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1、 华 北 水 利 水 电 学 院毕 业 设 计 正 文设计题目：设计题目：项城市某小区高层住宅楼项城市某小区高层住宅楼 CFGCFG 桩基桩基优化设计优化设计专 业：土木工程（岩土及地下建筑方向）班级学号： 姓 名： 指导教师：设计期限：2011 年 3 月 28 日开始2011 年 5 月 22 日结束院 系： 2011 年 5 月 10 日目 录摘 要 1Abstract .21 前 言 32 工程概况及场地工程地质条件 .52.1 拟建工程概况52.2 工程地质条件及场地水文地质条件62.3 场地土质、地下水质腐蚀性评价及地基土的冻胀性62.4 场地土层物理力学性质参数72.4.1 场地
2、地层划分及特征 72.4.2 地基土的承载力特征值及压缩性评价 72.5 地基土均匀性评价83 复合地基处理方案的选取 .93.1 地基处理方案选取的理论依据93.2 地基处理方案的分析与优选 .103.2.1 钻孔灌注桩方案 .103.2.2 CFG 桩方案103.2.3 地基处理方案的选择 .114 CFG 桩复合地基的优化设计.124.1 CFG 桩复合地基设计理论 .124.1.1 CFG 桩复合地基设计的指导思想124.1.2 CFG 桩复合地基设计参数134.1.3 CFG 桩设计计算步骤144.1.4 CFG 桩的桩数计算204.2 地基持力层强度验算.204.3 CFG 桩复合
3、地基设计参数的优化 .214.3.1 方案一 .214.3.2 方案二 .224.3.3 方案三 .234.3.4 方案四 .234.4 单桩竖向承载力估算.244.5 复合地基承载力特征值估算.244.5.1 方案一244.5.2 方案二 .254.5.3 方案三 .254.5.4 方案四 .264.6 桩体强度.274.7 复合地基沉降计算.274.8 桩的布置.314.9 褥垫层设计.315 CFG 桩复合地基的施工335.1 施工工艺.335.1.1 长螺旋压灌成桩施工工艺流程 335.1.2 长螺旋压灌成桩施工中常见的问题及质量控制措施 335.2 施工要点365.3 施工质量要求及
4、注意事项375.4 施工质量检测.38结论与建议 40结语 42参考文献 43摘 要论文首先对项城市凤凰国际小区的工程地质条件进行了详细论述。再由标准贯入试验、静力触探试验和室内土工试验结果，对拟建工程场地各岩土层力学性质进行了综合分析。在此基础上，对场地的地基承载力与均匀性等岩土工程指标进行了分析与评价。通过对拟建建筑物结构荷载及基底压力的估算，得出天然地基不能满足承载力要求，并提出 CFG 桩复合地基方案。关于 CFG 桩的设计方面，首先根据场地岩土工程条件初步设计了地基处理参数的四种方案，然后分别计算了四种方案下的地基承载力，综合分析比较后，最终选取了正方形布桩，桩间距 s=4.0d，并
5、对这一方案的沉降量进行了计算，结果满足规范要求。最后，对 CFG 桩复合地基的施工工艺进行了简要的论述，并针对施工过程中容易出现的问题提出了相应的控制措施，并分析了施工质量和施工要点。关键词关键词 CFG 桩复合地基， 优化设计，承载力与变形，CFG 桩施工AbstractAccording to the survey data of Phoenix international community in Xiangcheng City, the engineering geology conditions of the proposed project site have first been
6、 discussed in detail. By the standard penetration test, the CPT testing and indoor soil test results, the proposed venue of the geotechnical engineering and mechanical properties of every rock layers in the building place is analyzed comprehensively. On this basis, the venue of the earthquake, the f
7、oundations bearing capacity and uniformity and so on are analyzed and evaluated comprehensively.Through the estimates of the building load of the proposed structure and the pressure of the basement, the ground bearing capacity of natural base cant meet the demand of the building, and the program of
8、CFG pile compound-ground is proposed. On the design of CFG pile, in accordance with the geological conditions of the proposed project site, the thesis first calculates of CFG piles four programs dealing with parameter. Then, the foundation bearing capacity of four programs are calculated. With the c
9、omprehensive analysis and comparison, the case of s = 4.0d is selected. Then, the settlement of the CFG pile compound-ground is accounted, and the design meets the requirement of the code well.Finally, the construction process of the CFG pile compound-ground is discussed in brief. In connection with
10、 the problem in the construction process, the corresponding quality control measures are raised, and then the points in the construction are analyzed in major.Key words CFG pile compound-ground; selection of the ground treatment;bearing capacity and deformation;construction of CFG piles1 前 言随着我国现代化事
11、业的蓬勃发展，各类高层建筑被日益广泛应用。由于建设的需要，一方面，高层建筑不断趋向于高，大，重，从而对岩土体提出更高的要求；另一方面，当软弱地基，不均匀地基不能满足建筑物对地基强度要求和变形要求时，正确的设计和处理地基承载力问题对于各类工程项目的成功建设是至关重要的，而且也是必须首先解决的问题。一般情况下，为满足地基的强度、变形及抗震等要求，通常需要对天然土层进行人工加固处理。经过地基处理的人工地基大致可分为三类：均质地基、多层地基和复合地基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。
12、根据地基中增强体的方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。其中，竖向增强体复合地基通常称为桩土复合地基。桩土复合地基根据竖向增强体的桩体材料可分为三类：散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。刚性桩复合地基的桩体主要形式有水泥粉煤灰碎 石桩(CFG 桩)、石灰混凝土桩等。CFG 桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)意水泥粉煤灰碎石桩，是 20 世纪 90 年代初出现的一种地基处理新技术。与一般的柔性桩复合地基相比，用 CFG 桩处理的地基，具有可使地基承载力提高幅度大并具有很大可调性的优点；故当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
13、合地基一般难以满足设计要求时，CFG 桩复合地基则有明显的优势。与此同时，CFG 桩造价低，建筑隔震且无污染，无噪音，是特别适用于城区建设的环保型施工工艺。CFG 桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用各种成桩机械制成的可变强度桩，通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在 C5-C25 之间变化。80 年代末至90 年代初，CFG 桩多用振动沉管打桩机施工；90 年代中期，开始应用长螺旋钻管 CFG桩混合料成桩工艺，用于高层建筑的 CFG 桩强度等级一般为 C15-C25，一般采用素混凝土。CFG 桩和桩间土一起，通过褥垫层形成 CFG 桩复合地基共同工作。CFG 桩一般不用计算配筋，
14、进一步降低了工程造价。CFG 桩适用范围较广，就基础型式而言，既可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱型基础；就土性而言，可用于处理粘性土、 装 订 线 粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基。既适用于挤密效果好的土，又适用于挤密效果差的土，具有加速土体固结，沉降变形小、沉降稳定快等特点。本次毕业设计“郑项城市某小区高层住宅楼 CFG 桩基优化设计”，是在天然地基不满足建筑物承载力要求和变形要求的情况下，采用 CFG 桩复合地基对拟建场地进行处理。在对 CFG 桩进行设计时，主要对不同的桩间距、桩长及承台的形状进行了优化设计。另外，本文还对 CFG 桩复合地基的施工进行了分析。2 工程概况
15、及场地工程地质条件2.1 拟建工程概况拟建某小区位于项城市北苑路北侧，梧桐大道南侧，湖滨路与政和路之间。拟建建筑物工程概况见表 2.1：拟建建筑物 10#楼标准层平面图见图 2-1： 表 2.1 拟建建筑物工程概况一览表楼号层高（F）底面尺寸（mm）地下室预估基础埋深（m）拟采用结构形式基础形式柱网间距(mm)单柱最大荷重（kN）2#660.0012.001.7砖混待定3#671.0013.001.7砖混待定4#765.0011.002.0砖混待定5#755.0011.002.0砖混待定8#750.0011.002.0砖混待定9#784.0011.002.0砖混待定10#1155.0011.0
16、02.5框架待定11#1155.0011.002.5框架待定12#768.0011.002.0砖混待定13#772.0011.002.0砖混待定15#1170.0012.0014.2框架待定16#1177.0012.0014.2框架待定图 2-1 10#楼标准层平面图2.2 工程地质条件及场地水文地质条件拟建场地地貌单元属黄淮冲积平原，地形平坦，建筑场地原为农田，距周围建筑物较远，周围环境对施工没有影响，四周临路，交通便利，适宜建设。拟建场地地处黄淮冲积平原，属暖温带季风气候。本区浅层地下水补给主要为降水渗入补给，排泄水式主要为蒸发和人工开采。实测孔内稳定水位埋深距自然地面m，属第四纪松散岩类孔隙潜水，下部2.302.50:地层中的地下水具有相对承压性质，地下水流向由北向东南：受区域地下水动态影响及季节变化控制，场地下水水位变化幅度较大，变幅 1.50m 左
