1、河北工程大学毕业设计（论文）摘要本文对某医院进行的一次详细勘察，目的是为设计施工提供岩土工程资料及岩土参数。勘察方法的选择根据建筑物的设计条件，综合考虑本工程基础工程的特点，以及可能采用的地基处理方案及规范对勘察工作的要求，选取详细勘察的方法。通过勘察得出该场地适应建筑为均匀地基，基础埋深约在自然地面下 5.70m，基础坐落在粘质粉土层上，地 基 承 载 力 标 准 值 （ fka） 为 110kPa， 估 计 地 基 变 形 较 大 ， 但需要进行地基处理。根据分析选择采用 CFG 桩复合地基的地基处理方案。分别对布桩数，承载力，以及沉降量进行了计算。得出符合要求的设计。关键词：岩土工程勘察
2、，地基处理，CFG 桩复合地基，详细勘察全套图纸加 153893706河北工程大学毕业设计（论文）河北工程大学毕业设计（论文）SummaryIn this paper.a detailed survey of the hospital. the purpose is to provide the data of geotechnical engineering and geotechnical parameters for the design and construction. The selection of detection methods based on the design of
3、 buildings. considering the characteristics of foundation engineering of this project. as well as the foundation treatment scheme and specification of survey work requirements. methods detailed investigation. Through the investigation of the site construction to adapt to the uniform foundation, foun
4、dation depth under natural ground based in 5.70m. located in the clayey silt. layer. the standard value of foundation bearing capacity (FKA) of 110kPa.estimation of foundation deformation is large. but the need for foundation treatment. According to the analysis of the selection of foundation treatm
5、ent scheme using CFG pile composite foundation. Of cloth pile number.capacity. and the settlement is calculated. That meet the requirements of the design. keyword：Geotechnical engineering investigation.foundation treatment，CFG pile composite foundation.Detailed survey河北工程大学毕业设计（论文）1目录前言 .11 区域概述 .21
6、.1 场地地理位置 .21.2 地形地貌 .22 工程勘察概况 .42.1 工程概况 .42.2 勘察目的及要求 .42.3 勘察工作依据的技术标准 .42.4 勘察方法及工作量 .53 拟建场地工程地质条件 .83.1 场区地形地貌 .83.2 场地地基土构成 .83.3 地下水 .94 岩土工程分析与评价 .104.1 场地稳定性 .104.2 地震效应 .104.3 地基土的物理力学性质、承载力及压缩模量 .104.4 地基均匀性评价 .114.5 土的腐蚀性 115 地基处理方案建议 .125.1 地基处理建议 .125.2 关于复合地基方案相关技术建议 .125.3 基边坡稳定性分析
7、 .126 CFG 桩复合地基 .136.1 CFG 桩概述 136.2 CFG 桩复合地基加固机理 136.3 CFG 桩的工程特性 147 结论与建议 .23参考文献： .248 致谢 .25河北工程大学毕业设计（论文）2前言岩土工程勘察是应用岩土工程的观点、技术和方法，查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件。岩土工程涉及气象、水文、地质、岩土力学、化学、工程学、环境学等学科，是一门相当复杂的专业。现阶段，我国关于此方面科学研究尚薄弱。我们在工程地质学面前存在着大量问题仍待我们进一步去探索、去解决。本次设计通过对拟建场地的详细勘察，目的是为设计提供岩土工程资料及岩土参数。具体
8、通过勘察报告的编写，详细介绍拟建场地的各种勘察成果。本次设计中对野外勘探资料和室内土工试验成果进行了分析、整理；对场地稳定性；地震效应；地基土的物理力学性质、承载力及压缩模量；地基均匀性；土的腐蚀性做出了评价。并通过详细的计算、验算提出了夯实水泥土桩复合地基或 CFG 桩复合地基处理方案是比较好的方案。本次设计，综合考虑本工程基础工程的特点，可能采用的地基方案及规范对勘察工作的要求，制定出本工程的岩土工程勘察方案。河北工程大学毕业设计（论文）31 区域概述1.1 场地地理位置拟建场地位于北京市房山区内,长虹西路与翠柳大街交叉的西南角房山地理位置优越。位于北纬39303955，东经1152511
9、615，是首都北京的西南门户。东北与丰台区相邻，东与大兴区以一水相隔，南和西面与河北省涿州市、涞水县相连，北与门头沟区以百花山为界。全区总面积2019平方公里，区政府东移良乡后，其所在地距市区22公里。区内贯通京广、京原两条铁路干线及四条铁路支线，有大小客货站24个；贯通京港澳高速路、107、108国道等公路干线，区、乡、村公路总长1800多公里，公路覆盖密度每平方公里1公里，居全国区县之首。公共交通方便迅捷，公交车917、646、952、616、971、901、951等直达市中心；北京城市六环贯穿良乡卫星城。另外还有831、832、835、836、836区间、836区间快车、836区间定班、
10、837、837快车、838（跨省） 、917快车（跨省） 、917野三坡旅游专线（跨省）等，为乘客减少换乘提供方便。 房山地理位置交通图 图11.2 地形地貌房山地形复杂多变。处于华北平原与太行山交界地带，西部和北部是山地、丘陵，约占全区总面积三分之二。房山区主要山脉有大房山、大安山、三角山、百花山、西河北工程大学毕业设计（论文）4占山等，均系太行山分支。大房山大房山位于房山区西北部，是太行山余脉。旧日多称“古大房” 。大房山，古碑云：“出燕奥室” ，或谓其形如扦俎，故曰大房。因相近还有小房山，故称大以别。绵亘数 10里，支峰10余处，其中有老龙窝、烟筒尖、黄山、将军坨、栗子城、谷积山、正阳山
11、、半壁山、大寨山、马鞍山。其中最著名的是上房山(今上方山)、石经山。大安山大安山地处房山区与门头沟区的接壤地带，是太行山分支。支峰有百花山、白草畔，山中有一块开阔平坦、四面环山之地，即素称的“北大梁” 。最高峰是百花山的百草畔，海拔2035米；最低处是东南部立教洼，海拔为26米。河北工程大学毕业设计（论文）52 工程勘察概况2.1 工程概况 拟建建筑物为 1 栋医院综合楼，地上 9 层，地下 1 层，拟采用框架剪力墙结构，筏板基础，基础埋深约 4.50（m） ；0.000 绝对高程 45.50 米，基础埋深在0.000 以下约 5.50 米。 拟建工程重要性等级为二级，场地及地基复杂程度等级为
12、二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级。2.2 勘察目的及要求本次勘察为详细勘察，目的是为了该项目的设计施工提供岩土工程资料及岩土参数，各项勘察任务要求如下：(1)查明拟建场地有无不良地质作用，并就其对工程的影响做出分析与评价。(2)查明拟建建筑物基础影响深度范围内的地层分布规律及各层土的物理力学性质，分析和评价地基的均匀性和承载力。(3)查明拟建场区地下水的类型、埋藏条件和变化幅度，论证其对拟建 建筑物的影响，并对地下水水质和土对主要建筑材料的腐蚀性进行 评价。(4)对拟建场地与地基土层的地震效应进行评价，提供有关的建筑抗震设计基本参数。(5)根据地层土质条件及室内、外试验与测试数据成果，分析
13、地基土的 工程特性，提供合理、安全、经济的地基基础方案建议，并提出对施工降 水和基坑支护的建议。2.3 勘察工作依据的技术标准本次勘察依据的规程、规范及标准如下：中华人民共和国国家标准岩土工程勘察规范( GB 500212001 )中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范( GB 500072002 )中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范(GB 500112001)中华人民共和国国家标准土工试验方法标准(GB/T 501231999)中华人民共和国行业标准高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ 722004)河北工程大学毕业设计（论文）6中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ 120
14、-99)中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范( JGJ 792002 )中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范 （JGJ 942008）中华人民共和国行业标准建筑工程地质钻探技术标准 （JGJ87-92）中华人民共和国行业标准原状土取样技术标准 （JGJ87-92）中华人民共和国国家标准地基动力特性测试规程 （GB/T50269-97 ）其他现行有关规范、规程。2.4 勘察方法及工作量根据本建筑物的设计条件，综合考虑本工程基础工程的特点，可能采用的地基方案及规范对勘察工作的要求，制定出本工程的岩土工程勘察方案。本次勘察共布置勘探点 9 个，依建筑物轮廓线及角点按格网布置，勘探点间距 18
15、.4129.98m 。各钻孔位置见“勘探点平面位置图” 。根据现行规范要求，本次勘察采用钻探、标准贯入试验、动力触探、剪切波速测试、取土试样和室内土工试验相结合的勘察方法。1 勘探点测放：本次勘察各勘探点处地面高程采用绝对高程系统，各勘探点高程以该场地南侧 21#楼0.000（绝对高程 45.50m）为基准点引测。2 钻探：钻探采用 DDP100 汽车钻、冲击式钻进及泥浆护壁回转式钻进。用于查明地基土层分布、揭露地层岩性、采取原状土试样及原位测试。3 取土试样：钻孔中采用厚壁敞口取土器，遇较软弱土采用薄壁取土器，连续静压法取土。试样等级级。4 标准贯入试验：采用自动脱钩自由落锤法，落距 76，
16、锤重 63.5kg，先打入土中 15cm 后，再记录每打入 10cm 的锤击数，累计打入 30cm 的锤击数为标贯试验锤击数 N。用于评定土的物理状态、强度、变形参数和地基承载力。5 重型动力触探试验：采用自动脱钩自由落锤法，落距 76，锤重 63.5kg，记录每打入 10cm 的锤击数，用于评定卵石的密实程度、确定其力学参数。6 剪切波速测试：采用 RS1616K 地震仪，试验方法为采用单孔检层法，用于测试地基土层剪切波速，判定场地土类型及场地类别。 本次勘察完成钻探、取样、原位测试及室内土工试验的工作量参见表 2-1、表 2-2、表 2-3。河北工程大学毕业设计（论文）7钻探工作一览表 表
17、 2-1钻孔性质钻进深度(m)钻孔数量主要目的钻孔性质钻进深度(m)钻孔数量主要目的控制性勘探孔25.0 5控制基础影响深度范围内的地层结构,采取原状土试样，进行原位测试，以提供地基土变形参数、强度参数和建筑基坑设计施工所需土层参数。一般性勘探孔23.0 4查明地基主要受力层的分布情况，为地基承载力评价提供所需的地层分布条件。共计 9 个钻孔 总进尺 217.0m采取试样及原位测试工作一览表 表 2 -2 项目类别 完成数量 目 的原状土样 57 个) 提供地基土的物理力学性质指标扰动土样 5(个) 提供粉土、砂类土、碎石类土的颗粒组成；其它相关用途标准贯入试验13(次) 确定砂类土层密实度，
18、进行砂土液化判别重型动探试验0.9(米) 确定碎石类土层密实度剪切波速试验(WVT)20m2 孔 提供建筑抗震设计依据，判定砂卵石层的密实度河北工程大学毕业设计（论文）8室内主要土水试验项目、数量和试验指标一览表 表 2-3试验项目试验数量试验指标（未加说明的符号含义详见所附图例）常规物理力学性质试验57 w、 Gs、 、 Sr、 e、 wL、 wp、 Ip、 IL、 Es、 Wu原状土样直剪试验(天然快剪)23 C、 颗、筛分试验 无 c、 Ip液、塑限试验 62 wL、 wp扰动土样 土的易溶盐试验 2 组HCO3-、 CO32-、 Cl-、 SO42-、 Ca2+、 Mg2+等水质分析试
19、验 无河北工程大学毕业设计（论文）93 拟建场地工程地质条件3.1 场区地形地貌本工程拟建场区在地貌单元上属于太行山山前冲洪积平原，场区内地形基本平坦。经测量，钻孔孔口处地面标高为 45.6845.83m，平均孔口处地面标高 45.72m。3.2 场地地基土构成本次勘察最大深度 25.00m 范围内的地层主要为第四系冲洪积成因的粉土、粘性土及卵石等。根据现场钻探揭露及室内土工试验成果，按照沉积年代、成因类型及其工程地质特性差异，共划分为 8 层，2 个亚层。现自上而下分述如下：层为粘质粉土素填土: 黄褐色；稍密；稍湿；断面粗糙;含砖屑,灰渣等,层厚0.50-1.40m，平均层厚 0.93m。局
20、部存在杂填土1 层，杂填土主要为砖块混粘性土的建筑垃圾，层厚 0.40-1.30m,平均层厚 0.77m。层为砂质粉土: 褐黄色；稍密；稍湿-湿；断面粗糙或散；含氧化铁,灰斑等,局部夹有粉质粘土薄层,层厚 1.80-4.40m,平均层厚 2.83m。层为粘质粉土:褐黄色；稍密；稍湿-湿；断面粗糙 ;含氧化铁等,局部夹粉砂薄层。层厚 1.40-4.60m,平均层厚 3.0m。层为粘质粉土: 灰-灰褐色；稍密；稍湿 -湿；断面较粗糙；含氧化铁,云母等, 局部夹砂质粉土及粉砂薄层。层厚 1.80-4.20m,平均层厚 3.0m。1 层为砂质粉土: 褐灰色；稍密；稍湿-湿；断面粗糙或散；含氧化铁等,局
21、部夹粉砂薄层,层厚 0.4-1.20m,平均层厚 0.80m。层为粘质粉土: 褐黄-褐灰色；稍密-中密；稍湿 -湿；断面粗糙或散;含氧化铁,云母等，层底夹粉细砂薄层,层厚 2.50-4.30m,平均层厚 3.07m。层为粘质粉土:褐黄色；稍密-中密；稍湿-湿；断面较粗糙；含氧化铁,云母等，层厚 3.50-5.40m，平均层厚 4.68m。层为重粉质粘土: 黄褐色;；可塑-坚硬；湿:含氧化铁等 ,断面光滑; 局部夹砂质粉土及粉质粘土薄层。层厚 3.20-4.00m,平均层厚 3.47m。层为卵石:杂色，中密-密实；稍湿；级配较好，亚圆形，一般粒径 2-5 厘米，最大粒径 10 厘米，卵石含量约
22、65%，粗砾砂及粘性土充填；揭露层厚 3.50m。以上各土层空间分布详见工程地质剖面图。河北工程大学毕业设计（论文）103.3 地下水勘察期间最大勘探深度 25.0 米内未见地下水。河北工程大学毕业设计（论文）114 岩土工程分析与评价4.1 场地稳定性拟建场地位于构造相对稳定地带，无新构造活动迹象，地貌单一，地形平坦，沉积环境较稳定，物理力学性质均匀，地震活动微弱，未发现不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。4.2 地震效应1 建筑场地的地段类别根据本次勘察，场地地势平坦，开阔，地基土具有一定强度，依据建筑抗震设计规范(GB 500112001) （2008 年版）中的相关规定，拟建场地属于可进
23、行建设的一般场地。2 场地的抗震设防烈度根据建筑抗震设计规范 （GB 500112001） （2008 年版）中，拟建场区抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.20g，设计地震分组为第一组。3 建筑的场地类别根据建筑抗震设计规范 （GB 50011-2001） （2008 年版）中的有关规定，按表4.1.3 划分土的类型，从场地土的性质和本次勘察的 1#、9#钻孔波速测试数据判定，场地在 20 米深度内地基土的等效剪切波速值分别为 158.73、161.55m/s (详见钻孔剪切波速测试成果图) 。根据上述的波速成果，可得出如下结论：(1) 拟建场区覆盖层厚度界限值为 3-50m
24、。(2) 拟建场区自然地面下覆盖层深度范围内土层的等效剪切波速值为140m/s 250m/s。sev根据上述结果和区域经验，综合判定拟建场区建筑的场地类别为类。4 场地特征周期根据建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）表 5.1.4-2，场地设计地震分组为第一组，场地类别为类，场地特征周期值为 0.35s。5 地基土层的地震液化判定该场地地下水埋藏大于 25 米，可不考虑地基土地震液化问题。河北工程大学毕业设计（论文）124.3 地基土的物理力学性质、承载力及压缩模量依据北京地区建筑地基基础勘察设计规范 (DBJ11-2009)，根据外业勘探、原位测试及室内土工试验，结合本地区实践经验
25、，综合确定各地基土层天然地基承载力特征值及各压力段压缩模量。4.4 地基均匀性评价基础埋深约为自然地面下 5.70m，基础坐落在粘质粉土 层上，根据高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004）第 8.2.4 条按下列 3 条对地基土均匀性进行评价。地基持力层属于同一地貌单元，土层承载力及压缩性差异不大：判定为均匀；持力层底面的坡度小于 10%：判定为均匀；基础持力层和第一下卧层在基础宽度方向上，地层的厚度差值不大于 0.05b，判定为均匀；综上所述，该建筑地基属均匀地基。4.5 土的腐蚀性本次钻探时分别于场区 3 号钻孔地面以下 2.5m 处和 7 号钻孔中地面以下4.0m 处采取土试样
26、 2 份，并进行了土的腐蚀性测试，根据实验分析结果，并按照岩土工程勘察规范( GB 500212001 )（2009 年版）的相关标准判定：该场地土对混凝土结构的腐蚀等级为微,在干湿交替状态下，对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性等级为微。具体的分析结果详见“土的腐蚀性分析成果表” 。河北工程大学毕业设计（论文）135 地基处理方案建议5.1 地基处理建议基础埋深约在自然地面下 5.70m，基础坐落在粘质粉土 层上，地 基 承 载 力 标 准 值（ fka） 为 110kPa， 压 缩 层 范 围 内 地 基 土 层 具 高 -中 高 压 缩 性 ， 压缩性较高，估 计 地 基 变 形量 较 大
27、， 不 宜 采 用 天 然 地 基 。依据建筑物规模、地层强度及变形特性，建议采 用 夯 实 水 泥 土 桩 复 合 地 基 或 CFG 桩复合地基处理方 案 。 复 合 地 基 初 步 设 计 所 需 有 关 各 层 土 的 地 基 承 载 力 标 准 值 （ ka） 、 桩 侧阻 力 标 准 值 （ qsi） 、 桩 端 阻 力 标 准 值 （ qp） 5.2 关于复合地基方案相关技术建议（ 1） 复 合 地 基 方 案 的 设 计 与 施 工 、 检 验 等 须 严 格 按 照 建 筑 地 基 处 理 技 术 规 程 (JGJ79 2002)及 其 它 有 关 规 定 执 行 。（ 2）
28、 夯 实 水 泥 土 桩 复 合 地 基 和 CFG 桩 复 合 地 基 的 具 体 设 计 须 根 据 结 构 设 计 对 地 基 承载 力 及 沉 降 、 差 异 沉 降 的 控 制 要 求 来 确 定 加 固 深 度 。（ 3） 素混凝土桩施工宜采用长螺旋钻机成孔，压灌成桩工艺。施工时应保证孔底密实，不能有虚土。宜选择卵石层为桩端持力层；拔管速度不应过快。（ 4） 由 于 对 复 合 地 基 方 案 的 设 计 与 施 工 质 量 要 求 较 高 ， 故 应 选 择 工 程 经 验 丰 富 、 质量 管 理 制 度 健 全 、 施 工 质 量 及 周 期 有 保 证 的 公 司 承 担
29、复 合 地 基 方 案 设 计 与 施 工 。（ 5） 采 CFG 桩 复 合 地 基 方 案 时 , 须 根 据 建 筑 物 的 安 全 等 级 ， 按 照 规 范 的 有 关 规 定 进行 单 桩 承 载 力 、 复 合 地 基 承 载 力 及 变 形 的 静 载 试 验 ， 以 及 CFG 桩 桩 身 质 量 低 应 变 动 力 检 测 。根 据 上 述 检 测 结 果 ， 综 合 评 价 复 合 地 基 的 设 计 、 施 工 是 否 满 足 设 计 要 求 。5.3 基边坡稳定性分析本工程基坑开挖深度 5.7m 左右，构成基坑边坡土体为粘质粉土素填土 、杂填土1，砂质粉土和粘质粉土层
30、，为保证基坑侧壁稳定，宜采取基坑支护措施，可采用土钉墙支护方案。基坑支护设计参数可按“ 地 层 岩 性 及 土 的 物 理 力 学 性 质 综 合 统 计 表 ”所列数值采用。基坑开挖过程中，不宜长期暴露，防止基坑周边积水。防止周边地下水管渗漏，基坑顶面周边严禁超量堆载，以减少基坑的不稳定因素。河北工程大学毕业设计（论文）146 CFG 桩复合地基6.1 CFG 桩概述CFG 桩（Cement Fly-ash Gravel Pile）是水泥粉煤灰碎石桩的简称。是由水泥、粉煤灰、碎石桩、石屑或是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。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在
31、C15C25 之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。碎石桩系散体材料，本身没有粘结强度，主要靠周围土的约束传递基础传来的垂直荷载。土越软，对桩的约束作用越差，桩传递垂直荷载的能力越弱。CFG 桩针对碎石桩承载特性的一些不足，加以改进而发展起来的。CFG 桩采用螺旋钻机或振动沉管桩机等设备进行成孔，是一种具有较高粘结强度的刚性桩。与一般的柔性桩复合地基相比，用 CFG 桩处理地基时，可大幅度提高地基承载力，并可通过调节复合地基桩长、桩距及桩体材料配比等指针较大幅度调节复合地基承载力的变化区间，特别是天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高，用柔性桩复合地基难以满足设计要求时，CFG 桩复
32、合地基则有明显的优势。CFG 桩复合地基可用于填土、饱和及非饱和粘性土、松散砂土等。它是一种低强度砼桩，可以充分利用桩间土的承载力，共同作用并可传递荷载到深层地基中去，具有较高的承载力，承载力提高幅度在 253 倍，由于通过 CFG 桩处理过的复合地基具有承载力高、沉降变形小、变形稳定快、工艺性好、灌注方便、易于控制施工质量和工程造价较低等特点，因此具有较好的技术性能和经济效果。由于 CFG 桩复合地基技术具有以上施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，目前已经成为北京及周边地区应用最普通的地基处理技术之一。 6.2 CFG 桩复合地基加固机理CFG 桩复合地基由桩、桩间土及褥垫
33、层 3 部分构成。其加固机理：当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大，所以桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，褥垫层将上部基础传来的基底压力通过适当的变形一定的比例分配给桩及桩间土，使二者共同承受荷载。CFG 桩各部分的作用CFG 桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层 3 部分构成。河北工程大学毕业设计（论文）151.CFG 桩体作用承担基础传递的竖向荷载及一定的水平荷载；2.桩间土的作用（1）承担一定的竖向及水平荷载（2）固定桩体，保证桩体正常承担荷载；3.褥垫层作用（1）保证桩、土共同承担荷载；（2）减少
34、基础底面的应力集中；（3）褥垫层厚度可以调整桩土荷载分担比。在荷载一定时，垫层越厚，土承担的荷载越多。荷载水平越高桩体承担的荷载占总荷载的百分比越大。当垫层厚度达到一定数值后，继续增加垫层厚度，桩土荷载分担比并不会继续减小。（4）褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比。4.褥垫层由级配砂石、粗砂、碎石等散体材料组成的褥垫层技术是 CFG 桩复合地基的一个核心问题，复合地基的许多特性都与褥垫层有关。建筑地基处理技术规范 （JGJ792002）规定褥垫层厚度取 150300mm，当桩径大、桩距大时取高值。工程实践表明，褥垫层合理厚度为 100300mm，考虑施工时的不均匀性，褥垫层厚度取 1503
35、00mm，当桩径大、桩距大时宜取高值。材料中的最大粒径不大于30mm。由于卵石咬合力差，施工时扰动较大，褥垫层厚度不容易保证均匀。6.3 CFG 桩的工程特性CFG 桩的地基处理在工程中广泛被应用。其工程特性主要包括以下几点：1.适用范围广就基础形式而言，CFG 桩既适合条形基础、独立基础，也适合筏形和箱形基础；就土性而言，CFG 桩可用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结的素填土等地基，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。2.承载力大幅提高、可调性较强CFG 桩长由几米到二十多米，并且可全长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在 4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅
36、度大并具有很大的可调性。当地基承载力较高时，荷载又不大，可将桩长设计得短一点，荷载大时桩长可设计得长一些。特别时天然地基承载力较低而设计要求得承载力较高，用柔性桩复合河北工程大学毕业设计（论文）16地基一般难以满足设计要求，CFG 桩复合地基则比较容易实现。3.刚性桩的性状明显对柔性桩，特别时散体桩，如碎石桩、砂石桩，它们主要是通过有限的桩长来传递垂直荷载。当桩长大于某一个数值后，桩传递荷载的作用已显著减小。CFG 桩象刚性桩一样，可全长发挥侧阻，桩落在好的土层是时，具有明显的端承作用。对于上部软下部硬的地质条件，碎石桩将荷载向深层传递非常困难，而 CFG 桩因为具有刚性桩的性状，向深层土传递
37、荷载时其重要的工作特性。4.地基变形小复合地基模量大、建筑沉降量小是 CFG 桩复合地基重要特点之一. 对于上部和中间有软弱土的地基，用 CFG 桩加固，桩端放在好的土层上，可以获得模量很高的复合地基，上部建筑物的沉降不大。6.4 桩间距的设计计算 CFG 桩复合地基的设计参数共四个，分别是：桩径、桩长、桩间距、垫层厚度及材料1.桩径 d根据建筑地基处理技术规范 （JGJ792002） CFG 桩桩径宜取 350-600mm 桩径过小，施工质量不容易控制，桩径过大，需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。CFG 桩只可布置在基础范围内，对可液化地基，基础内可采用振动沉管水泥粉煤
38、灰碎石桩、振动沉管碎石桩间作的加固方案，但对基础外一定范围内需打设一定数量的碎石桩。2.桩长 LCFG 桩复合地基要求桩落端落在好的土层上，这是 CFG 桩复合地基设计的一个重要原则。因此，桩长是 CFG 桩复合地基设计时首先要确定的参数，它取决于建筑物对承载力的变形和要求，土质条件和设备能力等因素。桩长主要取决于桩端持力层的选择。桩端最好进入坚硬土层或岩层，采用嵌岩桩或端承桩；当坚硬土层埋藏很深时，则宜采用摩擦桩，桩端应尽量到达低压缩性、中等强度的土层上。桩端进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于 2d，砂类土不小于 1.5d，碎石类不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度
39、不宜小于4d。在进行复合地基设计时，天然地基承载力 是已知的，设计要求的复合地基承载kf河北工程大学毕业设计（论文）17力 也为已知。桩径 和桩间距 设定后，置换率 和桩的断面面积 均为已知。桩spfdlmpA间土强度提高系数 和桩间土强度发挥度的取值。再将 值代入，由建筑桩基技术kR规范 （JGJ9494）中计算地基承载力公式就能算出所需的桩长 。L3.桩间距 s桩距 s 过大，承载力不能满足；s 过小，桩的承载力不能充分发挥，且给施工造成困难。试验表明，当桩距小于 4 倍桩径后，随着桩距的减小，复合地基承载力的增长率明显下降，从桩、土作用的发挥考虑，桩距大于 4 倍桩径为宜。下表是对桩距的
40、规定CFG 桩桩间距选用参考值 表 6-2挤密性好的土，如砂土、粉土、松散填土等可挤密性土，如粉质粘土、非饱和粘土等不可挤密性土，如饱和粘土、淤泥质土等单、双排布桩的条形基础（3-5） d （3.5-5 ）d （4-5） d含 9 根以下的独立基础（3-6） d （3.5-6 ）d （4-6） d满堂基础 （4-6） d （4-6 ）d （4.5-7 ）d注：d桩径，以成桩后的实际桩径为准。4.垫层厚度及材料褥垫层的材料多用碎石、级配砂石（限制最大粒径一般不超过 3cm） 、粗砂、中砂等。褥垫层的加固范围要比基底面积大，其四周宽出基底的部分不宜小于褥垫层的厚度。结合大量的工程实践的总结，考虑到
41、技术上可靠，经济上合理，褥垫层的厚度宜取 1030cm。5.桩的排列与置换率对可液化地基或有必要时，可在基础外某一范围设置护桩（可液化地基一般用碎石桩做护桩） ，通常情况下，桩都布置在基础范围内。桩的数量按下式确定(6-1)pAmn式中 面积置换率；mA 基础面积（ 2） ；桩断面面积（ ） ；p土 质桩 间距布 桩 形式河北工程大学毕业设计（论文）18面积为 时的理论布桩数。pnA实际布桩时受基础尺寸大小即形状等影响，布桩数会有一定的增减。6.6 承载力的计算水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基荷载试验确定，初步设计可按下式估算：（6-2）fskmARafpksp)1(,
42、 式中 复合地基承载力标准值， （kPa）;kspf,m面积置换率；单桩承载力标准值， （kN） ；Ra单桩的截面面积， （ ） ；pA2m桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，当无经验时可取 0.750.95，天然地基承载力高时取大值；天然地基承载力标准值， （kPa） ；按当地经验值，当无经验时，可取天fsk然地基承载力特征值。单桩竖向承载力特征值 Ra 的取值，按下列规定：1.当采用单桩荷载试验时，应将单桩竖向承载力除以安全系数 2:；2.当无单桩载荷试验资料时，按下式估算：（6-3）pniispaAqluR1式中 up桩的周长（m） ；n桩的范围内所划分的土层数；qsi、 qp桩周第
43、 i 层土的侧阻力、桩端侧阻力特征值（KPa ） ，可按国家标准建筑地基基础设计规范GB50007 有关规定确定；li第 i 层土的厚度（m） 。6.7 CFG 复合地基沉降计算 CFG 桩处理后的变形计算按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007 的有关规定执行。通常情况下 CFG 桩复合地基沉降有三部分，一为加固深度范围内土的压缩变形 s1， ，二为下卧层变形 s2，三为褥垫层变形 s3。由于褥垫层变形很小可以忽河北工程大学毕业设计（论文）19略不计，因此S = s1 + s2 （6-4）然后按分层总和法计算加固区和下卧层总的变形量 s（6-5）1 10)(ni iisic zEp式
44、中 总的分层数；n对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加应力，kPa；0p一荷载 P 在第 i 层土产生的平均附加应力(kPa)；j第 i 层土压缩模量(kPa)；siE基础底面至第 i 层土、第 i-1 层土底面的距离，m；1iz、 基础底面计算点至第 i 层土、第 i-1 层土平均附加应力系数；ii加固区第 i 层土压缩模量放大系数，由下式确定： (6-6） kspf,沉降计算修正系数，根据地区沉降观测资料及经验确定.变形计算经验系数 表 6-3/MPaSE2.5 4.0 7.0 15.0 20.01.1 1.0 0.7 0.4 0.2上式的 为变形计算深度范围内压缩模量的当量值。按
45、照下式计算：S（6-7）siisEA式中 第 i 层土附加应力沿土层厚度积分值；iA第 i 层土压缩模量(kPa)，桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量siE取值。复合地基变形计算深度必须大于复合地基的厚度，并应符合下式要求：(6-8)2105.niinss式中 计算范围内，第 i 层土的计算变形值；ns在计算深度向上取厚度为 的土层计算变形值， 按下表取值。i zz值 表 6-4 b/m 2 2b4 4b8 8河北工程大学毕业设计（论文）20/mz0.3 0.6 0.8 1.0此种沉降计算方法采用了简单的压缩模量放大法，但是许多土类的压缩模量之比并不与承载力标准值之比相对应。尽管计算式中
46、采用了建筑地基基础设计规范GB50007-2002 中的沉降计算经验系数，但并不能完全反映以上因素。再者采用此种计算法未考虑桩端土的强度，也未考虑软土在加固区的上部或下部所导致的不同结果。6.8 设计要求此工程地基处理设计要求为：处理后复合地基承载力特征值180.0kpa；地基平均沉降量不大于 40mm。6.9 参数选取及计算1.桩径 d桩径根据工程地质条件和成桩设备等因素选取，由现有工程地质资料、成桩设备及施工等因素综合考虑，CFG 桩桩径为 410(mm)。2.桩间距 L从桩土作用的发挥考虑，宜选取 3-5 倍桩径，所以选取桩间距为 2.000(m)。3.桩长 桩长的选取应符合符合地基承载
47、力及所在持力层的土质较好。由勘察报告地层情况选择桩长为 13.200(m)，桩端进入持力层层顶 2.0m。桩顶位于 2 砂质粉土，桩端位于8 粉砂层。4.褥垫层保证充分发挥桩间土承载力并减少桩对基础产生的应力集中，根据规范规程并结合大量的工程实践的总结，在基础板底部铺设垫层为 200mm，垫层材料选用 1020mm碎石，用平板振动器振压不少于 4 遍。5.桩体材料碎石、石屑、粉煤灰、普通硅酸盐水泥6.面积置换率 m（6-9） 031213.14.0)13.(222 sde式中： 为桩身平均直径， 为一根桩分担的处理面积的等效园直径， , 分别为桩e s2竖向间距和水平间距7.桩数河北工程大学毕
48、业设计（论文）21（理论） （6-10） 463.10.25806PpAmn实际桩数为 510 根6.10 承载力计算1.CFG 桩复合地基承载力（6-11）fskmARafpksp)1(, 0.85取= (满足要求)kspf, kpa0.1820.1.3-.3.40.25.0.3 6.11 沉降量计算地基变形按下式计算：（6-12）1 10)(ni iisizEpS式中： 加固区第 i 层土压缩模量放大系数 =180/110=1.636 （6-13）kspf,压缩模量当量确定：基地附加应力 Po= P-rd =99.47kpa （6-13）=14.608Mpa （6-siisEA14）根据建筑地基基础设计规范GB50007-2002 中表 5.3.5 得出沉降计算经验系数 为 0.350。 层号 厚度 压缩模量 Z1 Z2 压缩量 应力系数积分值(m) (MPa) (m) (m) (mm) (z2a2-z1a1)1 0.36 10.480 0.00 0.36 2.09 0.36002 3.70 9.984 0.36 4.06 22.48 3.69363 3.00 9.565 4.06 7.06
