5390/2=2695kN按设计图中桩长25.5m 减小3m 计算根据《JGJ94-2008》规范5.3.6条，计算单桩竖向极限承载力标准值P pk p i sik p A q l q u Q α+=∑uk79#：Q uk =1.884×(135×5.8+100×2.0+140X6.4+70X7.7)+1.0X1000X0.2826=4820kN 80#：Q uk =1.884×(135×8.9+100×2.0+140X3.4+70X7.7)+1.0X1000X0.2826=4850kN 81#：Q uk =1.884×(135×8.0+100×2.4+140X4.6+70X7.51)+1.0X1000X0.2826=4970kN 取4820KN单桩承载力特征值计算： Ra=4820/2=2410kN>2000kN 易算知，不是桩身强度控制。
CFG桩承载力计算
CFG桩承载力计算CFG桩的承载力计算方法可以分为两种：经验公式法和有限元分析法。
一、经验公式法经验公式法是通过分析现有工程实例的桩载荷测试数据，总结出的一组计算公式，对CFG桩的承载力进行估算。
这种方法计算简便，但适用范围较窄，只适合特定的工程场地和CFG桩的设计参数。
常用的经验公式有Cursano公式、López-Otín公式、刘华平公式等。
以Cursano公式为例，具体计算公式如下：Qc = βs * Ap * fs其中Qc为CFG桩的垂直容许承载力（kN）；βs为桩顶轴力系数，根据土壤类型和桩身直径确定；Ap为CFG桩截面面积（m^2）；fs为土工合成材料的增强效应系数。
这种方法计算得到的承载力较为粗略，为了提高计算精度，可以结合工程经验进行修正，同时做好现场监测，及时调整设计参数。
二、有限元分析法有限元分析法是目前最为广泛使用的资源力学计算方法，它采用网格剖分的方法将CFG桩、土体和周边结构离散为有限个单元，通过求解方程组得到结构的应力、应变和位移等力学参数，进而得到CFG桩的承载力。
有限元分析法需要借助专业的有限元分析软件（如ANSYS、ABAQUS 等），在建立数学模型时需要对土体材料的本构关系、荷载大小和加载方式等进行合理的假设和划定。
然后通过对模型进行力学计算，得到CFG桩的应力和变形状态。
这种方法计算得到的承载力结果较为准确，但需要有一定的专业知识和使用软件的技术能力。
总结起来，CFG桩的承载力计算方法有经验公式法和有限元分析法两种，经验公式法计算简单但适用范围有限，有限元分析法计算精度高但需要专业知识和分析软件的支持。
在实际工程中，可以根据工程情况和设计要求选择合适的计算方法，以准确评估CFG桩的承载力。
同时，在计算过程中需充分考虑土体性质、CFG桩的材料参数和工程环境等因素，确保计算结果的合理性和可靠性。
基桩承载力计算公式
单桩承载力发挥系数
1
p p p
qA
fsk
8 0 0 β 0.8 493.696 +8 0 0 10 0 13
7.2.8-2 9.2.6 l 16
复合地基（CFG桩）计算文件
一、设计依据 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012 J220-2012
二、计算过程 1、 2、 3、 4、
式中： Ra
（米） 选取CFG桩直径 d= 0.4 （米） 采取正方形布桩桩距 s= 1.5 （其中de=1.13s，正方形布桩） 面积置换率 m=d²/de²= 0.055690431
天然地基修正公式
fa=fak+η br(b-3)+η drm(d-0.5)
参数 结果 fak 170 η b 0.3 η d 1.6 r 9.2 260.26 rm 8.4 b 6 d 6.6
CFG桩承载力特征值计算公式 Ra=μ p∑qs1l1+qs2l2+qs3l3+…+qsnln)+α pqpAp fcu≥4Ra/Ap,fspk=λ mRa/Ap+β (1-m)fsk
Ra=upΣ qsili+α pqpAp= 786.256
单桩竖向承载力特征值（kN） 桩的周长（m） 桩的截面积（m2）
kN
（i表示第1层至第n层）
up= 1.256 AP= 0.1256
i 1
qs 36
qp= 500
桩端端阻力特征值（kPa） i表示第1层土至第n层土 1
2 3 4 5 6 7 8 9
raup1256iqsap01256136天然地基修正公式fafakbrb3drmd05复合地基cfg桩计算文件rapqs1l1qs2l2qs3l3?qsnlnpqpapfcu4raapfspkmraap1mfsk70336201626026cfg桩承载力特征值计算公式fcu0056700280fspk参数结果09ra1504125601256单桩竖向承载力特征值kn桩的周长m桩的截面积m2选取cfg桩直径d采取正方形布桩桩距s面积置换率md2de2其中de113s正方形布桩raupqsilipqpapi表示第1层至第n层固始蓼城美景中苑l11楼一设计依据建筑地基处理技术规范jgj792012j2202012二计算过程qp5002qsili5763p14555403941838kpa6式中
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4#CFG 桩计算书
本工程采用CFG 桩复核地基处理方式进行地基处理，桩径400mm ，桩间距1.80m 有效桩长拟采用12m ，桩端进入第7层粉土，桩顶桩间土为第5层粉土。
现根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002式9.2.5计算CFG 桩复核地基承载力。
sp sp (1).2.5a
k
k p
R f m m f A β=+- （9）
计算步骤如下： 1、计算置换率m ；
2、计算单桩竖向承载力特征值；
3、计算复核地基承载力。
1、计算置换率m
22
222
1/41/40.40.03881.8
p
A d m s s ππ⨯==== 2、计算单桩承载力特征值
根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002式9.2.6
1
R .2.6n
a p si i p p i q l q A μ==+∑ （9）
/4.4kN p p q A π⨯⨯2=20010=25
山东省鲁北地质工程勘察院提供的CFG 桩桩基参数值如表1所示。
本工程基底绝对标高为14.77m ，根据地质报告剖面图计算桩周侧阻力见表2 根据表2，单桩承载力特征值为：
1
R k n
a p si i p p i q l q A μ==+∑=430+25 =455 N
表1 CFG 桩桩基参数值表（长螺旋成孔）
3、计算复核地基承载力
0.75
取规范最低值，sk f取第5层天然地基承载力120kPa。
sp sp (1).7.00.75.0.1.9a
k
k p
R f m m f A β=+-⨯+⨯⨯
3606
= 0388（1-0388）120
02566
=197kpa
故处理后的复核地基承载力特征值为。