CFG桩复合地基计算

CFG 桩设计计算一、单桩承载力计算1、Up —桩的周长；—第i 层土极限侧阻力，按建筑桩基技术规范规定取值； h i —第i 层土厚度；q p —第i 层土极限端阻力，按建筑桩基技术规范规定取值；K —调整系数，K ＝2.0；2、 η—系数，取0.3～0.33；R 28—桩体28天立方体块强度；A p —桩的截面面积；单桩承载力两种计算方式中方法一主要适用于长桩，方法二适用于短桩，同时计算时取计算值较小者。

3、当用单桩静载荷试验确定单桩极限承载力标准值Ruk 后，Rk 可按下式计算： sp ukk R R γ=γsp —调整系数，宜取1.50-1.60，一般工程或桩间土承载力高、基础埋深大以及基础下桩数较多时应取低值，重要工程、基础下桩数kA q h q U R p p i i s p k ∑•+=,i s q ,pk A R R 28η=较少或桩间土为承载力较低的粘性土时应取高值。

二、复合地基承载力计算()k s p k k sp f m A mR f ,,1•−••+=βα—复合地基承载力标准值（kPa ）；A p —单桩截面积（m 2）； α—桩间土强度提高系数，通常α＝1；β—桩间土强度发挥系数；—桩间土承载力标准值（天然地基承载力标准值）；三、置换率1、d —CFG 桩直径；S —桩间距；2、根据复合地基承载力公式计算。

四、桩间距桩距：一般为3-6倍桩径。

当在饱和粘性土中挤土成桩，桩距不宜小于4倍桩径。

根据桩土面积置换率计算桩中心距（s ），计算公式如下：（1）等边三角形布桩：m d s 105.1=（2）正方形布桩：k sp f ,k s f ,224/S d m π×=m d s 113.1=（3）长方形布桩：m d SS 113.11=S1—桩排距；如果桩间距已知，也可以利用此式确定面积置换率。

五、桩数确定p A mA n = 六、桩体强度计算pA R k 28R 3•≥。

CFG桩复合地基承载力计算2024新规范根据2024年新规范，可以按以下步骤计算CFG桩复合地基的承载力：
1.计算CFG桩的承载力
首先，需要计算CFG桩的承载力。

CFG桩的承载力可以通过基于桩侧
摩擦力和桩端阻力的计算方法进行估算。

具体的计算方法可以参考相关的
桩基设计规范。

2.计算复合地基的承载力
接下来，需要计算复合地基的承载力。

复合地基的承载力计算可以分
为两个部分：CFG桩的承载力和软土地基的承载力。

-CFG桩的承载力可以通过桩侧摩擦力和桩端阻力的计算方法进行估算。

-软土地基的承载力可以通过常规的软土承载力计算方法进行估算，
如广义土质分级法、标贯法等。

3.综合计算复合地基的承载力
在计算复合地基的承载力时，需要综合考虑CFG桩的承载力和软土地
基的承载力。

可以采用荷载传递系数的方法进行计算，将荷载按一定比例
分配给CFG桩和软土地基，再分别计算两者的承载力，并将其叠加求和。

4.结果分析
最后，根据得到的承载力计算结果，与设计要求进行对比分析。

如果
计算得到的承载力满足设计要求，则可以认为复合地基的承载力是满足要
求的；如果计算得到的承载力不满足设计要求，则需要进行进一步的加固设计。

总之，CFG桩复合地基承载力的计算遵循2024年新规范的要求，通过计算桩的承载力和软土地基的承载力，然后综合考虑两者的承载力，并与设计要求进行对比分析，以确定复合地基的承载力是否满足设计要求。

CFG桩复合地基1、定义:水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌合形成的高粘结强度桩。

（简称CFG桩），通过在基底和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层以保护层以保证桩、土共同承担荷载，使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。

2、CFG桩复合地基技术指标CFG桩在工程中常用的施工工艺包括长螺旋钻孔灌注桩、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注桩。

根据现场情况，本项目采用长螺旋灌注桩。

施工现场CFG桩复合地基主要技术指标：桩径：400mm 桩间距：1200mm（电梯间）剩余主楼1500mm 桩长：16.5m 级配沙石粒径：10-30mm 厚度：300mm压实系数：0.95 单桩承载力：740KN/M3复合地基承载力：445Kpa3、适用范围：适用于处理粘性土、粉土、沙土和自重固结的素填土等地基，对淤泥质土应根据当地强制性标准或通过现场试验确定其适用性。

就地基而言，既可用于条基、独基、筏基，采取适当的技术处理措施后亦可用于刚度较软弱的基础及柔性基础。

4、设计计算：○1桩体强度：桩体试块抗压强度平均值应满足：ƒcu≥3R a/A P式中ƒcu—桩体混合料试块（边长150立方体）标准养护28d抗压强度平均值R a—单桩竖向承载力特征值（KN）A p—桩的截面积（m2）○2CFG桩复合地基承载力特征值：ƒspk=mR a/A p+β（1-m）ƒsk式中ƒspk—复合地基承载力特征值(Kpa)m—面积置换率A P—桩的截面积（m2）β—桩间土承载力折减系数ƒsk—处理后桩间土承载力特征值（Kpa）R a—单桩竖向承载力特征值（KN）○3CFG桩单桩竖向承载力特征值：单桩竖向承载力特征值R a的取值，当采取单桩荷载试验时，应将单桩极限承载力除以安全系数2；当无单桩荷载试验资料时，可按下式估算：R a=u p∑n i=1q si l i+q p A p式中u p—桩的周长（m）；n—桩长范围的土层；q si、q p—桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（Kpa）；l i—第i层土的厚度（m）；A P—桩的截面积（m2）○4变形计算复合土层的分层与天然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ξ倍，ξ值可按下式确定：ξ=ƒspk/ƒak式中ƒspk—复合地基承载力标准值（Kpa）ƒak—基础底面下天然地基承载力特征值（Kpa）复合地基的变形计算经验系数应根据地区沉降观测统计确定：地方性变形计算系数ΨsE—S为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，应按下式计算:E—S=ΣA i/Σ（A i/E si）式中A i—第i层土附加应力系数沿土层深度的积分值;E si—基础底面下第i层土的压缩模量值（Mpa），桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值5、工程实例：河南文化产业大厦位于郑州市东风路与商鼎路交叉口，该工程总建筑面积约15万M2,裙楼为框架剪力墙结构，主楼为核心筒剪力墙结构。

三相岩土—刚性桩复合地基计算程序淘宝有售1 说明：1.高程请输入绝对标高，或统一高程系统。

2.桩边至筏板边距离为采用等效实体法计算沉降时采用。

3.地基承载力修正深度适合建筑周边存在独立基础的地下车库时，修正深度不同于基础埋深时。

4.输入土层各压力段下孔隙比很重要，用于计算不用压力段下压缩模量，输入此值以后，输入的压缩模量值会在计算时被替换。

5.保存数据与读取数据均为EXCEL2003格式，计算书为word2003格式。

6.如有问题可发邮件到2419859460@ 淘宝店名：三相岩土复合地基计算书5号楼一、计算条件基础长度：67.83 m基础宽度：17.73 m地基承载力修正深度：0.50 m基底压力：570kpa准永久荷载：540KN/m3地下水位高程：18.00 m自然地面标高：32.21 m3.桩基参数桩长：26 m桩径：500 mm桩顶标高：21.73 m桩间土承载力发挥系数β：1.0单桩承载力发挥系数λ：0.9桩端阻力发挥系数：1.0桩顶标高: 21.73 m布桩形式：矩形桩间距X方向：1.7 m Y方向：1.8 m二、复合地基承载力计算1.桩在地层中位置主层号 亚层号 土层名称 地层计算厚度(m) 侧阻标准值(Kpa) 端阻标准值(Kpa) 3 0 细砂 4.12 65 — 4 0 粘土 7.90 53 — 5 0 细砂 9.20 70 — 7细砂 0.98 72 25002.单桩竖向承载力特征值计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-3)R a =12 ×(u p ∑q si l i +αp q p A p )=12 ×[π×0.50×(4.12×65+7.90×53+9.20×70+3.80×66+0.98×72)+1.00×π×0.252×2500.00]=1542.80KN R a —单桩竖向承载力特征值(KN) u p —桩周长(m)q si —桩周第i 层土极限侧阻力标准值(Kpa) l i —桩周第i 层土厚度(Kpa) αp —桩端端阻力发挥系数q p —桩的极限端阻力标准值(Kpa) A p —桩的截面积(m 2) 3.面积置换率计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-1) 布桩类型：矩形m= d 2d e2 =0.502/(1.052×1.70×1.80) =0.0640m —面积置换率 d —桩径(m)d e — 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m) 4.桩间土承载力基底以下存在软弱下卧层,天然地基承载力按207.8873Kpa 计算主层号 亚层号 土层名称 修正深度(m) 平均重度(KN/m3) 深度修正系数 修正后承载力(Kpa) 4粘土4.1218.751207.89f sk =207.89Kpa 5.复合地基承载力计算根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.5条式(7.1.5-2)f spk =λm R aA p+β(1-m)f sk = 0.90 × 0.0640 ×1542.80/(π×0.252)+0.95×(1-0.0640)×207.89=637.32Kpa f spk —复合地基承载力特征值 (kpa) λ—单桩承载力发挥系数 β—桩间土承载力发挥系数 6.复合地基承载力深度修正不考虑深度修正 f spa =f spk =637.32Kpa f spa —深度修正后复合地基承载力(kpa) 7.桩体试块抗压强度计算达到设计要求的复合地基承载力需要的单桩竖向承载力特征值R a =[f spk -β(1-m)f sk ]A p λm=[ 570.00-0.95×(1-0.0640)×207.89]×π×0.252/(0.90 × 0.0640)=1063.73KN 桩身试块抗压强度,根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)第7.1.6条式(7.1.6-2)f cu ≥4λR aA p=4×0.90×1063.73/(π×0.252)/1000=24.08Mpaf cu —桩体试块抗压强度(Mpa)三、下卧层承载力验算1.天然地基下卧层承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.2.7条式(5.2.7-1) P z +P cz ≤f azP z —下卧层顶面处附加压力值(kPa)P cz —下卧层顶面处土的自重压力值(kPa)f az —下卧层顶面处经深度修正后承载力特征值(kPa) 计算结果见下表主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加应力 PzKpa自重 应力 Pcz kpa Pz+ Pcz kpa 修正 深度 m 平均 重度 KN /m3 深度 修正 系数 修正后 承载力 kpa 计算 结果 3 0 细砂 21.73 19.70 1.0000 367.09 202.91 570.00 0.50 19.70 3.00 220.00 不满足 3 0 细砂 18.00 9.70 0.9739 357.50 276.39 633.89 4.23 17.37 3.00 414.39 不满足 4 0 粘土 17.61 7.70 0.9661 354.66 280.17 634.83 4.62 16.72 1.00 208.90 不满足 5 0 细砂 9.71 9.70 0.7042 258.52 341.00 599.52 12.52 11.03 3.00 697.74 满足 6 0 粘土 0.51 7.60 0.4613 169.33 430.24 599.57 21.72 10.47 1.00 402.10 不满足 7 0 细砂 -3.29 9.80 0.3936 144.50 459.12 603.62 25.52 10.04 3.00 1063.58 满足 8 0 卵石 -8.39 11.00 0.3226 118.42 509.10 627.52 30.62 10.00 4.40 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.2679 98.35 565.20663.5535.7210.141.60751.56满足10 0 细砂 -14.59 9.90 0.2578 94.63 576.09 670.72 36.82 10.14 3.00 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.2214 81.27 620.64 701.91 41.32 10.11 1.60 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.213678.40631.53 709.93 42.42 10.10 3.001620.72 满足2.复合地基下卧层承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.2.7条式(5.2.7-1) P z +P cz ≤f az计算结果见下表主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加 应力 Pz Kpa 自重应力 Pcz kpaPz+Pcz kpa修正 深度 m平均 重度 KN /m3深度 修正 系数 修正后 承载力 kpa计算 结果8 0 卵石 -8.39 11.00 0.3226 118.42 509.10 627.52 30.62 10.00 4.40 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.2679 98.35 565.20 663.55 35.72 10.14 1.60751.56 满足 10 0 细砂 -14.59 9.90 0.2578 94.63 576.09 670.72 36.82 10.14 3.00 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.2214 81.27 620.64 701.91 41.32 10.11 1.60 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.213678.40631.53 709.93 42.42 10.10 3.001620.72 满足3.按桩基模式验算桩端下卧层承载力根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94)第5.4.1条式(5.4.1-1) σz +γm z ≤f azσz —作用于下卧层顶面的附加应力γm —下卧层顶面以上深度修正范围内土层加权平均重度(KN/m 3) z —修正深度(m)σz0=(F k +G k )-3/2(A 0+B 0)∑q sik l iA 0+B 0=[570.00-3/2×(67.83+17.73-4×0.80)×(4.12×65+7.90×53+9.20×70+3.80×66+0.98×72)]/[(67.83-2×0.80)×(17.73-2×0.80)]=212.08kpa σz0—桩端位置附加应力(kpa)F k +G k —建筑荷载与基础覆土重之和,即基底压力(kpa) A 0、B 0—桩群外缘矩形底面的长、短边边长(m) 计算结果见下表 主层号 亚层号 土层名称层顶 标高 m有效 重度 KN/ m3附加应 力系数 附加 应力 σz自重应力 γ·zkpaσz+ γ·z kpa修正 深度 m平均 重度KN/m3深度修正 系数修正后承载力kpa 计算 结果 7 0 细砂 -4.27 9.80 1.0000 212.08 468.72 680.81 26.50 3.00 10.03 1092.41 满足 8 0 卵石 -8.39 11.00 0.9636 204.36 509.10 713.46 30.62 4.40 10.00 1655.25 满足 9 0 粉质粘土-13.49 9.90 0.7938 168.36 565.20733.56 35.72 1.60 10.14 751.56 满足 10 0 细砂 -14.59 9.90 0.7531 159.72 576.09 735.81 36.82 3.00 10.14 1424.35 满足 11 0 粉质粘土-19.09 9.90 0.6043 128.16 620.64 748.80 41.32 1.60 10.11 860.29 满足 12细砂 -20.19 9.800.5733121.59 631.53 753.12 42.42 3.0010.10 1620.72 满足四、沉降计算1.天然地基沉降计算根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.3.5条式(5.3.5)s=ψs ∑p 0E si(z i αi -z i-1αi-1)s —地基最终变形量(mm) ψs —沉降计算经验系数p 0—准永久组合时基础底面处的附加应力(kpa)，p0=337.09kpa z i 、z i-1—基础底面至第i 层土、第i-1层土底面的距离(m)αi 、αi-1—基础底面至第i 层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数E si —基础底面下第i 层土的压缩模量(Mpa)，应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算，根据《土工试验方法标准》(GBT50123)第14.1.9、14.1.10条E si =(1+e i0)(p i2-p i1)e i1-e i2e 0—初始孔隙比p i1、p i2—第i 层土自重应力、第i 层土自重应力与附加应力之和(Kpa)e i1、e i2—第i 层土自重应力下孔隙比、第i 层土自重应力与附加应力之和作用下孔隙比,根据高压固结试验内插计算 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007)第5.3.7条,地基变形计算深度z n 应符合式(5.3.7)条规定Δs n '≤0.025∑Δs i ' Δs i '—在计算深度范围内,第i 层土计算变形值(mm)Δs n '—在由计算厚度向上取厚度为Δz 的土层计算变形值(mm) Δz —根据基础宽度b=17.73m ，查表5.3.7，Δz=1m 计算过程见下表主层亚层土层 名称计算 深度 m 有效 重度 KN/ 自重 应力 Pcz 附加 应力 PzPz+ Pcz kpa孔隙比 e1 孔隙比 e2 压缩 模量 Mpa平均附加Ai本层 沉降号 号 m3 kpa Kpa 应力系数 Δs' mm 3 0 细砂 1.00 19.70 202.91 337.09 540.00 19.00 0.9998 0.9998 17.74 3 0 2.00 19.70 222.61 336.87 559.48 19.00 0.9988 0.9978 17.70 3 0 3.00 19.70 242.31 335.41 577.71 19.00 0.9962 0.9910 17.58 3 03.73 19.70 256.69 331.80 588.49 19.00 0.9930 0.7154 12.69 3 0 细砂4.12 9.70 264.37 327.60 591.9719.00 0.9909 0.3783 6.71 4 0 粘土 5.12 7.70 274.07 324.82 598.89 0.683 0.636 12.95 0.9838 0.9545 24.85 4 0 6.12 7.70 281.77 316.13 597.90 0.677 0.636 14.44 0.9746 0.9275 21.66 4 0 7.12 7.70 289.47 305.64 595.11 0.671 0.636 16.39 0.9635 0.8959 18.42 4 0 8.12 7.70 297.17 293.91 591.08 0.665 0.637 19.15 0.9509 0.8614 15.16 4 0 9.12 7.70 304.87 281.50 586.37 0.663 0.637 20.44 0.9372 0.8253 13.61 4 0 10.12 7.70 312.57 268.86 581.43 0.662 0.637 20.34 0.9225 0.7889 13.07 4 0 11.12 7.70 320.27 256.33 576.60 0.661 0.638 20.24 0.9073 0.7529 12.54 4 012.02 7.70 327.20 244.14 571.34 0.661 0.638 20.13 0.8932 0.6477 10.85 5 0 细砂 13.02 9.70 334.90 233.58 568.48 20.00 0.8774 0.6876 11.59 5 0 14.02 9.70 344.60 222.37 566.97 20.00 0.8616 0.6555 11.05 5 0 15.02 9.70 354.30 211.76 566.06 20.00 0.8458 0.6250 10.53 5 0 16.02 9.70 364.00 201.75 565.75 20.00 0.8303 0.5962 10.05 5 0 17.02 9.70 373.70 192.34 566.04 20.00 0.8149 0.5691 9.59 5 0 18.02 9.70 383.40 183.49 566.89 20.00 0.7998 0.5435 9.16 5 0 19.02 9.70 393.10 175.18 568.28 20.00 0.7851 0.5194 8.76 5 0 20.02 9.70 402.80 167.38 570.18 20.00 0.7707 0.4968 8.37 5 0 21.02 9.70 412.50 160.05 572.55 20.00 0.7567 0.4755 8.01 5 021.22 9.70 414.44 153.15 567.5920.00 0.7539 0.0927 1.56 6 0 粘土 22.22 7.60 424.14 151.83 575.97 0.624 0.608 17.44 0.7403 0.4516 8.73 6 0 23.22 7.60 431.74 145.41 577.15 0.623 0.608 17.39 0.7270 0.4328 8.39 6 0 24.22 7.60 439.34 139.37 578.71 0.622 0.607 17.33 0.7142 0.4152 8.08 6 025.02 7.60 445.42 133.67 579.09 0.621 0.607 17.29 0.7041 0.3201 6.24 7 0 桩端 26.00 9.80 452.87 129.34 582.21 21.70 0.6921 0.3783 5.88 7 0 细砂 26.02 9.80 453.06 124.30 577.36 21.70 0.6919 0.0076 0.12 727.029.80462.86124.20587.0621.700.68000.37075.76总沉降计算值s'=334.45mm在基底以下27.02m 以上1m 厚度土层计算变形值 Δs Δs=5.76mm<0.025∑Δs'=8.36mm 沉降计算深度满足要求。

CFG桩若采用沉管法施工，对桩间土具有挤密效果。 3、加固地基土固结速率
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南京造纸厂软基CFG桩加固前后土性指标对比
4、桩顶设置垫层作用
形成复合地基：为桩上、下刺入
提供条件。
减小刚性基础底面的应力集中。
通过变化垫层厚度调整桩土应力比。
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7.3设计计算
地基处理技术
第七章 CFG桩复合地基
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7.1 概述
CFG桩：水泥粉煤灰碎石桩（Cement-Flash-Gravel
Pile)。在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和水泥，加 水拌和制成的强度较高的粘结材料桩。
CFG桩复合地基属于刚性桩复合地基。
CFG桩于1988年由中国建筑科学研究院提出，现已广泛 应用于建筑工程、公路工程、铁路工程等地基加固中。
一、设计参数 1、桩径：一般为35-60cm
2、桩距
对挤密性好的土，间距可取的较小。
对于单、双排布桩的条形基础和面积不大的独立基础，桩距可 取的较小。满堂布桩的筏板基础、箱形基础和多排布桩的条形
基础，桩距适当放大。
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3、承载力验算 复合地基承载力特征值：
f spk m Ra Ap (1 m ) f sk
关于Ra取值：
（1）极限承载力除以2 （2）计算公式：
R a u p q si l i q p A p
i 1 n
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4、沉降计算
S ms
n1
p
i 1
E si
hi
i n1 1

n2
pi E si
q p Ap
பைடு நூலகம்

土层顶 高程
土层底 高程
分段长度 li （m）
分பைடு நூலகம்侧 摩阻力 （kN）
桩端持力层 阻力特征值
q pa (kPa)
2 粉质粘土 3 粉质粘土夹粉土 4 粉土 5 粉质粘土
39.0 29.0 34.0 38.0
23.05 21.73 17.13 8.63
21.73 17.13 8.63 6.13
1.32 4.60 8.50 2.50
满足要求
六、地基处理后各土层的变形模量计算及结果：
土层名称 2 粉质粘土
天然地基承 载力特征值 ƒak（kPa）
220
3 粉质粘土夹粉土
180
4 粉土
210
5 粉质粘土
220
复合地基 承载力特征
值
ƒspk（51k4Pa） 480
506
514
ζ=ƒspk/ƒak
2.34 2.67 2.41 2.34
天然地基 压缩模量
由土层参数计算所得的桩承载力特征值Ra大于实取值Ra'，满足要求
备注
桩侧土摩阻力和桩端阻力特征值 按干作业法施工工艺取值
四、桩身强度验算：
桩身混凝土强度等级
C30
由公式 f'cu=4×λ×Ra/AP×[1+γm(d-0.5)/fspa] (做深度修正)得
fcu=
30.0 N/mm2
f'cu=
21.3 N/mm2
fa= 221.85 kPa
fspa=
500 kPa
天然地基承载力不满足设计要求，需要CFG复合地基处理。
二、复合地基计算(按正三角形)
CFG复合地基承载力特征值：
fspk=fa1-γm*(d-0.5)

桩径 d=0.60m 截面积 A p =0.28m²周长 u p =1.9m 桩长 l=25.0m
桩端承载力折减系数 α=0.60
cu28a cu28p 矩形布桩
桩间距S1=2.00m
桩间距S2=2.00m
桩间土层为：2.26m 面积置换率 m=(d 2/d e )2=0.070
桩间土承载力特征值 f sk =40Kpa
λ=0.9
β=0.9
复合地基承载力如需进行深度修正时：
深度修正系数 ηd =1.5
基底以上土加权平均重度 γm =20 kN/m²f spa =f spk +ηd γm (d-0.5)=161 kN/m² 桩身抗压强度还需满足：
f cu28≥
6.81 MPa
可压缩地基深度 Z n =40.00 m 桩底标高：-25.00 m
地基处理深度25.0m 8.14 MPa
复合地基顶面附加压力值 p z =60 kPa
ψ = 0.657
沉降量变形：S=ΣS i +ΣS j =95.8 mm
3.地基变形计算
1.增强体单桩承载力计算
单桩承载力特征值Ra=572kN 取Ra=570kPa
复合地基承载力特征值f spk = λmR a / A p +β(1-m)f sk =2.复合地基承载力计算
161KPa
1杂填土
单桩分担的处理地基面积的等效圆直径 d e =水泥粉煤灰碎石桩(CFG)复合地基承载力及变形计算。

第一讲CFG桩复合地基（一）第一讲CFG桩复合地基（一）目录概述2.CFG 桩体材料3.CFG桩设计计算4.CFG桩施工工艺5.实施举例1.概述CFG桩是在碎石桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成的一种粘结强度较高的桩体，称之为水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Gravel Pile），简称为CFG桩。

CFG桩与碎石桩不同主要体现在：单桩承载力、复合地基承载力、地基变形、三轴应力应变曲线及适用范围等方面，如表1所示。

CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。

CFG桩复合地基技术是由中国建筑科学研究院地基所研制成功的，并于1996年被国家列为重点推广项目。

CFG桩的施工早期常用振动沉管机设备，现在施工长桩多用超流态混凝土压灌工艺，即利用新型中空式长螺旋钻机一次性钻进至设计孔深，从钻杆内（内径通常不小于150mm）泵压超流态混凝土，边压注CFG料边提升钻杆至桩顶而成桩的一种工艺。

施工CFG 短桩多采用长螺旋钻机或人工洛阳铲干成孔，孔底夯实，浇灌CFG料并用碎石桩应用的工程类型有工业和民用建筑，高耸结构物、多层和高层建筑，基础形式有条形基础、独立基础、箱形基础和筏基。

有滨海一带的软土，也有承载力在200kPa左右的较密实的土。

2.CFG 桩体材料近些年，随着CFG桩在高层建筑地基处理广泛应用，桩体材料组成和早期有变化，主要由水泥、碎石、砂、粉煤灰和水组成，其中粉煤灰为Ⅱ～Ⅲ级细灰，在桩体混合料中主要提高混合料的可泵性。

在CFG桩（或素混凝土桩）工程中，一般采用如下几种外加剂，来达到工程要求，如早强剂、防冻剂、泵送剂等。

3.CFG桩设计计算3.1单桩竖向承载力特征值下式计算：单桩承载力特征值Ra式中：Ra—单桩承载力特征值（KN）；qsi—第i层土侧摩阻力特征值（Kpa），可按地区经验确定；qp—桩端端阻力特征值（kPa）,可按地区经验确定；Ap—单桩截面积（m2）；Up—桩周长（m）；li-第 i层土厚度（m）；n——桩长范围内划分的土层数；ap---桩端端阻力发挥系数，与增强体的荷载传递性质、增强体长度及桩土相对刚度密切相关，CFG桩设计一般取1.0。

CFG复合地基计算(G1)一、基本资料CFG复合地基承载力特征值f spk= 480kPa二、计算参数桩径d=0.40m桩身面积A p=πd²/4=3.14×0.42/4=0.1256m2桩身周长u=πd=3.14×0.4=1.26m桩中心距(正三角形布置) s=1.50m桩分担的处理地基面积的等效系数n1=1.05桩分担处理地基面积的等效圆直径d e=n1×s=1.05×1.5=1.575面积置换率计m=d²/d e² =0.42/1.5752=0.0645单桩承载力发挥系数λ=0.85桩间土承载力发挥系数β=0.90桩间土天然地基承载力特征值f sk=180kpa三、CFG复合地基下土层承载力验算天然地基承载力特征值f ak=180KPa，考虑深宽修正后，其承载力fa的计算：f a=f ak+ηb×γ×(b-3)+ηd×γm×(d-0.5);γ=9kN/m3γm=9.0kN/m3ηb=0.3 ηd=1.5基础埋深d取3m（考虑地下室）；基础宽度取6mf a=180+0.3×9×(6-3)+1.5×9×(3-0.5)=221.85kPafa=221.85kPa<fspk=500kPa，天然地基承载力不满足设计要求，需要CFG复合地基处理。

四、CFG单桩承载力特征值1. 按复合地基目标承载力特征值推算的CFG单桩承载力特征值因f spk=λ×m×R a/A p+β×(1-m) ×f sk，故CFG单桩承载力特征值R a=(f spk-β×(1-m)f sk) ×A p/(λ×m)R a= (480-0.9×(1-0.0645)×180) ×0.1256 /(0.85×0.0645)=752.45kNCFG单桩承载力特征值实取755kN。

CFG桩复合地基计算
1.地基土的力学参数测定：首先需要测定地基土的重度、黏性、内摩
擦角等参数，这些参数是后续计算的基础。

2.建筑物荷载的计算：根据建筑物的结构特点和设计要求，计算建筑
物荷载的大小和分布。

3.桩复合地基的设计：根据地基土的力学参数和荷载计算结果，结合
设计标准，确定桩复合地基的设计方案，包括桩的数量和间距、地基土的
改良方式等。

4.桩的强度计算：根据桩的尺寸、材料和设计荷载，计算桩的承载力
和抗侧力。

5.土体的稳定性分析：通过对地基土和桩的稳定性进行分析，判断地
基土和桩是否满足设计要求。

6.确定桩的长度和孔隙率：根据静力压密实验和实际工程经验，确定
桩的长度和孔隙率，以保证地基较好的排水性能。

7.桩复合地基的施工方案：根据设计方案和计算结果，制定桩复合地
基的施工方案，包括桩的施工方法、地基土的改良方式、桩顶部的连接等。

通过上述计算和分析，可以得到桩复合地基的设计参数和施工方案，
使地基土和桩形成一个整体，共同承担建筑物的荷载，提高基础的承载力
和稳定性。

这种方法在实际工程中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。

CFG桩复合地基承载力公式怎么来的理论研究：1.维托里安经验公式：维托里安经验公式是由经验求得的公式，适用于较简单的工程条件。

其公式为：Qs = γsAs + qdA其中，Qs为桩的承载力，γs为土的容重，As为桩的侧阻力面积，qd为桩端抵抗力，A为桩的端面积。

2.布洛赫公式：布洛赫公式是以桩为轴的柱体的变形性态分析的结果得到的，适用于桩的端面积较大的情况。

其公式为：Qs = γsAs + qdA + cpPd其中，cp为桩的端面积与侧壁面积之比，Pd为桩端部分土的重量。

3.梁宽系数法：梁宽系数法是根据桩周土壤的平均强度理论进行计算的。

其公式为：Qs=γbAb+γsAs其中，γb为桩周土壤的容重，Ab为桩的侧壁面积。

现场试验：现场试验是获取CFG桩复合地基承载力公式数据的重要手段。

在实际的工程项目中，对CFG桩进行了大量的复合地基试验以获取相关参数和确定公式。

例如，对于CFG桩的侧阻力，可以通过静力触探试验、沉桩法试验等方法获取。

根据试验数据，可以综合分析得到CFG桩的侧阻力系数。

此外，还可以通过桩载荷试验来确定CFG桩的端阻力以及桩的整体承载力。

通过对试验数据的分析，可以计算出桩身和桩帽的最大弯矩、剪力和轴力等参数。

试验数据的分析和总结有助于得出CFG桩复合地基承载力公式。

总结：CFG桩复合地基承载力公式经过理论研究和现场试验的分析得出。

理论研究主要包括维托里安经验公式、布洛赫公式和梁宽系数法等。

现场试验通过对CFG桩的侧阻力和端阻力进行测量和分析，获取相关参数和确定公式。

理论研究和现场试验相结合，形成了全面且准确的CFG桩复合地基承载力公式。

这些公式为工程设计和施工提供了可靠的依据，能够有效预测CFG桩在实际工程中的承载力。

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桩复合地基承载力计算
正确计算步骤
（1）确定CFG桩复合地基的设计单元，获取岩土地层的物理力学性质和桩体尺寸参数，确定桩体的设计负荷。

（2）选择合理的计算模型，根据岩土地层的物理力学性质和桩体尺寸参数、桩体的设计负荷计算桩底的应力和位移，获取夹填砂土层CFG桩的设计参数。

（3）根据岩土地层的物理力学性质和桩体尺寸参数、夹填砂土层CFG桩的设计参数得到夹填砂土层CFG桩的应力应变、位移等参数，并建立夹填砂土层CFG桩的计算模型，建立桩体的计算模型；
（4）采用相应的计算方法对夹填砂土层CFG桩的极限承载力进行计算；
（5）将计算结果与桩体的设计负荷进行比较，判断夹填砂土层CFG 桩的静力承载力是否足以满足设计要求；
（6）确定夹填砂土层CFG桩的最终有效承载力，并记录及留存；
（7）根据有效承载力，确定夹填砂土层CFG桩的弹性变形和其它指标；。

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

一、CFG桩(正方形布置）A. 截面参数计算面积置换率m=d 2/(1.13s)2=桩径d=mm桩的间距s =d=mm面积置换率m=πd 2/(4s 2)=桩间土承载力折减系数β=处理后桩间土承载力特征值fsk=Kpa 桩的端阻力特征值qp=第1层土的深度l 1=m 桩周第1层土的侧阻力特征值q s 1=Kpa 第2层土的深度l 2=m 桩周第2层土的侧阻力特征值q s 2=Kpa 第3层土的深度l 3=m 桩周第3层土的侧阻力特征值q s 3=Kpa 第4层土的深度l 4=m 桩周第4层土的侧阻力特征值q s 4=Kpa 第5层土的深度l 5=m 桩周第5层土的侧阻力特征值q s 5=Kpa 第6层土的深度l 6=m 桩周第6层土的侧阻力特征值q s 6=Kpa 第7层土的深度l 7=m 桩周第7层土的侧阻力特征值q s 7=Kpa 第8层土的深度l 8=m桩周第8层土的侧阻力特征值q s 8=Kpa桩的截面积Ap=πd 2/4=m 2桩的周长u p=πd=m单桩竖向承载力特征值R a =u p∑q si ·l i +q p·Ap=Kpa复合地基承载力特征值fspk=m·Ra/Ap+β(1-m)·fsk=Kpa总桩长l =m1. 桩混凝土：混凝土强度等级采用 C fc u，砼 =MPafcu=f cu，砼=MPafc =MPa单桩竖向承载力特征值R a =Ap·fcu/3=Kpa ≥Kpa∴可以复合地基承载力特征值fspk=m·Ra/Ap+β(1-m)·fsk=Kpa求CFG桩桩数：需处理的基础底面积A=m 2C FG桩桩数n=m·A/Ap=根C FG桩的总体积V=n·Ap·∑l i=m 315.07.935001.2566368FALSE382.771571628.318150.125663688.617561412.58.680564000.95002.82003.1700382.77215.030540.38385单桩承载力发挥系数：30.87.212001200026桩身强度验算工作条件系数φc=Q =Ap·fc·φc=KN542.8670.6d 2/(1.13s)2==%πd 2/(4s 2)==%Kpa8.7028.7277000.087020.08727。

计算书：1、面积置换率计算依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）sk p aspk f m A R m f )1(-+=βλ，pp p ni pi si A q l q up Ra α+=∑=1式中：spk f --复合地基承载力特征值，取值为180kPa ；λ—-单桩承载力发挥系数，取0。

80； p a —-桩端端阻力发挥系数，取1。

0；m ——面积置换率；a R —-单桩承载力特征值（kN)；p A —-桩截面积,Ap=0.09616m 2（桩径d=0。

35m ）；β——桩间土强度的发挥系数,按规范取0。

90；sk f ——处理后桩间土承载力特征值，取值60kPa （桩间土按素填土取值)；p u -—桩的周长；si q ——桩侧土侧阻力特征值; i l ——第i 层土的厚度;p q —-桩端端阻力特征值，（以可塑粘土、硬塑粘土、强风化泥质砂岩作为桩端持力层)。

单桩承载力R a 计算和取值表取Ra =200kN 进行计算。

sk paspk f m A R mf )1(-+=βλ180≤0。

8×m ×200/0。

09616+0。

9×(1-m)×60 12.12≤154.81m m ≥0.0783m=0。

0783，则单根桩承担的处理面积Ae=Ap/m=0.09616/0.0783≈1。

228m 2。

2、桩位布置=m d 2/e d 2式中：m ——实际置换率; n ——同一承台内桩数量；A P -—桩截面积，0.09616m 2(桩径d=0。

35m ）； A —-承台面积； d ——桩身平均直径(m ）;d e ——一根桩分担的处理地基面积的等效直径(m ）；正方形布桩d e =1.13s,矩形布桩d e =1。

1321s s ，s 、s 1、s 2分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距。

CFG桩复合地基设计桩布置以上布桩均满足mAA n p≥式中：m ——实际置换率； m ——实际置换率； n —-同一承台内桩数量；A P ——桩截面积,0.09616m 2（桩径d=0.35m ）； A-—承台面积.根据以上单桩承载力计算可知，按上表桩间距布置CFG 桩，有效最短桩长不应小于2.5m ，才能满足上部荷载的要求，复合地基承载力特征值fspk ≥200kPa.3、桩体强度选择依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）Pacu A R f λ4≥式中：f cu --桩体混合料试块28d 立方体抗压强度平均值。

CFG桩复合地基设计计算书工程名称:视听技术产业基地CFG桩一、设计基本参数说明:基础面积是在CAD上实测数据，半长、半宽为计算变形数据二、设计结果三、计算过程1、单桩承载力Ra设计R a=u p£q si l i+q p A p式中：u p桩身周长（mn桩长范围内所划分的土层数q si、q p桩身第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（Kpal i第i层土的厚度（mAp桩的截面积（吊根据以上理论公式计算『单桩承载力设订购= 10. 09 100ft. 56根据工程实际经验，单桩承载力设注取值R卢4802、桩体材料强度的设计式中fcu桩体混合料试块（边长150mm立方体标准养护28d抗压强度平均值（Kpa11464.97根据工程实际经验，桩体材料强度取值C203、复合地基置换率m设计式中:fspk符合地基承载力特征值（KpaB桩间土承载力折减系数fsk桩间土的承载力特征值（Kpafpk桩体承载力特征值（Kpa fpk=Ra/Ap=3821.660.0637根据工程实际经验，复合地基置换率设计取值0.0637根据以上理论公式计算，复合地基置换率m=根据以上理论公式计算，桩体材料强度fcu>m=（f spk -p*f sk /（f pk -p*f skfcu>（3*Ra/Ap4、复合地基置承载力fspk设计计算式中:式中符号意义见上350.05、理论桩间距S计算式中Aj基础面积1.40实际桩间距综合考虑取1.436、理论设计布桩数n设计式中Aj基础面积7、复合地基变形计算式中S地基最终变形量（mm+s沉降计算经验系数n地基变形计算深度范围内所划分的土层数P 0对应于载荷效应准永久组合时的基础底面处的附加压力（KpaE si基础底面下第i 土层的压缩模量（Mpaz i、z i-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离（mai、ai-1基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数7.1基础底面出附加压力P 0计算f spk=m*Ra /Ap +B*（1-m*fa ks=sqrt（Ap/m根据以上理论公式计算，正方形布桩桩间距S=根据以上理论公式计算，基础面积下布桩桩数不应小于S=+s £i-1P 0/E si (Z i ai -Z i-1ai-1n=(m*Aj/Ap根据以上理论公式计算，复合地基承载力fspk=式中p yj对应于载荷效应准永久组合时的基础底面处的压力(Kpan基础底面以上所划分的土层数Yi第i层土天然重度,KN/m3,地下水位以下采用浮重度h i第i层土的厚度(m根据以上理论公式计算，土层自重应力二63.20根据以上理论公式计算，基础底面处附加应力=•286. 807.2沉降计算经验系数的取值说明:上表来自《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002P28表5.3.5 式中Ai第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值（m2E为变形计算深度范围内压缩模量的当量值MpaE=\Ai/£（Ai/Esi根据以上理论公式计算，变形计算深度范围内压缩模量当量值E=33.85根据上述沉降计算经验系数甲s取值表，插值计算沉降系数+s=0.200根据北京当地工程经验，沉降计算经验系数+s取值=0.2007.3、复合地基变形深度应满足如下条件snS0.025£si式中b基础宽度,(m,不得超过30m,且无相邻荷载的影响。