水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基设计
一. 建筑条件
某七层框架结构建筑物，采用钢筋混凝土独立基础，基础埋深d?2.0m，基底面积4.2m?3.6m，基底平均压力pk?350KPa。
二. 土质条件 ①粉质粘土 ??27.1% ??18.6kNm3 e?0.826 IL?0.59 ES?3.55MPa c?20kPa ??6.20 fak?65kPa h1?1.4m ②粉土 ??28.2% ??18.9kNm3 e?0.826 IL?0.59 ES?3.55MPa c?20kPa ??6.20 fak?85kPa h2?0.8m ③粘土 ??39.4% ??17.7kNm3 e?1.129 IL?0.53 ES?4.73MPa c?44kPa ??5.90 fak?95kPa h3?3.7m ④粉土夹粉质粘土 ??25.3% ??19.1kNm3 e?0.730 IL?0.60 ES?10.7MPafak?110kPa c?10kPah4?5.4m ??28.70 ⑤粉质粘土 ??25.4% ??19.2kNm3 e?0.743 IL?0.59 ES?5.5MPa c?22kPa ??13.20 fak?100kPa h5?4.00m ⑥粉砂 ??21.8% ??19.8kNm3 e?0.624 IL?0.57 ES?9.28MPa c?10kPa ??30.70 fak?160kPa h6?2.6m ⑦粉土夹粉质粘土 ??23.8% ??19.0kNm3 e?0.686 地质勘察未穿0IL?0.47ES?9.12MPa c?35kPa ??17.3 fak?130kPa 透 三. 设计计算
1.确定复合地基承载力特征值fspk 基础底面以上土的加权平均重度
?m?18.6?1.44?18.9?0.56?18.7KN/m3，基础埋深承载力修正系数?d?1.0,
2.0根据fsp?fspk??d?m(d?0.5)?pk?359KPa 得fspk?pk??d?m(d?0.5)?350?1.0?18.7?(2.0?0.5)?321.95KPa， 取fspk?330kPa。
2.确定桩径d、桩长l，褥垫层厚度d'
取褥垫层厚度300mm,桩径d?450mm，桩长13.9m,桩端第⑥层土900mm. 3.确定单桩承载力特征值Ra
(1)根据桩身强度,按Ra??fcuAp确定
设桩身强度fcu?10MPa,查表，CFG桩桩身强度折减系数??0.33， 则Ra??fcuAp?0.33?10000?3.14?0.2252?524.6KN/根。
（2）根据桩端、桩侧摩阻力计算,由公式Ra?Ra?Rp?up?qsili??qpAp确定
i?1nI.确定总桩侧阻力值Rs
土层③：粘土 查表取qs?25KPa
土层④：粉土 查表取qs?27KPa 土层⑤：粉质粘土 查表取qs?25KPa 土层⑥：粉质粘土 查表取qs?25KPa
Rs?up?qsili?2?3.14?0.225?(25?3.7?27?5.4?25?4.0?25?0.9)?509.8KNi?1nII.确定总桩端阻力值Rp 桩端为第⑥层粉砂,查表取qp?900KPa
Rp?Apqp?3.14?0.2252?900?143.1KN 所以Ra?Rs?Rp?509.8?143.1?652.9KN III.确定Ra
综合可按Ra?524.6KN进行设计。
4.确定桩土面积置换率m
取桩间土承载力折减系数??0.8
由公式fspk?mRa??(1?m)fsk Ap可得:m?fspk??fsk330?0.8?110242???0.08，
Ra524.6?0.8?1103212??fsk23.14?0.225Ap即每独立基础下布桩面积不小于4.2?3.6?0.08?1.21m2,布8根桩,实际布桩面积3.14?0.2252?8?1.27m2。
桩位布置如下图:
四．桩端持力层承载力验算： 第⑥层复合土层的压缩模量Esp??Es?fspkfakEs?330?10.7?22.07MPa，则 160Es1/Es2?Esp/Es2?22.07/9.28?2.4Z/b?16.2/3.6?4.5
查表得，地基压力扩散角??25o 基础底面处土的自重应力
pc?18.6?0.9?(18.6?10)?(1.4?0.9)?(18.9?10)?(2?1.4)?13.2KPa
2.0桩端处的附加应力
bl(pk?pc)3.6?4.2?(350?13.2)?(b?2htan?)(l?2htan?)(3.6?2?14.2?tan250)?(4.2?2?14.2?tan250)
5092.4??17.4KPa292.3pz?桩端以上土的自重应力值
pcz?18.6?0.9?(18.6?10)?(1.4?0.9)?(18.9?10)?0.8?(17.7?10)?3.7?(19.1?10)?5.4?(19.2?10)?4?(19.8?10)?0.9 ?151.4KPa桩端以上土的平均重度
?0?pcz151.4??9.34KN/m3
h1?h2?h3?h4?h5?h61.4?0.8?3.7?5.4?4.0?0.9桩端处经深度修正后的地基承载力特征值
fz?fak??d?0(d?0.5)?160?1.0?9.34?(1.4?0.8?3.7?5.4?4.0?0.9?0.5) ?306.7KPa所以pz?pcz?17.4?151.4?168.8KPa?fz?306.7KPa 软弱下卧层地基承载力满足要求。 五．沉降计算（复合模量法）
假定加固区的复合土体为与天然地基分层相同的若干层均质地基，但压缩模量扩大?倍。
n2poipoi总沉降量s?s1?s2??ss??s(?hi??hi)
i?1?Esii?n1?1Esi'n1③粘土层
??fspkfak?330?3.47495?Es?3.474?4.73?16.432
p0?215.68④粉土夹粉质粘土
??fspkfak?330?3.0110?Es?3.0?10.7?32.1
p0?63.91
⑤粉质粘土
??fspkfak?330?3.3100?Es?3.3?5.5?18.15
p0?26.23根据<<建筑地基基础设计规范>>，取计算深度Zn?15.71， 查表，取变形计算经验系数?s?0.67 总沉降量