CFG桩复合地基设计计算

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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。

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