最新精华版CFG龙福广场CFG设计方案.docx
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最新精华版CFG龙福广场CFG设计方案
工程勘察证书
证书等级：
--
证书编号：
--
发证机关：
--
五原县龙福广场主楼
地基处理（CFG）设计方案
单位负责人：
审定：
审核：
方案编制人：
-------------------------
-----二0一五年四月
目录
第一部分地基处理设计计算1
一、工程概况1
二、工程地质和水文地质条件1
三、复合地基设计计算2
（一）、设计计算依据2
（二）、地基处理设计桩型参数的选取2
（三）、设计计算3
1、单桩竖向承载力特征值Ra3
2、面积置换率m3
3、复合地基承载力特征值fspk计算4
4、建筑物的最终沉降量计算4
5、桩体强度验算6
（四）、施工参数6
第二部分地基处理设计计算书8
龙福广场主楼（12F）CFG地基处理计算书8
附图
《龙福广场主楼CFG桩桩位平面布置图》
第一部分地基处理设计计算
一、工程概况
龙福广场主楼工程位于-----------------------。
主楼呈“L”型，东西长约65.0m，南北长约58.0m，宽17.5m，地上12层，地下1层，框架结构。
建筑类型乙类，安全等级二级，基础设计等级乙级，地基开挖深度6.85m（从±0.00m起算，相对标高98.30m，高程采用假设高程系，以世纪大道路中心线与高新路中心线交汇点为标高引测点，详见岩土工程勘察报告建筑物与勘探点位置平面图中H点，并假设该点标高为100.00米。
），基础持力层承载力特征值fak=180kpa，不满足设计要求，必须进行地基处理，设计采用钻孔压灌CFG桩复合地基方案。
拟建龙福广场主楼处理后复合地基承载力特征值fspk≥280kpa，总沉降量≤50mm。
我单位拟承担龙福广场主楼地基处理设计。
二、工程地质和水文地质条件
根据提供的岩土工程勘察报告中关主楼勘察资料显示：
拟建场地地形平坦，表层为人工堆积层，其下为一般第四纪沉积层。
主要地层及地下水条件简述如下：
地基开挖深度为6.85m左右，自然地面以下地层概述如下（从自然地面算起）：
主楼：
0.00—0.44m杂填土，松散，fak=80kpa；
0.44—1.55m粉土，稍密—中密，fak=130kpa；
1.55—3.02m粉质粘土，可塑，fak=130kpa；
3.02—6.25m粉细砂，松散—稍密，fak=150kpa，
6.25—35.00m细砂，中密—密实，fak=180kpa，该层为巴彦淖尔市五原县稳定层。
勘察期间自然稳定水位埋深4.11～4.28m之间。
抗浮设计水位标高95.10m（正负零以下3.50m），基础埋深在地下水位以上，基坑开挖时如需降水可采用管井降水。
主楼地基处理（CFG桩）设计岩土参数选取如下表
项目编号
地面标高
杂填土
粉土
粉质粘土
粉细砂
细砂
厚度
深度
厚度
深度
厚度
深度
厚度
深度
厚度
ZK4
98.04
0.4
1.6
1.2
3.8
2.2
6.0
2.2
35.0
29.0
ZK5
98.01
0.5
2.0
1.5
3.0
1.0
6.2
3.2
25.0
18.8
ZK8
98.02
0.4
1.5
1.1
2.8
1.3
6.4
3.6
25.0
18.6
ZK9
98.00
0.6
1.5
0.9
3.2
1.7
7.1
3.9
35.0
27.9
ZK12
98.03
0.4
1.5
1.1
3.1
1.6
6.3
3.2
35.0
28.7
ZK13
98.02
0.4
1.5
1.1
3.0
1.5
6.5
3.5
25.0
18.5
ZK14
98.04
0.5
1.6
1.1
3.2
1.6
6.4
3.2
35.0
28.6
ZK15
97.97
0.5
1.5
1.0
3.2
1.7
6.4
3.2
25.0
18.6
ZK16
98.04
0.4
1.5
1.1
2.6
1.1
5.5
2.9
35.0
29.5
ZK17
98.09
0.2
1.6
1.4
2.6
1.0
6.1
3.5
25.0
18.9
ZK18
97.93
0.5
1.3
0.8
2.7
1.4
5.9
3.2
35.0
29.1
平均
自然地面起算
98.02
0.44
1.55
12.30
3.02
1.46
6.25
3.24
30.45
24.20
±0.00起算
98.30
0.72
1.84
1.12
3.30
1.46
6.54
3.24
30.74
24.20
天然重度
18.00
18.50
18.80
19.50
19.90
压缩系数
0.500
0.35
0.37
压缩模量
4.00
5
5
变形模量
12
16
桩侧特征
15
30
桩端特征
500
承载力
80
130
130
150
180
三、复合地基设计计算
（一）、设计计算依据
1、《岩土工程勘察报告》
2、《地基处理要求文件》
3、《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）
4、《水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基技术规定》（Q/JY06-1997）
5、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
6、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）
7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
8、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014）
9、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
（二）、地基处理设计桩型参数的选取
根据勘察报告提供的土样试验结果，结合巴彦淖尔市五原县地基处理设计经验。
地基处理设计参数试取值如下表：
地基处理设计桩型参数取值表
名称
层数
桩径（mm）
桩间距（m）
面积置换率m
主楼
12层
400
1.60×1.60
0.049
（三）、设计计算
1、单桩竖向承载力特征值Ra
单桩竖向承载力特征值Ra参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.5-3）计算确定：
式中：
Ra—单桩竖向承载力特征值（kN）
Up—桩的周长（m）；
qsi—桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；
Lpi—桩长范围内第i层土的厚度（m）；
ap—桩端端阻力发挥系数，取值ap=1.0；
qp—桩端端阻力特征值（kPa）；
Ap—桩的截面面积（m2）；
将各值分别对应代入上式，经过计算主楼（12F）：
Ra=533.8kN，结合施工经验，单桩竖向承载力特征值取值如下：
主楼（12F）使用值：
Ra=450.0kN
2、面积置换率m
参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.5）：
矩形布置：
经过计算，面积置换率取值如下：
主楼（12F）：
3、复合地基承载力特征值fspk计算
复合地基承载力特征值
参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.5-2）计算：
式中：
fspk—复合地基承载力特征值（kPa）；
λ—单桩承载力发挥系数，取0.80；
m—面积置换率；
Ra—单桩竖向承载力特征值（kN）；
AP—桩的截面面积（m2）；
β—桩间土承载力发挥系数，取0.90；
fsk—处理后桩间土承载力特征值（kPa）,取值fsk=180kPa；
将各值分别对应代入《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.5-2）计算复合地基承载力特征值如下：
主楼（12F）：
fspk=294.5KPa＞280KPa
满足设计要求。
4、建筑物的最终沉降量计算
参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.7）复合土层的分层与自然地基相同，各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ζ倍：
式中：
fspk—复合地基承载力特征值（kPa）；
fak—基础底面下天然地基承载力特征值（kPa）；
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）5.2.5条规定，进行计算：
式中：
S—地基最终沉降量（mm）；
S’—按分层总和法计算出的地基沉降量（mm）；
Ψs—沉降计算经验系数,按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）7.1.8表取值，Ψs=0.20；
n—地基变形深度范围内所划分的土层数；
p0—相应于作用的准永久组合的基础底面处附加应力（kPa）；
Esi—第i层土的压缩模量；
Zi、Zi-1—基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离（m）；
ai、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。
建筑物形状按矩形计算，计算点取矩形中心点。
地基沉降计算沉降深度按《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2011）5.3.7条规定进行计算。
式中：
△Si’—在计算深度范围内，第i层土的计算变形值（mm）
△Sn’—在由计算深度向上取厚度△Z的土层计算变形值（mm）
按《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2011）之5.3.7表规定取值，取△Z=1.0m。
按《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2011）5.3.7条规定验算沉降计算深度，将各值代入《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-2002）5.2.5得最终绝对沉降量
主楼（12F）：
＜50mm。
通过计算，CFG桩复合地基设计满足设计承载力及最终沉降要求。
5、桩体强度验算
参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）（7.1.6-1）,桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求：
主楼（12F）：
根据上式验算，主楼（12F）桩体试块抗压强度不应小于11.5Mpa，桩体混凝土强度选择C20，由于拟建场地内地下水、土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性，钢筋混凝土防腐处理按照《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008相关规定执行，将桩体砼等级提高一级，该工程CFG桩体采用C25细石混凝土。
（四）、施工参数
按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）有关的规定，结合地质条件和结构设计要求，通过分析计算，具体施工参数如下表
CFG桩复合地基施工参数表
名称
布置形式
桩径（mm）
桩间距（m）
面积置
换率m
有效桩
长（m）
桩数（根）
复合地基承载力
特征值（kPa）
主楼（12F）
矩形
400
1.60×1.60
0.049
12.5
1060
＞280
备注：
1、桩径400mm，主楼（12F）桩体试块抗压强度平均值≥11.5MPa（4×λRa/Ap）。
2、桩顶以上铺设褥垫层200mm，夯填度不大于0.9。
3、桩矩形布置，具体位置见附件CFG桩桩位图。
4、桩数合计1060根，砼充盈系数不得小于1.1，砼实际用量不得小于1904m3。
5、主楼（12F）复合地基静载荷试验和单桩竖向静载荷试验共计11点，低应变检测106个。
6、检测依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）和《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2014）执行。
7、褥垫层施工按照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）及设计要求执行。
第二部分地基处理设计计算书
龙福广场主楼（12F）CFG地基处理计算书
以A—D轴与7—11轴部分为例
[计算简图]
----------------------------------------------------------------------
[计算条件]
----------------------------------------------------------------------
[基本参数]
地基处理方法：
CFG桩法
[基础参数]
基础类型：
矩形基础
基础埋深：
6.850（m）
基础宽度：
20.500（m）
基础长度：
38.600（m）
基础覆土容重：
20.000（kN/m3）
基础底面反力的标准组合值:
269.0（kPa）
基础底面反力的准永久组合值:
242.0（kPa）
处理后复合地基承载力特征值:
280.0（kpa）
[土层参数]
土层层数：
5
地下水埋深：
3.500（m）
压缩层深度：
38.050（m）
沉降经验系数：
0.200
地基承载力修正公式：
承载力修正基准深度d0：
0.500（m）
序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力ηbηd
（m）（kN/m^3）（kN/m^3）（MPa）（kPa）
1杂填土0.72018.0---4.00080.00.0001.000
2粉土1.12018.5---5.000130.00.0001.000
3粉质粘土1.46018.8---5.000130.00.0001.000
4粉细砂3.24019.519.812.000150.00.0001.000
5细砂70.00019.920.216.000180.00.0001.000
***ηb--基础宽度地基承载力修正系数
***ηd--基础深度地基承载力修正系数
[CFG桩参数]
桩布置形式：
矩形
桩竖向间距：
1.600（m）
桩水平间距：
1.600（m）
桩直径：
400（mm）
桩长：
12.500（m）
承载力计算公式：
单桩承载力特征值：
计算值533.8（kN）,使用值450.0（kN））
桩间土承载力折减系数：
0.900
垫层厚度：
200（mm）
垫层超出桩外侧的距离：
500（mm）
基础边缘外桩的排数（横向）：
1
基础边缘外桩的排数（竖向）：
1
[处理土层参数]
土层天然土层f提高系数k桩间土fsk天然土层Es复合地基Es天然土层θ复合地基θ’
5180.01.000180.016.00029.31823.023.0
***f---表示原始土层承载力特征值（kPa）
***fsk--表示桩间土承载力特征值（kPa）
***Es--表示压缩模量（MPa）
***θ--表示压力扩散角（度）
***k--承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数；
***f--天然土层的承载力、压缩模量为土层参数，列在这里便于对比；
***θ’--天然土层的压力扩散角、桩间土fsk和复合地基压缩模量为计算中间结果。
----------------------------------------------------------------------
计算结果:
----------------------------------------------------------------------
1.基础底面处承载力计算
基础底面反力的标准组合值pk：
269.0（kPa）
基底自重压力pc：
98.0（kPa）
置换率m：
0.049
桩间土承载力fsk：
180.0（kPa）
复合地基承载力特征值fspk：
294.5（kPa）
修正后复合地基承载力特征值fz：
294.5（kPa）
pk<=fz,满足！
pkmax<=1.2*fz,满足！
因此复合地基承载力满足要求！
2.下卧土层承载力验算
土层号深度_θpzpczpz+pczfz是否满足
（m）（度）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）
519.5523.087.6227.5315.1327.8满足！
***θ--土层的应力扩散角
***pz--下卧层顶面处的附加应力值
***pcz--下卧层顶面处土的自重压力值
***fz--下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值
3.沉降计算
沉降计算点坐标（X0,Y0）=（0.000,0.000）
层号厚度压缩模量Z1Z2压缩量应力系数积分值
（m）（MPa）（m）（m）（mm）（z2a2-z1a1）
112.7029.3180.0012.7056.1211.4244
218.5016.00012.7031.2075.898.4317
压缩模量的当量值：
21.662（MPa）
沉降计算经验系数：
0.200
总沉降量：
0.200*132.01=26.40（mm）
***Z1--基础底面至本计算分层顶面的距离
***Z2--基础底面至本计算分层底面的距离
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