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的地基处理要求，我国引进、发展了各种地基处理技术，积累了相当丰富的经验，地基处理水平得到了很大提高。
目前国内地基处理的方法繁多，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。
本工程主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的要求。CFG桩复合地基是一种新的地基处理技术，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，并列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》。随着CFG桩复合地基在全国范围内推广及应用,特别是近几年的发展,CFG桩复合地基技术在我国的基本建设中起了非常重要的作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。特别是近几年，该技术在北方地区的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 K混合料成桩。取得了很好的加固效果。由于本人水平相当有限，在设计中难免有错误和不足，敬请老师和同学指导纠正。
1.1 地基处理技术发展现状
地基处理是古老而又年轻的领域。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。而大量进行的地基处理技术是伴随现代文明而产生的。近几年来，国内外在地基处理方面发展十分迅速。老方法不断改进，新方法不断涌现，目前国内外已有的方法多至百种以上。
就地基处理而言，按其原理和做法的不同可分为以下四类：
（1）排水固结法。利用各种方法使软粘土地基排水固结，从而提高土的强度和减小土的压
缩性。
（2）振密、挤密法。采用各种措施，如振动、挤密等，使地基土体增密，以提高土的强度，降低土的压缩性。
（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，达到提高地基承载力、减小压缩量的目的。
（4）加筋法。通过在地基中埋设强度较大的土工聚合物，以达到加固地基的目的。
随着地基处理技术和复合地基理论的发展，近些年来，复合地基技术在我国得到广泛应用。目前主要应用的复合地基类型主要有：由多种方法形成的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。复合地基技术的推广应用长生了良好的社会效益和经济效益。
1.2 地基处理方法的选用原则
地基处理方法众多，每种处理方法都有各自的适用条件、局限性和优缺点，每种处理方法的作用通常又具有多重性。加之地基土成因复杂，性质多变，具体工程对地基的要求不尽相同，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，对具体的地基条件、处理要求（包括处理前后地基应达到的各项指标、处理范围、工程进度等）工程费用以及施工机械、技术力量和材料等因素进行综合分析、比选处理方案。在选择处理方案时还应提高环保意识，注意节约能源和保护环境。尽量避免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的不良影响等。
选择地基处理方案前，应进行深入调查，充分收集资料。在调查、收集资料时，应考虑以下五方面的内容：
1）上部结构和基础设计情况；
2）各工程实际的工程地质条件；
（3）施工用地、施工工期、工程用料来源等；
（4）施工时对周围环境的影响；
（5）施工单位技术力量、机具设备、施工管理水平及施工经验。
针对具体工程的具体处理要求，本着技术上安全可靠，经济上节约、合理，节省费用的原则，进行精心设计。同时在设计时，还应充分考虑环保问题，减小或避免对周围空气、地面和地下水的污染以及对周围振动、噪音等影响。
1.3 地基处理方法的选定
复合地基的处理已经走过了很多个年头，也有很多的工程实践和经验，但随着文明的发展，各种新型现代建筑的出现，楼层的不断增高，工程地质情况越加的复杂，同时也有经济上的要求，使得新方法和新技术不断的出现，传统的处理方法有着固有的缺点，例如散体的碎石桩，主要应用于加固散粉细砂，粉土，可液化土及挤密效果好的填土，对于施工地质环境有一定的局限性，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十对碎石桩的缺点发展起来。
复合地基设计
a. 确定桩长、桩径
根据CFG桩的特点，其桩端宜进入较好的持力层且基础下
宜铺设20cm 的褥垫层. 依据地质勘查报告, ⑧层粉粘土可作为
桩端持力层，桩顶标高为-4.06m （地勘报告-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相对于勘察报告标高为+ 1.2m.
2. 单桩承载力特征值的确定
根据规范规定，可依据下式计算单桩承载力标准值：
R k =( U)xX q si x l i+q p X A p) /k
式中：
R K-- 单桩承载力标准值( KN) ;
U P-- 桩周长( m) ;1.256
q si —桩侧第i 层土的侧阻力标准值( kPa) ;
l i —桩侧第l 层土的土层厚度( m)
q p—桩的端阻力标准值(kpa); 1100 kpa
A P—桩的截面积(mJ ; 0.1256
k —安全系数；2 代入数值：
刀q si x I i=3.02 x 48+2X50+1.2 x 50+3.5 x 40+ 4X 50+1.3 x 40 ＋0.98 x 62=758.72KN/m
q p x A p= 1100 x 0.1256=138.16KN
R< =( U p xE q si x I i +q p x A p) /k
=(1.256 x 758.72+138.16)/2=545.93KN
设计取值：R<= 475KN
3. 混凝土强度的确定：
根据施工工艺要求，又为水下钻孔作业，为确保成桩质量，将混凝土标号定为C20。
4. 褥垫层的确定
褥垫层的铺设厚度10cm,夯填度不大于0.9，褥垫层材料采用碎石，碎石的最大粒径不宜大于30mm。
5. 面积置换率计算
依据规范，根据复合地基承载力特征值计算公式计算如下：
f sp,k = mx （Re A p）+px（1 —n）x f s,k
式中：
f sp,k —复合地基承载力特征值（kpa）; 210kpa
m ---- 面积置换率
R<——单桩承载力特征值（kN）; 475 kN
A P――桩的截面面积（川）；0.1256 m2
B 桩间土折减系数，0.8
f s,k——桩间土天然地基承载力特征值（kpa）; 95kpa
代入数值：
210 = mx 475 - 0.1256 + 0.8 x（1-m）x 95
得出m= 3.6%
6. 桩位布置依据规范要求，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，际布桩共根，实际布桩参数见CFG 桩参数统计表。（四）沉降验算
1. 最终沉降量计算
（1）桩位布设完毕后，依据实际面积置换率及所达到的复合地基承载力特征值进行沉降验算，（选取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：
P o= P- Y d
Y—基础底面以上土的加权平均重度；
P°= p- 丫d =210-19.5 X 3.16=148.38kN
最终沉降量验算见下表：（中心点的沉降量）以基础底面作为±0.00 f spk=m X f pk+（1-m）X f sk x B
=0.038X475/0.1256＋（1-0.038）X95X0.8
=143.7+73.11
=216.8kp a
E = f sp,k/f ak=216.8/95=2.3
（复合地基土层的压缩模量等于天然地基压缩模量的E倍）
l/b=1.11 s i=p o/E si4（z i a i-z i-1 q i-1 ）
s= ￥s X S0=0.3 X 105.2=31.56mm
基础的最终沉降量为：v 100mm因此最终沉降量满足设计要求。