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。