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CFG桩设计计算书
1 引言
近年来，为了满足在土建、交通、水利等方面工程建设中提出地基处理规定，我国引进、发展了多种地基处理技术，积累了相称丰富经验，地基处理水平得到了很大提高。
目前国内地基处理措施繁多，地基处理手段越来越多样化，为了选出一种最优方案。本工程首先根据工程地质条件、经济性考虑和环境影响选定了 CFG桩复合地基对本场地进行地基加固初步设计计算。
本工程重要是对地基进行人工加固使其承载力得到提高，以满足建筑物对地基承载力规定。 CFG 桩复合地基是一种新地基处理技术，CFG 桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题,于1988年立题进行试验研究,并应用于工程实践，CFG桩复合地基试验研究成果于 1992 年由建设部组织鉴定，专家们认为：该成果具有国际领先水平。CFG 桩复合地基成套技术，1994 年被建设部列为全国重点推广项目,1997 年视为国家级工法，并列入国家行业原则《建筑地基处理技术规范》。伴随 CFG桩复合地基在全国范围内推广及应用,尤其是近几年发展,CFG 桩复合地基技术在我国基本建设中起了非常重要作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。尤其是近几年，该技术在北方地区高层建筑地基处理中得到应用，使得 CFG桩从设计到施工已积累了大量实践经验。 本工程采用 CFG桩对地基土进行加固处理，施工工艺为长螺旋成孔管内泵压灌注CFG桩混合料成桩。获得了很好加固效果。由于本人水平相称有限，在设计中难免有错误和局限性，敬请老师和同学指导纠正。
1.1 地基处理技术发展现实状况
地基处理是古老而又年轻领域。灰土垫层基础和短桩处理在我国应用历史悠久，可追溯到数千年前。而大量进行地基处理技术是伴随现代文明而产生。近几年来，国内外在地基处理方面发展十分迅速。老措施不停改善，新措施不停涌现，目前国内外已经有措施多至百种以上。
就地基处理而言，按其原理和做法不一样可分为如下四类：
（1）排水固结法。运用多种措施使软粘土地基排水固结，从而提高土强度和减小土压缩性。
（2）振密、挤密法。采用多种措施，如振动、挤密等，使地基土体增密，以提高土强度，减少土压缩性。
（3）置换及拌入法。以砂、碎石等材料置换软土地基中部分软土，或在松软地基中掺入胶结硬化材料，或向地基注入化学药液产生胶结作用，形成固体，到达提高地基承载力、减小压缩量目。
（4）加筋法。通过在地基中埋设强度较大土工聚合物，以到达加固地基目。
伴随地基处理技术和复合地基理论发展，近些年来，复合地基技术在我国得到广泛应用。目前重要应用复合地基类型重要有：由多种措施形成各类砂石桩复合地基，水泥土桩复合地基，低强度桩复合地基，土桩、灰土桩复合地基，钢筋混凝土桩复合地基，薄壁筒桩复合地基，加筋土地基等。复合地基技术在房屋建筑、高等级公路、铁路、堆场、机场、堤坝等土木工程建设中得到广泛应用。复合地基技术推广应用长生了良好社会效益和经济效益。
1.2 地基处理措施选用原则
地基处理措施众多，每种处理措施均有各自合用条件、局限性和优缺陷，每种处理措施作用一般又具有多重性。加之地基土成因复杂，性质多变，详细工程对地基规定不尽相似，施工机械、技术力量、施工条件和环境条件等千差万别，这使得在选择地基处理方案时，应从实际出发，对详细地基条件、处理规定(包括处理前后地基应到达各项指标、处理范围、工程进度等)工程费用以及施工机械、技术力量和材料等原因进行综合分析、比选处理方案。在选择处理方案时还应提高环境保护意识，注意节省能源和保护环境。尽量防止地基处理时对地面和地下水产生污染、振动和噪音对周围环境不良影响等。
选择地基处理方案前，应进行深入调查，充足搜集资料。在调查、搜集资料时，应考虑如下五方面内容：
（1）上部构造和基础设计状况；
（2）各工程实际工程地质条件；
（3）施工用地、施工工期、工程用料来源等；
（4）施工时对周围环境影响；
（5）施工单位技术力量、机具设备、施工管理水平及施工经验。
针对详细工程详细处理规定，本着技术上安全可靠，经济上节省、合理，节省费用原则，进行精心设计。同步在设计时，还应充足考虑环境保护问题，减小或防止对周围空气、地面和地下水污染以及对周围振动、噪音等影响。
1.3 地基处理措施选定
复合地基处理已经走过了诸多种年头，也有诸多工程实践和经验，但伴随文明发展，多种新型现代建筑出现，楼层不停增高，工程地质状况越加复杂，同步也有经济上规定，使得新措施和新技术不停出现，老式处理措施有着固有缺陷，例如散体碎石桩，重要应用于加固散粉细砂，粉土，可液化土及挤密效果好填土，对于施工地质环境有一定局限性，施工过程中产生振动和污染，在居民区和城区施工受到一定限制。CFG针对碎石桩缺陷发展起来。

复合地基设计
a.确定桩长、桩径
根据CFG桩特点,其桩端宜进入很好持力层且基础下宜铺设20cm褥垫层.根据地质勘查汇报,⑧层粉粘土可作为桩端持力层,桩顶标高为-4.06m（地勘汇报-2.86m）桩长（有效桩长）16.0m，保护桩长0.5m，砼坍落度采用18-20cm，桩径410mm。±0.00相对于勘察汇报标高为＋1.2m.
2.单桩承载力特性值确实定
根据规范规定，可根据下式计算单桩承载力原则值：
Rk＝（Up×∑qsi×Ii+qp×Ap）/k
式中：
RK--单桩承载力原则值（KN）;
UP--桩周长（m）;1.256
qsi—桩侧第i层土侧阻力原则值（kPa）;
Ii—桩侧第I层土土层厚度（m）
qp—桩端阻力原则值（kpa）；1100 kpa
Ap—桩截面积（㎡）；0.1256

k—安全系数；2
代入数值：
∑qsi×Ii=3.02×48+2×50+1.2×50+3.5×40＋4×50+1.3×40＋0.98×62=758.72KN/m
qp×Ap＝1100×0.1256=138.16KN
Rk＝（Up×∑qsi×Ii+qp×Ap）/k
＝(1.256×758.72+138.16)/2=545.93KN
设计取值：Rk＝475KN
3.混凝土强度确实定：
根据桩身强度规定：Ci＝3×475/0.1256=11.34Mpa
根据施工工艺规定，又为水下钻孔作业，为保证成桩质量，将混凝土标号定为C20。
4.褥垫层确实定
褥垫层铺设厚度10cm，夯填度不不小于0.9，褥垫层材料采用碎石，碎石最大粒径不适宜不小于30mm。
5.面积置换率计算
根据规范，根据复合地基承载力特性值计算公式计算如下：
fsp,k＝m×(Rk÷Ap)＋β×（1－m）×fs,k
式中：
fsp,k—复合地基承载力特性值（kpa）；210kpa
m――面积置换率
RK――单桩承载力特性值（kN）；475 kN
Ap――桩截面面积（㎡）；0.1256㎡
β――桩间土折减系数，0.8
fs,k――桩间土天然地基承载力特性值（kpa）；95kpa
代入数值：
210＝m×475÷0.1256＋0.8×（1-m）×95
得出m＝3.6%
6.桩位布置
根据规范规定，CFG桩可只在基础范围内布置，且桩间距宜取3－5倍桩径，根据基础平面图及面积置换率进行桩位布置，实际布桩共根，实际布桩参数见CFG桩参数登记表。
（四）沉降验算
1.最终沉降量计算
（1）桩位布设完毕后，根据实际面积置换率及所到达复合地基承载力特性值进行沉降验算，（选用两个承台进行沉降验算）基础底面附加压力值P0应由下式算得：
P0＝P-γd
γ—基础底面以上土加权平均重度；
P0＝P-γd =210-19.5×3.16=148.38kN
最终沉降量验算见下表：(中心点沉降量)以基础底面作为±0.00
fspk=m×fpk＋(1-m)×fsk×β
=0.038×475/0.1256＋(1-0.038)×95×0.8
=143.7＋73.11
=216.8kpa
ξ＝fsp,k/fak=216.8/95=2.3
(复合地基土层压缩模量等于天然地基压缩模量ξ倍)
l/b=1.11 si=p0/Esi4(ziαi-zi-1qi-1)
s=Ψs×s0=0.3×105.2=31.56mm
基础最终沉降量为：＜100mm，因此最终沉降量满足设计规定。