碎石桩复合地基算例(参考)
碎石桩桩间距及复合地基承载力的计算
0.8 米 1.26 米 1.356 米
一根桩分 担的处理 地基面积 的等效圆 直径
1.516054 米
220 kpa 0.4
3.5
110 kpa
桩土应 力比取2 ～4，原 土强度低 取大值， 反之取小 值。
7.4 Mpa 0.4
桩土应
力比，粘
土取2～
4，粉土
正方形
m=d²/de² =
0.3480652
矩形
m=d²/de² =
0.2784522
S=
1.2 米
S1=
1.2 米
S2=
1.5 米
面积置换 率 面积置换 率 面积置换 率 桩间距 矩形纵间 距 矩形横间 距
地基挤密 后要求达 到的相对 密实度， 取0.7～ 0.85
一根碎石 桩承担的 处理面积 碎石桩的 截面积 面积置换 率 碎石桩的 直径
一、振冲碎石桩间距的确定
1、松散粉土和砂土地基
等边三角形布置
S=0.95*ξ*d*SQRT((1+e0)/(=
1
d=
0.8 米
e0=
0.7
e1=
0.5
碎石桩间 距
修正系数考虑振动下沉密实作用时 碎石桩直 径 地基处理 前孔隙 比，可按 原状土样 实验、动 探静探确 定 地基挤密 后要求达 到的孔隙 比
最大、最小孔隙比可按《土工试验方
Dr1=
0.8
2、粘性土地基 等边三角形布置
正方形布置
S=1.08*SQ RT(Ae)= S=SQRT(Ae )=
1.210678 米 1.120998 米
Ae=Ap/m= 1.256637 平方米
一个多桩型复合地基设计计算实例
一个多桩型复合地基设计计算实例A Example of the Calculation of Multi-type-pile Composite Subgrade摘要：本文讨论了多桩型复合地基及其复合模量的基本概念。
介绍了一个多桩型复合地基承载力和变形的计算实例。
关键词：多桩型复合地基，复合模量，承载力，变形1 前言复合地基中的纵向增强体习惯上称作桩，由两种或两种以上桩型组成的复合地基称为多桩型复合地基。
比如，对可液化地基，为消除地基液化，可采用振动沉管碎石桩或振冲碎石桩方案。
但当建筑物荷载较大而要求加固后的复合地基承载力较高，单一碎石桩复合地基方案不能满足设计要求的承载力时，可采用碎石桩和刚性桩（如CFG 桩）组合的多桩型复合地基方案。
这种多桩型复合地基既能消除地基液化，又可以得到很高的复合地基承载力。
如太原市华宇·绿洲项目12～22层住宅楼均采用该方案，经济效益较高。
又如，当地基土有两个好的桩端持力层，分别位于基底以下深度为Z 1（Ⅰ层）和Z 2（Ⅱ层）的土层，且Z 1＜Z 2。
在复合地基合理桩距范围内，若桩端落在Ⅰ层时，复合地基不能满足设计要求。
若桩端落在Ⅱ层时，复合地基承载力又过高，偏于保守。
此时，可考虑将部分桩的桩端落在Ⅰ层上，另一部分桩的桩端落在Ⅱ层上，形成长短桩复合地基，需说明的是，多桩型复合地基和长短桩复合地基意义一致，设计计算方法完全相同。
工程中单一桩型复合地基的设计计算方法相对比较成熟，工程经验积累非常多。
但对于两种或两种以上桩型的多桩型复合地基、长短桩复合地基承载力和变形如何计算，虽有很多文献专门论述过，但工程经验不多，本文介绍一个工程实例，以积累多桩型复合地基设计算经验。
2 多桩型复合地基承载力计算一般地，将复合地基中荷载分担比高的桩型定义为主控桩（桩的模量相对较高，桩相对较长）。
其余桩型为辅桩，并按荷载分担比由大到小排序。
工程中常用的是两种桩型组成的复合地基（或长短桩复合地基）。
组合桩复合地基工程实例分析
组合桩复合地基工程实例分析摘要：提出碎石桩与CFG桩组合型复合地基，即利用碎石桩、CFG桩、原土与基层联合造就半刚性复合地基，发挥碎石桩置换排水和CFG桩大幅度提高承载力的特性，扬长避短，优势互补，最大限度提高原土力学强度，变土体荷载为加固结构体系的一部分。
以某公路软基为实例，用碎石桩与CFG桩组合型桩对该软基进行处理。
检测结果满足设计要求，符合高速公路路基规范要求，表明该处理方法经济实用，应用前景广阔。
关键词：组合桩；碎石桩；CFG桩；软基处理1. 工程概况广州绕城公一支路K0+140～K0＋240填土路基层属于软基，位于鱼塘和耕地之上。
由于原规划未含此支路，把该位置作为城市段建设时的弃土场，填土高达7～13m，对鱼塘未清淤和抽水、土质差、大多属于建设中清理还田的弃废杂填土，含水量大，在填筑中未经分层碾压，呈疏松状态，填筑时间短，自重固结尚未完成，沉降未趋于稳定，地基承载力低，满足不了建设路面需要。
工程地质条件如下：人工杂填土：呈黄色、松散湿密，含淤泥，膨胀土，未经分层压实处理，土质差，混杂。
标贯试验N=5，层厚7～13m，承载力f k=145kPa，最大压实度85%，表面反弹现象严重，含水量ω=21～23%，I p=12.4～13.7，孔隙比大，压缩性高、强度低。
淤泥：灰黑色，软至流塑状态，饱和，含大量腐殖质，层厚1～1.5m，填土前未清理。
细砂：呈灰、灰白色，稍至中密性，以细砂为主，含少量中粗砂和砾石，f k=160kPa，层厚1.0m。
粘土：黄、黄红色，硬塑状态，稍湿，局部混砂杂砾石，ω=18.0～25.6%，γ＝19.4～20.6kN/m3，c=60～79kPa，φ=7～17°，f k=240～250kPa。
地下水赋存于土与淤泥层中，为上层孔隙滞水。
该段杂填土路基属大面积填土，路基的侧向位移小，不会影响其稳定性，主要是土质杂未经分层压实，呈疏松状态，承载力偏低，将会导致工后沉降过大，影响路面正常使用。
水泥粉煤灰碎石桩(cfg)复合地基设计_secret
第一篇水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基设计1 工程概况拟建***花园综合楼游泳池位于**市**县***花园小区，由**公司建设，由四川**建筑设计院负责设计。
游泳为25米×13米。
本拟建项目重要性等级为二级，场地的复杂程度为二级，地基的复杂程度为二级，岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级，基坑重要性等级为三级。
因基础下为新近人工填土及素填土等软弱下卧层，基础变形不能满足设计要求，拟采用CFG桩进行加固处理，具体要求如下：⑴处理范围：游泳池基础部分及周边。
⑵处理后复合地基承载力特征值：f spk≥200kpa，压缩模量≥10Mpa。
⑶桩端持力层：卵石土。
受建设单位邀请，我院参加综合楼游泳池CFG桩复合地基加固处理工作，现编制本工程地基加固处理方案及施工组织设计如下。
2 CFG桩复合地基设计2.1 CFG桩复合地基概述CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。
它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。
这种复合地基，由于承载力提高幅度具有很大的可调性，沉降变形小，造价低，施工简单，具有明显的社会、经济效益。
2.2 设计要求⑴处理范围：游泳池基础部分及周边。
⑵处理后复合地基承载力特征值：f spk≥50kpa，压缩模量≥10Mpa。
⑶桩端持力层：卵石土。
2.3 设计依据⑴《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）⑵《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）⑶《成都雅居乐花园（一期）地下车库岩土工程勘察报告》（湖北地矿建设勘察有限公司2007.2）⑷《建筑地基验收规范》（GB50202-2002）2.4 GFG桩复合地基设计计算2.4.1 GFG桩复合地基设计流程GFG桩复合地基设计主要确定5个设计参数，分别为桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料。
设计程序如下图。
调整桩长调整桩长调整桩间距调整桩间距NNnnGFG桩复合地基设计流程图2.4.2 确定桩长(l)根据地勘报告，场地基础持力层范围内的新近填土层不能满足变形要求，须对基底新近填土层及素填土层进行CFG桩地基加固处理。
水泥粉煤灰碎石桩法计算书
水泥粉煤灰碎石桩法计算书计算依据：1、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20122、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、基本参数二、土层参数简图如下:基础剖面图三、复合地基承载力特征值1、单桩竖向承载力特征值当采用单桩荷载试验时，将单桩竖向极限承载力除以安全系数2，得Ra；当无单桩荷载试验资料时，如下计算：桩的周长：u p=πd=3.14×0.4=1.256m桩的截面积：A p=π(d/2)2=3.14×(0.4/2)2=0.126m2R a=u p∑q si l i+αp q p A p=1.256×(12×1.5+13×2.2+11×1.8)+1×300×0.126=121.198 kPa2、桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求f cu≥4×λ×R a/A p经验算：f cu=3500≥4×0.9×121.198/0.126=3462.8kpa满足要求！3、复合地基承载力特征值f spk=λm×R a/A p+β(1-m)f sk=0.9×0.2×121.198/0.126+0.8×(1-0.2)×800=685.14 kPa 复合土层压缩模量与原土层的比值：ξ=f spk/f ak=685.14/200=3.426四、沉降计算1、基础底面附加应力计算P0=F/A+(γ0-γ)d=500/(3×2)+(20-19.06)×1.7= 84.931 kN/m32、分层变形量计算z i(m)基础中心处平均附加应力系数αi相邻基础影响αi总附加应力系数αi总z i×αi总z i×αi总-z i-1×αi-1总土的压缩模量E si(MPa)A iΔs iΣΔs i0.54×0.24642×2×(0.2489-0.247)0.99320.49660.4966 5.50.49837.6687.66814×0.23192×2×(0.2436-0.2343)0.96480.96480.4682 5.50.48957.2314.8981.54×0.21082×2×(0.2341-0.2149)0.92 1.380.4152 5.50.4712 6.41221.3124×0.18942×2×(0.2219-0.1944)0.8676 1.73520.3552 6.50.4469 4.64125.9512.54×0.172×2×(0.209-0.1754)0.8144 2.0360.3008 6.50.4205 3.9329.88134×0.15332×2×(0.1962-0.1588)0.7628 2.28840.2524 6.50.3943 3.29833.1793.54×0.13912×2×(0.1841-0.1445)0.7148 2.50180.2134 6.50.3694 2.78835.9673.74×0.13412×2×(0.1795-0.1393)0.6972 2.57960.0778 6.50.1412 1.01736.9843、确定基础变形计算深度△s'n根据《规范》GB50007-2011表5.3.7得：△z =0.3m则当前计算深度向上取厚度为△z的土层深度: z'=5.2-0.3=4.9m此层土的变形值：Δs'n= P0(z i×αi总 -z i-1×αi-1总)/E si=84.931×(5.2×0.5808-4.9×0.6012)/6=1.051mm△s'n/∑△s =1.051/43.221=0.0243≤0.025满足要求。
碎石桩复合地基沉箱施工预留沉降量计算应用分析
1碎石桩复合地基加固机理振冲碎石桩法是指采用振冲器成孔后，填充碎石、卵石或矿渣等硬质材料并振动密实形成桩体的一种地基加固方法。
其加固机理以置换作用为主，即利用机械设备将原软弱土竖向置换成强度较高的硬质材料。
由于碎石桩体较桩周土强度高、模量大，在刚性基础作用下，复合地基应力按模量的大小进行重新分配，在桩上形成应力集中。
作用二是挤密效应，即桩周土在施工过程中由于施工机械的挤振产生位移，提高原软弱土密度，减小空隙比从而提高原状土的强度。
作用三是排水减压，由于碎石桩桩体的碎石之间存在大空隙，成为良好的排水通道，原地基土排水通道长度缩短、数量增加，从而加速了原软弱地基土的固结，提高了复合地基承载力。
作用四是垫层作用，由于碎石桩复合地基加固区的存在，建筑物的附加应力得到扩散，从而减少了下卧层的沉降。
2碎石桩复合地基沉降计算分析由于该重力式沉箱码头下地基压缩层深厚，地基在附加应力和自重应力作用下被压缩，由此产生了建筑物的沉降。
目前，实际工程中碎石桩复合地基沉降计算主要分成复合地基加固区沉降S1和下卧层沉降S2两部分计算，则复合地基沉降量S=S1+S2碎石桩复合地基加固区土层沉降计算方法较多，目前国内外一般采用复合模量法、应力修正法和桩身压缩量法来计算。
2.1复合模量法复合模量法是将加固区增强体和基体两部分视为均匀材料的整体，采用复合模量来评价复合土体的压缩性，并采用分层总和法计算加固区沉降。
E sp=[1+m（n-1）]E s式中E sp———复合模量；E s———桩间土压缩模量；m———面积置换率，m=d2/d e2其中d为桩身平均直径，d e为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；n———桩土应力比。
2.2应力修正法由于碎石桩的存在，作用在桩间土上的荷载密度比作用在复合地基上的平均荷载密度小，采用应力修正法计算沉降时，忽略碎石桩的存在而只考虑桩间土的荷载作用，桩间土荷载作用大小根据碎石桩和桩间土的压缩模量大小进行分配。
一个多桩型复合地基设计计算实例
一个多桩型复合地基设计计算实例双城市的某个小区，由于地基土壤压缩沉降导致建筑物出现裂缝、变形等问题，给业主带来了极大的困扰。
这时，设计师们通过对地基土壤进行性质测试，得出了土层的深度和力学参数，并考虑到土层的水平分布不均匀性等因素，最终确定采用了多桩复合地基的方案。
多桩复合地基是在原有基础之上，通过设置桩基和地梁等多种形式，将陆地上不均匀的荷载转化为均匀的轴向力和摩擦力，进而达到增加地基承载能力、减少沉降量的目的。
与传统的单桩地基相比，多桩复合地基具有稳定性好、荷载分布均匀、能承受较大沉降等优点，因此广泛应用于大型建筑物或特殊地质条件下的地基加固工程。
设计师们在确定多桩复合地基方案时，首先要根据地基土壤的物理参数和承载能力进行计算，确定桩径、桩长、桩间距、桩周围土体应力等参数。
然后，制定桩基施工方案，如预制钢筋混凝土桩、钻孔桩、夯实桩等，根据具体施工条件选择最适合的工法。
在施工实施过程中，设计师们需要对桩基的质量进行严格的保证，尤其是预制钢筋混凝土桩要确保接头牢固、混凝土质量好、外观无明显缺陷等等，以免影响桩基的承载能力。
同时，设计师们还要在桩基上设置地梁等辅助构件，将桩基之间连接成整体，提高整个地基的承载能力。
此外，还要加强工地施工管理，完善安全措施，确保在施工过程中不会对周边环境造成不良影响。
通过多桩复合地基的方案设计和施工实施，该小区楼宇地基出现的问题得到了有效的解决。
设计师们在方案设计和施工实施中，充分考虑了土体的物理参数和水平分布均匀性等因素，制定了精准的施工方案，加强了对质量的监督，最终取得了较为满意的效果。
复合地基技术的应用已经成为解决地基加固问题的一种重要手段，为城市建设提供了可靠的技术支撑。
碎石桩复合地基设计简算
根据《 岩土工 程 详勘 报 告 》场 地 地 形起 伏 不 大 ， ， 地 面较 平坦 。拟建 场地 地层 自上 而下 ： （） 工填 土 ： 质 粉 土 素 填 土 ： 褐 色 ， 散 ， １人 砂 黄 松 稍 湿一 湿 。主 要组成 成 份 为 砂 质 粉 土 ， 砖 、 渣 等 。局 夹 灰 部表层 为砼 路面 。层厚 ０８ １６ ． ～ ． ｍ。
２０ ０
２ 碎石 桩复合 地基设 计
２ １ 设 计概况 ．源自西部探矿工程 ２０ 年第 ６ ０７ 期
数进行计算 ， 并验算最终的复合地基承载力标准值是否 符合设计要求 。拟定复合地基承载力标准值 ：
（ ） Ｉ区 、 １ Ⅲ区 ： ｐ 一 １ ０ Ｐ 。 ｆ ｓ ｋ ４ ｋ ａ
考虑到上部荷载大小、 建筑物性质等因素， 设计要 求 地基承 载力标 准值 为 １０ Ｐ 。而第 四纪 新 近沉 积 地 ４ｋ ａ 层， 密实度较差 ， 承载力标准值仅为 ９ｋ ａ且场区内第 ０Ｐ ， 四纪新 近沉积 的饱 和粉 土 、 土 为液 化 土 层 ， 化 等 级 砂 液 为 中等 液化 ， 天然 地基基 础显 然不 满 足设 计 要求 。经 设 计比较 ， 拟采用挤密碎石桩复合地基方案 ， 通过挤密和 置换作用， 在提高地基土承载能力的同时解决土层液化
关键词 ： 碎石 桩 ； 复合地 基 ； 设计
中图分 类号 ： ４ ． ５ 文 献标 识码 ： 文章编 号 ： Ｏ ４ ５ １ （ Ｏ ７ ０ —０ ９ — ０ Ｕ４ ３ １ Ｂ １０— ７６２ ０ ）６ １９ ３
碎石桩（ｔｎ ｏｕ ｎ 又称粗颗粒土桩 （ ｒｎ ｌ Ｓｏ ｅ ｌｍ ） Ｃ Ｇ ａ ｕａ ｒ Ｐｌ ， ｉ）是指用振动 、 ｅ 冲击或水冲等方式在软弱地基 中成 孑后 ， Ｌ 再将 碎石 或砂 挤 压人 已成 的孑 中 ， 成 大 直 径 的 Ｌ 形 碎石所构成 的密实桩体。利用试算对顺义 区某会议 中 心挤密碎石桩复合地基进行设计计算。
CFG桩复合地基处理计算
水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）复合地基方案计算工程实例:本工程回填土较厚，拟采用CFG 桩复合地基。
基础底面的桩间图地基承载力为70KPa 。
CFG 桩直径为500，采用C25混凝土浇筑，单桩竖向承载力特征值为450KN ，单桩承载力发挥系数取λ=0.9，桩间土承载力发挥系数取β=0.8，要求处理后的地基承载力为180KPa 。
根据《建筑地基处理技术规范》7.1.5-2 对有粘结强度增强体复合地基应按下式计算：sk pa spk f m A R m f )1(-+=βλ A p =3.14×0.5×0.5÷4=0.19625m 20.0617670)1(8.019625.04509.0180)1(=⇒⨯-⨯+⨯⨯=⇒-+=m m m f m A R m f sk p a spk βλ 面积置换率m ＝d 2/d 2e ；d 为桩身平均直径（m ），等边三角形布桩d e ＝1．05s ，正方形布桩d e ＝1．13s 当采用三角形布置时， 1.90m s m 92.1CFG )05.1(5.006176.022==⇒==取桩间距s s m 当采用正方形布置时， 1.70m s m 78.1CFG )13.1(5.006176.022==⇒==取桩间距s s m 根据7.1.6条有粘结强度复合地基增强体桩身强度应KPa KPa A R f p acu 7.825419625.04509.041000254=⨯⨯≥⨯⇒≥λ 规范条文：根据《建筑地基处理技术规范》7.7.1水泥粉煤灰碎石桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。
7.7.2水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计应符合下列规定：1 水泥粉煤灰碎石桩，应选择承载力和压缩模量相对较高的土层作为桩端持力层。
2 桩径：长螺旋钻中心压灌、干成孔和振动沉管成桩宜为350mm～600mm泥浆护壁钻孔成桩宜为600mm～800mm；钢筋混凝土预制桩宜为300mm～600mm。
CFG__水泥粉煤灰碎石桩法+计算例题+解析
第九章水泥粉煤灰碎石桩法9.1概述水粉煤灰碎石桩，英文名Cement Fly-ash Gravel Pile即CFG桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。
通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。
水粉煤灰碎石桩和桩间土一起，通过褥垫层形成水粉煤灰碎石桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。
水粉煤灰碎石桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。
9.2加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。
如图9-1所示。
此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。
由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。
图9-1 CFG桩复合地基示意图图9-2 σσ/与褥垫厚度关系曲线p s其加固软弱地基主要有三种作用：1)桩体作用；2)挤密作用；3)褥垫层作用。
(1)桩体作用CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。
在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其周围软土小，因此基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。
据南京造纸厂复合地基载荷试验结果，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩体应力比n=24.3～29.4；四桩复合地基桩土应力比n=31.4～35.2；而碎石桩复合地基的桩土应力比n=2.2～2.4，可见CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比，亦即其桩体作用显著。
CFG复合地基计算
3
4
5
5、 fspk=0.5λmRa/Ap+β(1-m)fsk= 441.877551 kPa
6
式中:fspk
复合地基承载力特征值（kPa）
7
m= 0.081632653 面积置换率
8
AP= 1.1304
桩的截面积（m2）
9
β= 0.9
桩间土承载力折减系数
fsk= 200
处理后桩间土承载力特征值（kPa）
不大于30mm
。
4、 复合地基（CFG）桩长14.0米，桩端持力层为第③层，桩端端阻力为2200kPa，
桩底标高为-18.7米。
设 计 人：
单位名称
说明（红颜
色部分为设
日期
计人员填
de=1.05s，等边三角形布 （i表示第1层至第桩n） 层）
7.2.8-2 9.2.6
名称 ±0.00 强夯起始面 强夯结束
Ra=upΣqsili+qpAp= 9574.488 kN
（其中de=1.05s，等边三角形布 （i表示第1层至第桩n） 层）
单桩竖向承载力特征值（kN）
up= 3.768
桩的周长（m）
i
AP= 1.1304
桩的截面积（m2）
1
qp= 2200
桩端端阻力特征值（kPa）
2
Σqsili= 1881
i表示第1层土至第n层土
λ= 0.8
单桩承载力发挥系数
三、设计说明
1、 经计算的得出处理后地基承载力特征值取fspk=200kpa,此值仅供参考。
地基处理施工完成后，甲方应委托具有复合地基检测资质单位进行现场
复合地基载荷试验确定其值。
2、 施工图见复合地基处桩布置图
CFG复合地基计算书
5#楼CFG 桩复合地基计算书一、置换率计算d=410 fspk=240kpa fsk=100kpa 有效桩长19.5米。
β=0.80 u p =1.287 A p =0.132以ZK-65号孔的资料为例计算，设计±0相当于15.990米。
设计有效桩顶标高-3.77米 各层土的极限侧阻力及厚度为：（3）层粉质粘土夹粉土 厚0.85 q s =38kpa 。
（4）层粉土 厚1.4 q s =42kpa 。
（5）层粉质粘土 厚2.6 q s =38kpa 。
（6）层细砂 厚1.7 q s =50kpa 。
（7）层粉质粘土 厚4.8 q s =48kpa 。
（8）层粉质粘土 厚6.7 q s =53kpa 。
（9）层细砂 厚1.45 q s =60kpa 。
q p =2000kpaR a =1.287×（38×0.85+42×1.4+38×2.6+50×1.7+48×4.8+53×6.7+60×1.45）+0.132×2000 =1219.3+264 =1483.3KN除以安全系数2， R a =741.65KN 取R a =700KNm=(f spk -βf sk )/(R a /A p -βf sk )=(240-0.80×100)/(700/0.132-0.80×100) =0.031 取m=0.031 S=031.0132.0=2.06 取S=2.05m 复合地基承载力验算: f spk = m ×f pk +(1-m)×f sk ×β=0.031×700/0.132＋（1－0.031）×100×0.80 =241.9Kpa>240Kpa 满足要求。
二、桩体强度计算f cu ≥ApRa3=3×700÷0.132=15909.1kpa 采用C25的混凝土。
CFG__水泥粉煤灰碎石桩法 计算例题 解析剖析
第九章水泥粉煤灰碎石桩法9.1概述水粉煤灰碎石桩，英文名Cement Fly-ash Gravel Pile即CFG桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。
通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。
水粉煤灰碎石桩和桩间土一起，通过褥垫层形成水粉煤灰碎石桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。
水粉煤灰碎石桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
水泥粉煤灰碎石桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。
9.2加固机理CFG桩加固软弱地基，桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。
如图9-1所示。
此处的褥垫层不是基础施工时通常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。
由于CFG桩系高粘结强度桩，褥垫层是桩和桩间土形成复合地基的必要条件，亦即褥垫层是CFG桩复合地基不可缺少的一部分。
图9-1 CFG桩复合地基示意图图9-2 σσ/与褥垫厚度关系曲线p s其加固软弱地基主要有三种作用：1)桩体作用；2)挤密作用；3)褥垫层作用。
(1)桩体作用CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料。
在荷载作用下CFG 桩的压缩性明显比其周围软土小，因此基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。
据南京造纸厂复合地基载荷试验结果，在无褥垫层情况下，CFG桩单桩复合地基的桩体应力比n=24.3～29.4；四桩复合地基桩土应力比n=31.4～35.2；而碎石桩复合地基的桩土应力比n=2.2～2.4，可见CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比，亦即其桩体作用显著。
XXX项目CFG桩复合地基计算
5.57% 426.57
CFG桩复合地基承载力方案选择
桩间土承载力折剪系数
1.6
1.75
等边三角形形布置
5.67%
4.74%
431.17
388.32
正方形布置
4.89%
4.09%
395.50
358.50
0.85 1.8
4.48% 376.36
3.87% 348.17
2
2.1
3.63% 3.29% 337.15 321.61
25
5
10
5
20
45
5000
52.12
18.84
35.17
11.30 155.74
0.00
up∑qsi*li
628.00
qp*Ap
1802.36
单桩承载力调整系数
2
有效桩长 15.46
天然地基承载力特征值 计算单桩承载力特征值
桩间距
置换率 计算复合地基承载力特征值
置换率 计算复合地基承载力特征值
200 600 1.5
3.13% 2.84% 314.32 300.90
CFG复合地基设计
复合地基承载力特征值
358.00
要求复合地基承载力特征值
天然地基承载力特征值
200
桩间距
1.75
单桩承载力
600.00
设计人 校对人 审核人
工程名称 工程资料 单位(m)
土层编号 土层顶标高(相对) 土层底标高(绝对)
侧阻力 端阻力 计算过程(侧阻力) 计算过程(端阻力) 单桩极限承载力
CFG桩复合地基承载力设计计算书
海逸12栋
碎石桩桩位布置计算
长度：9.0米 碎石桩长度：6.0米 桩间距：1.3米 排间距：1.3*cos30=1.126米 平均填高：3.6米 横断面长度：（（3.6*1.5）+13.5）*2=37.8（米） 第一排桩根数：37.8/1.3+1=30（根） K3+268.1-K3+277.1 第二排按最后一根桩距设计边桩位置大于桩间距一半在线 (B区） 外多布一根 第二排桩根数：(37.8-0.65)/1.3=30（根） 总排数：(9/1.126)+1=9（排） 距A区距离：9-（1.126*8）=-0.008 总根数：30*9=270(根） 长度：5.7米 碎石桩长度：6.0米 桩间距：1.1米 排间距：1.1*cos30=0.953米 平均填高：3.6米 横断面长度：（（3.6*1.5）+13.5）*2=37.8（米） 第一排桩根数：37.8/1+282.9 第二排按最后一根桩距设计边桩位置大于桩间距一半在线 K3+200 (A区） 外多布一根 第二排桩根数：（37.8-0.55）/1.1=35（根） 总排数：(5.7-0.008-0.953)/0.953=5（排） 距A区距离：(5.7-0.008)-（0.953*5）=0.927 总根数：35*5=175根） 长度：9.1米 碎石桩长度：6.0米 桩间距：1.3米 排间距：1.3米 碎石桩总长：1260米 平均填高：3.6米 横断面长度：（（3.6*1.5）+13.5）*2=37.8（米） 第一排桩根数：37.8/1.3+1=30（根） 第二排按最后一根桩距设计边桩位置大于桩间距一半在线 K3+282.9-K3+291.9 外多布一根 (B区） 第二排桩根数：(37.8-0.65)/1.3=30（根） 第一排桩距A区：0.953-0.927=0.026米 总排数：(9-0.026)/1.126+1=9（排） 8个排间距9排桩 距边线距离：(9-0.026)-（1.126*8）=-0.034 总根数：30*9=270(根） 碎石桩总长：6*（270+270+175）=4290米 变更后桩长：4140米 相差150米
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碎石桩加固地基设计计算示例
一、设计资料
1、工程概况
某高速公路有一段长度360 m 的软土地基。
设计路堤高度 m ，顶面宽度28 m ，路堤边坡坡比为1:。
为保证地基承载力以及路堤稳定性和沉降满足工程要求，试对该路段软土地基进行加固设计。
2、工程地质概况
1）地形地貌概况
该路段位于冲积平原区，地势低平开阔，地下水位高，埋深～，地表洼淀、苇塘密布，排灌渠道纵横交织。
2）工程地质条件
(1) 成因类型与土质特点：本区属河、海、湖相交替沉积区。
地基可压缩性高，承载力低，抗剪能力差，排水固结慢，有机质含量高，属典型软土地基。
旱季勘察水位约为2m ，秋季水位约为1m （部分区段仅为 m ）。
(2) 土层及试验指标：如表1。
表1 土层及其土工试验指标值 /kN/m 3 二、一般设计
（1）加固方法：采用振动沉管碎石桩．．．．．．．
复合地基加固。
（2）加固范围：在路堤两边外缘扩大2～3排桩。
（3）桩位布置：采用等边三角形布桩形式。
（4）加固深度：根据土层的分布特征（如表1），第5层土相对于前两层土性质较好，因此，初步选定加固深度穿过土层④到土层⑤顶面，即取H = m 。
（5）桩径：根据地基土质情况和成桩设备等因素确定，桩径为 m 。
（6）面积置换率m 和桩距l ：碎石桩复合地基一般m ＝～，本例路堤高度不是很高，荷载相对较小，可先取m ＝进行计算。
∵ ， 1.05 e d l =(等边三角形布桩)
已知桩的直径d p 和面积置换率m ，则可反算出桩的间距l ＝。
可初步设计l = ，此时的m = ，整个加固区所需桩数为13193根。
（7）材料：可就地取材，可使用卵石、砂砾石材料，含泥量不大于5％，常用的粒径为2～5cm ，最大不超过8cm 。
（8）垫层：基础底面与碎石桩复合地基顶面之间应铺设30～50cm 厚度的碎(砂)石垫层，分层铺设，振动密实。
三、承载力验算
（1）单桩承载力f p,k ：可按下式计算 2p,k 16tan 452p
u f c K ϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
o 式中，K 为安全系数，一般取K ＝；φp 为碎石桩的内摩擦角，据统计φp ＝35～45，计算时可取其平均值φp =38；c u 为碎石桩加固范围内桩间土的不排水抗剪强度，对于多层土，可按厚度加权平均值求出，得c u ＝。
代入公式有
2p,k 138629.29tan 45369.38 kPa 22f ⎛⎫=⨯⨯⨯+= ⎪⎝
⎭o o （2）复合地基承载力f sp,k ：按下式计算
()sp,k p,k s,k 1f mf m f λ=+-
式中，f s,k —桩间土天然地基承载力标准值，kPa ，可近似取用处理前地基土的承载力标准值，对多层土可取加权平均值，即有f s,k ＝ kPa ；
—桩间土承载力发挥系数，
与桩、土的强度以及桩的破坏形式等有关，对于碎石桩复合地基，可取＝。
代入上式，有
()sp,k 0.19369.38 1.010.1960.59119.26 kPa f =⨯+⨯-⨯=
（3）作用于地基上的荷载p ：路堤实际高度H D = m ，加上汽车荷载近似换算高度 m 。
取路堤填土重度为20kN /m 3，则路堤作用于地基上的实际荷载为p ＝100kPa 。
所以，p ＜f sp,k ，满足设计要求。
于是，可取置换率m ＝、桩间距l ＝作为最终设计值。
四、沉降验算
地基总沉降S ＝加固区压缩量S 1+下卧土层压缩量S 2。
（1）S 1按复合模量法计算。
先求复合模量E c
c s [1(1)]E m n E =+-
式中，E s 为桩间土的压缩模量，按土层厚度加权平均求得E s ＝；
n 为桩土应力比，与荷载水平、桩土模量比和面积置换率、原地基土强度、桩长、固结时间和垫层性质等因素有关，一般n ＝2～4，取n ＝。
于是，可得复合地基的压缩模量E c =。
然后，按分层综合法计算得S 1=。
（2）S 2采用应力扩散法计算。
取应力扩散角
＝20，最终计算得加
固区下卧层压缩量S 2＝。
于是总的沉降S =S 1+S 2=+＝(mm) 五、稳定性计算
依据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ 017-96)》规定，对于一般性工程，可用综合抗剪强度指标按毕肖普法计算。
本例按下式确定
c s p c s p (1)tan tan (1)tan c c m mc m m ϕϕϕ=-+⎧⎪⎨=-+⎪⎩
加固区土体未加固时平均粘聚力29.29=u c kPa ，平均摩擦角0=u ϕ；桩体的粘聚力c p =0，φp =38ﾟ。
由上式可计算得：
c sp =，tan φsp =
再利用优化计算方法，按简化毕肖普法计算路堤边坡稳定性安全系数值为，大于规范要求的。
满足工程要求。