CFG桩地基处理计算书范本.doc

一、设计资料
1.1地基处理措施: CFG桩法
1.2基础参数:
       基础类型: 矩形独立基础
       褥垫层厚度: 300mm
       基础覆土容重: 20.00kN/m3
1.3荷载效应组合:
       原则组合轴力Fk: 1720.6kN
       原则组合弯矩Mx: 26.0kN·m
       原则组合弯矩My: 33.6kN·m
       准永久组合轴力F: 1725kN
1.4桩参数:
       布桩形式: 矩形
       X向间距: 1.20m, Y向间距: 1.20m
       桩长l: 15.00m, 桩径d: 400mm(当采用CFG桩处理地基时，桩径宜为0.4-0.45m，可以采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，有效长度不不不小于15.0m，桩端位于第7层上部，当采用合适桩径、桩间距等参数时，CFG桩复合地基承载力特性值可到达340kPa，可以满足承载力规定。)
       桩间土承载力折减系数: 0.75
       桩体试块抗压强度：fcu=25.00MPa
       单桩竖向极限承载力: 650.00kN

1.5地基处理设计根据
       《建筑地基处理技术规范》
       （JGJ 79-）
       《建筑地基基础设计规范》
       （GB 50007-）
1.6土层参数:
       天然地面标高: 0.00m
       水位标高: -13 m 376.7-363.63=13.07m
       桩顶标高: -2.40m

土层参数表格
层号
土层名称
厚度
m
容重
kN/m3
压缩模量
MPa
承载力
kPa
hd
侧摩阻力kPa
桩端阻力kPa
1
压实填土
0.500
18.00
20.00
100.00
1.00
30.00

2
中砂
0.700
18.00
20.00
170.00
1.00
32.00

3
中砂
5.800
18.00
25.00
190.00
1.00
25.00

4
中砂
5.000
18.00
30.00
200.00
1.00
30.00
1500.00
5
粉质粘土
4.100
18.00
15.30
170.00
1.00
35.00
800.00
注:表中承载力指天然地基承载力特性值(kPa)、hd基础埋深地基承载力修正系数
  桩侧阻力指桩侧阻力特性值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特性值(kPa)
桩在土层中相对位置

层号
土层名称
厚度
m
容重
kN/m3
压缩模量
MPa
承载力
kPa
hd
侧摩阻力kPa
桩端阻力kPa
1
中砂
0.100
18.00
20.00
170.00
1.00
32.00

2
中砂
5.800
18.00
25.00
190.00
1.00
25.00

3
中砂
5.000
18.00
30.00
200.00
1.00
30.00
1500.00
4
粉质粘土
4.100
18.00
15.30
170.00
1.00
35.00
800.00
二、复合地基承载力计算
2.1单桩竖向承载力特性值计算
       当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2
       Ra=650.00/2=325.00kN
       由《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79- J220－）式9.2.7
       桩体试块抗压强度 fcu= 25.00MP，桩身砼强度满足规范规定。
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　计算
       d--桩身平均直径, d=0.40m
       de-- 一根桩分担处理地基面积等效圆直径
       de=1.13s=1.356m
       s1、s2--桩X向间距、Y向间距,s1=1.30m、s2=1.30m
       m=d2/de2=0.42/1.3562=0.087
2.3复合地基承载力计算
       由《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79- J220－）式9.2.5

fspk=0.087*325/0.1256+0.75*(1-0.087)*170=341.5kPa
式中:
       fspk--复合地基承载力特性值（kPa）
       m--面积置换率, m=0.074
       Ra--单桩竖向承载力特性值, Ra=325.00kN
      β--桩间土承载力折减系数, β=0.75
       fsk--处理后桩间土承载力特性值（kPa）, 取天然地基承载力特性值, fsk=170.00kPa
       经CFG桩处理后地基, 当考虑基础宽度和深度对地基承载力特性值进行修正时, 一般宽度不作修正, 即基础宽度地基承载力修正系数取零, 基础深度地基承载力修正系数 ηd取1.0. 经深度修正后CFG桩复合地基承载力特性值fa为
              fa = fspk+γ(d-0.50)
              上式中γ为独立基础底面以上土加权平均重度, 其中地下水位下重度取浮重度
               γ= 18.00 kN/m3
       基础埋深, d=2.10m
              fa = 341.5+18.00×(2.10-0.50)=370.3kPa，地基承载力按340kPa计
       荷载效应原则组合时轴心荷载作用下
      Pk=（Fk+Gk）/A≤fa，则A≥5.8m2, 布桩数取9根。
根据探索者计算得基础底面积为：2.45*2.5，可以满足。

三、变形计算
3.1计算基础底面附加压力
       荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为:
       Gk = gGAd = 20.00 × 20.00 × 8.00 × 5.00 = 16000.00 kN

       基础底面自重压力为:
              pc= g0´d=18.00´5.00=90.00kPa
       基础底面附加压力为:
              p0=pk-pc=237.50 - 90.00 = 147.50kPa
3.2确定Dz
       按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-）表5.3.6:
       由b=8.00       得Dz=0.80
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
       zn = 16.40 m
3.4计算复合土层压缩模量
       复合土层分层与天然地基相似, 各复合土层压缩模量等于该层天然地基压缩模量z倍
                     Espi = zEsi
       Espi--复合地基处理范围内第i层土修正后压缩模量(MPa)
       Esi--复合地基处理范围内第i层土原始压缩模量(MPa)
       z值按《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79- J220－）式(9.2.8-1)确定

       fak--基础底面下天然地基承载力特性值(kPa), fak = 100.00kPa

3.5计算分层沉降量
       根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-）表 K.0.1-2可得到平均附加应力系数, 计算分层沉降值见下表:
              《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-）分层总和法沉降计算表
z(m)
l1/b1
z/b1
`a
z`a
zi`ai - zi-1`ai-1
Espi
(MPa)
Dsi = p0(zi`ai - zi-1`ai-1)/Espi
∑Dsi
(mm)
0
2.50
0
4×0.25=1.00
0

5.00
2.50
1.25
4×0.2261=0.9045
4.5225
4.5225
27.16
24.56
24.557
10.00
2.50
2.50
4×0.1816=0.7266
7.2659
2.7434
27.16
14.90
39.454
15.00
2.50
3.75
4×0.1472=0.5890
8.8349
1.5691
20.00
11.57
51.026
15.60
2.50
3.90
4×0.1438=0.5753
8.9753
0.1404
20.00
1.04
52.061
16.40
2.50
4.10
4×0.1395=0.5580
9.1507
0.1753
20.00
1.29
53.354
上表中l1 = L/2 = 10.00m, b1 = B/2 = 4.00m     
       z = 16.40m范围内计算沉降量∑Ds = 53.35 mm, z = 15.60m至16.40m(Dz为0.80m), 土层计算沉降量Ds'n = 1.29 mm ≤ 0.025∑Ds'i = 0.025 × 53.35 = 1.33 mm, 满足规定.
3.6确定沉降计算经验系数ys
       由沉降计算深度范围内压缩模量当量值`Es可从《建筑地基处理技术规范》表9.2.8查得`Es =
              Ai = p0(zi`ai - zi-1`ai-1)
              式中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度积分值
              ∑Ai = p0 × 9.15 = 9.15p0
              p0 × (+ + + + )
              = p0 × (0.17 + 0.10 + 0.08 + 0.01 + 0.01)
              = 0.36p0
              `Es = 25.30 MPa
       查《建筑地基处理技术规范》表9.2.8得ys = 0.200
3.7最终沉降量
              s = yss' = ys∑Ds'i = 0.200 × 53.35 = 10.67 mm
四、下卧土层承载力验算
基础底面附加压力
       基础底面平均压力为:
              pk= 250.00kPa
       基础底面自重压力为:
              pc= g0´d=18.00´5.00=90.00kPa
       基础底面附加压力为: :
              p0=pk-pc=250.00 - 90.00 = 160.00kPa
第4层土承载力验算:
       (1)计算基底下10.00m处附加压力
              a = 20.00/2 = 10.00, b = 8.00/2 = 4.00, 由《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-）表 K.0.1-1可得附加应力系数，a = 0.101
              pz = 4ap0 = 4×0.101×160.00 = 64.83 kPa
       (2)计算基底下10.00m处自重压力
              pcz = g0d
              上式中 g0为自天然地面如下深度15.00m范围内天然土层加权平均重度, 其中地下水位下重度取浮重度
               g0= = 13.33 kN/m3
              pcz = 13.33´15.00 = 200.00 kPa
       (3)计算基底下10.00m处经深度修正后地基承载力特性值
              fa = fak + hdg0(d-0.50)
               = 100.00 + 1.00´13.33´(15.00-0.50)
              = 293.33 kPa
       pz+pcz = 64.83 + 200.00 = 264.83 kPa £ fa = 293.33 kPa
       第4层土承载力满足规定
第5层土承载力验算:
       (1)计算基底下15.00m处附加压力
              a = 20.00/2 = 10.00, b = 8.00/2 = 4.00, 由《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-）表 K.0.1-1可得附加应力系数，a = 0.060
              pz = 4ap0 = 4×0.060×160.00 = 38.52 kPa
       (2)计算基底下15.00m处自重压力
              pcz = g0d
              上式中 g0为自天然地面如下深度20.00m范围内天然土层加权平均重度, 其中地下水位下重度取浮重度
               g0= = 12.00 kN/m3
              pcz = 12.00´20.00 = 240.00 kPa
       (3)计算基底下15.00m处经深度修正后地基承载力特性值
              fa = fak + hdg0(d-0.50)
               = 100.00 + 1.00´12.00´(20.00-0.50)
              = 334.00 kPa
       pz+pcz = 38.52 + 240.00 = 278.52 kPa £ fa = 334.00 kPa
       第5层土承载力满足规定
五、施工技术规定及质量检查
5.1  施工工艺
       CFG桩施工, 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, 合用于地下水位以上粘性土、粉土、素填土、中等密实以上砂土.
       2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩, 合用于粘性土、粉土、砂土, 以及对噪声或泥浆污染规定严格场地.
       3、振动沉管灌注成桩, 合用于粉土、粘性土及素填土地基.
5.2  材料规定
       1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料: 缓凝剂、粉煤灰, 均应符合对应原则规定, 其掺量应根据施工规定通过试验室确定.
       2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工坍落度宜为160~200mm, 振动沉管灌注桩成桩施工坍落度宜为30~50mm, 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不适宜超过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立方体）, 原则养护, 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, 均应符合对应原则规定.
       3、褥垫层铺设宜采用静力压实法, 当基础底面下桩间土含水量较小时, 也可采用动力扎实法, 扎实后厚度与虚铺厚度之比不不小于0.90.
5.5  CFG桩成桩规定
       1、桩体持续密实, 不得有断桩、缩颈、夹砂等缺陷.
       2、容许偏差:
       (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
       其他应满足《建筑地基处理技术规范》 （JGJ 79- J220－）
5.6  施工质量检查
       1、CFG桩地基竣工验收时, 承载力检查应采用复合地基载荷试验.
      2、CFG桩地基检查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0.5%~1.0%, 且每个单体工程试验数量不应少于3点.
       3、动测桩试验可按总桩数10％进行桩身完整性检测.
       检测技术原则如下:
       单桩复合地基静载试验根据《建筑地基处理技术规范》 （JGJ 79- J220－）;
       单桩静载试验根据《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-94）
       低应变动力试验根据《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
       单个基础桩部分造价
       =单桩造价´单桩造价调整系数´桩数
       = 200.00´1.00´119=23800.00 (元)
       总造价(桩)
       =单个基础桩部分造价´总造价调整系数´基础个数
       = 23800.00´1.00´5=.00 (元)
       单个基础桩部分工时
       =单桩工时´单桩工时调整系数´桩数
       = 1.00´1.00´119=119.00 (人·天)
       总工时(桩)
       =单个基础桩部分工时´总工时调整系数´基础个数
       = 119.00´1.00´5=595.00 (人·天)
6.2垫层部分工程造价和工时计算
       单个基础垫层造价
       =单方垫层造价´单方造价调整系数´垫层体积
       = 200.00´1.00´24.00=4800.00 (元)
       基础垫层总造价
       =单个基础垫层造价´总造价调整系数´基础个数
       = 4800.00´1.00´5=24000.00 (元)
       单个基础垫层工时
       =单方垫层工时´单方垫层工时调整系数´垫层体积
       = 1.00´1.00´24.00=24.00 (人·天)
       基础垫层总工时(桩)
       =单个基础垫层工时´总工时调整系数´基础个数
       = 24.00´1.00´5=120.00 (人·天)
6.3工程总造价和工时计算
       工程总造价: .00+24000.00 = .00 (元)
       工程总工时: 595.00+120.00 = 715.00 (人·天)