CFG桩复合地基设计计算

 　1　设计计算公式

　　根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)设计计算公式:

　　(1) 单桩竖向承载力特征值公式:

n

　　Ra=Up∑qsili+αpqpAp

i=1

　　Up—桩周长，为1.413m。

　　n—桩长范围内所划分的土层数

　　qsi、qp—桩周第i层土的侧阻力、桩端阻力特征值(Kpa)

　　li —第i层土厚度

　　(2) 复合地基承载力计算公式:

　　fspk=λmRa/AP+β(1-m)fsk

　　fspk—复合地基承载力特征值1#、2#、3#、5#、15#、16#、17#、18#fspk≥500Kpa，31#、32#楼fspk≥580Kpa。

　　Ap—桩截面面积，为0.159；

　　fsk—处理后的桩间土承载力特征值1#、3#、5#、15#、16#、17#、18#、31#、32#楼基底天然土层为细纱、砾砂、含粘性卵石、圆砾层，取加固后桩间土180Kpa；2#楼基底天然土层为砾砂、圆砾层，取加固后桩间土200kpa。

　　Ra—单桩竖向承载力特征值；

　　m—面积置换率

　　β—桩间土承载力发挥系数，取1.0。

　　λ—单桩承载力发挥系数，取0.9。

　　2　布桩及复合地基承载力估算

CFG桩按三角形及正方形在基础内均匀布置, 且桩体按照夯扩成孔，桩端持力层为稍密卵石层，且进入持力层不小于0.5m。

　　1 以ZK3为例计算：单桩承载力特征值，桩长7.5m：

1#、3#、5#、15#、16#、17#、18#楼

　　Ra=（ Up∑qsili+qpAp）

　Ra=1.413*（1.1*35+4.4*50+2*65）+0.159*1500=787.45KN

　　综合经验取值，设计时取Ra=780KN

　　根据复合地基承载力特征值计算置换率：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

　　m=(fspk-βfsk)/(λRa/Ap-βfsk)

　　m=（500-1.0×180）/（0.9×780/0.159-1.0×180）

=0.076

　　则实际布桩后m=0.081 （三角形）S=1.5m。

　　根据复合地基置换率估算承载力特征值：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk 

　　=0.9×0.081×780/0.159+1.0×（1-0.081）×180

　　=523.04Kpa＞500Kpa

　　5.2.2 以ZK171为例计算单桩承载力特征值，桩长7.5m ，31、32#楼

　　Ra=（ Up∑qsili+qpAp）

　　Ra=1.413*（1.6*35+3.6*50+2.3*65）+1500*0.159=783.21KN

综合经验取值，设计时取Ra=780KN

根据复合地基承载力特征值计算置换率：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

　　m=(fspk-βfsk)/(λRa/Ap-βfsk)

　　m=（580-1.0×180）/（0.9×780/0.159-1.0×180）

=0.095

　　则实际布桩后m=0.1 （三角形）S=1.35m。

　　根据复合地基置换率估算承载力特征值：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk 

　　=0.9×0.1×780/0.159+1.0×（1-0.1）×180

　　=603.51Kpa＞580Kpa 

　　经验算,处理后复合地基承载力都能满足建筑地基承载力设计要求。

　　3 以ZK53为例计算单桩承载力特征值桩长7.5m，2#楼。

　　Ra=（ Up∑qsili+qpAp）

　　1.413*（6.8*50+0.7*65）+0.159*1500=783.21KN

　　综合经验取值，设计时取Ra=780KN

　　根据复合地基承载力特征值计算置换率：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

　　m=(fspk-βfsk)/(λRa/Ap-βfsk)

　　m=（500-1.0×200）/（0.9×780/0.159-1.0×200）

=0.072

　　则实际布桩后m=0.075 （正方形）S=1.45m。

　　根据复合地基置换率估算承载力特征值：

　　fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk 

　　=0.9×0.075×780/0.159+1.0×（1-0.075）×200

　　=516.13Kpa＞500Kpa。

　　经验算,处理后复合地基承载力都能满足建筑地基承载力设计要求。

　　3　压缩模量计算：

　　桩复合地基复合土层的压缩模量ESP等于该层天然地基压缩模量的ξ倍（ξ=fspk /fsk），即ESP=ξES（依据地勘资料，最上部综合取值，则压缩模量Es取值为12.0，2#楼取13.0）。

　　31#、32楼：ξ=fspk /fsk=580/180=3.22

　　ESP=ξES=3.22×12=38.64Mpa＞35Mpa

　　1、3，5#、15--18#楼：ξ=fspk /fsk=500/180=2.78

　　ESP=ξES=2.78×12=33.36Mpa＞30Mpa

　　2#楼：ξ=fspk /fsk=500/200=2.5

　　ESP=ξES=2.5×13=32.5Mpa＞30Mpa

综上计算，压缩模量满足设计要求（注：以检测报告为准）。

　　4　桩体强度

　　桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:

　　fcu≥4λRa/Ap=4*0.9*780/0.159=17.66Mpa。 

　　故桩体用C20砼即可满足要求。