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1、摘 要随着经济的发展与人们居住环境需求的提高，近年来我国建筑方面得到飞速发展。在大城市中，寸土寸金，伴随着建筑的高空向发展，地下空间的利用也成为一个重要方向。高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库等工程施工，都会面临地基基础工程和深基坑工程。而要想支撑高层在各种情况下的稳定，单单依靠简单的天然地基或桩基础是不够的。这就要求我们使用桩筏基础或者桩箱基础组成的复合地基及配套基础设计。本文以中华翰苑7#住宅楼为例，通过相关计算，来完成地基的处理和地基设计，介绍CFG桩复合地基及筏板基础的配套使用。关键词：CFG桩；复合地基；筏板基础；地基处理；基础设计AbstractWith economic
2、development and improve peoples living needs, in recent years our architecture have been rapid development .In large cities, high cost of land, along with the building height to the development and utilization of underground sPace has become an important direction.High-level and multi-storey buildin
3、g in the basement, underground shopping malls, underground garages and other construction, will face the foundation and deep foundation pit.To support the high level of stability in all cases, to rely solely on the simple basis of the natural ground or piles is not enough.This requires us to use the
4、 piled raft foundation or box foundation pile composite foundation and supporting basic design.In this Paper, the Chinese Han-Yuan 7 # residential buildings, for example, through the relevant calculation, to complete ground handling and foundation design, introduced CFG pile composite foundation and
5、 supporting the use of raft foundation.Keywords：CFG pile; composite foundation; raft; foundation treatment; foundation design目 录第一章 绪 论11.1工程概况21.2原始资料31.2.1场地岩土工程勘察31.2.2场地工程地质条件61.2.3场地岩土工程分析与评价91.3选题目的及意义151.4论文研究内容15第二章 地基处理设计172.1复合地基概述172.1.1复合地基设计思想172.1.2复合地基作用机理182.1.3复合地基破坏形式202.2地基处理方案选择2
6、22.3复合地基处理设计和参数确定242.4 CFG桩设计252.4.1桩径的确定272.4.2桩长的确定272.4.3桩距的确定272.4.4褥垫层作用及其设计282.4.5 CFG桩相关计算312.4.6桩的布置332.5 CFG桩复合地基施工342.5.1 CFG桩施工工艺342.5.2清土及CFG桩桩头处理352.5.3褥垫层铺设及质量控制372.5.4 CFG桩复合地基冬期施工措施372.5.5施工检测及验收39第三章 筏板基础设计423.1高层建筑基础选型423.2筏型基础的构造要求453.3筏板基础类型确定473.4筏板基础平面尺寸确定483.5筏板基础的板厚确定493.6筏板基
7、础埋深确定493.7筏板基础承载力验算503.7.1验算抗冲切承载力503.7.1验算受剪承载力513.8基础沉降验算523.9地下水对筏板基础的影响533.10筏板基础与裙房基础之间的构造54第四章 结 论55参考文献57致 谢58III河南理工大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪 论第一章 绪 论万丈高楼平地起。基础是建筑结构物直接与地基接触的最下部分，是建筑结构的重要组成部分，它影响着整个建筑的经济和安全，是大楼正常使用和稳定与安全的根本。具有工程量大、技术难度高、不可预见的因素多的特点的高层建筑基础工程更是如此，更要求基础和地基能提供足够承载上部建筑的重大荷载和风与地震引起的重大倾覆力
8、矩，以保证建筑物具有足够的稳定性。同时它还要求基础和地基具有足够的刚度使沉降和倾斜控制在允许的范围内。对其安全可靠性严格要求，否则不但会影响基础和基坑本身，而且会影响周边环境。因此，高层建筑基础工程设计与施工时高层建筑正常使用与稳定安全的根本，其造价与工期对高层建筑总造价与总工期有举足轻重的影响。这就要求我们设计时要全面考虑、仔细、认真。高层建筑的垂直和水平荷载数值较大，随着建筑物高度的增加，水平荷载产生的弯矩和剪力迅速增大，引起的倾覆力矩成倍增长，甚至起着控制设计的作用；水平荷载(主要是风荷载与地震荷载)还是一种动力荷载。这样，高层建筑基础的受力也更为复杂，对基础的强度、刚度和稳定性的要求也
9、就更加严格。因此要求基础和地基提供更高的竖直和与水平承载力，同时使沉降量和倾斜控制在允许的范围内，并保证建筑物在风荷载与地震荷载作用下具有足够的稳定性。必须选用与上述要求相适应的基础型式、设计理论与施工方法。这三方面中的任何一方面考虑不周或处理不当都将导致严重后果。所以高层建筑的基础设计是建筑结构设计中一项很重要的内容。目前来讲，传统意义上的建筑物基础概念，已被构成地下空间的基础结构和基坑工程两大部分所代替。基础工程的设计与施工也就涉及这两大部分内容的方方面面，除原基础自身的问题以外，还得考虑基坑开挖时的安全稳定问题。有关资料显示，高层建筑中基础工程的造价与工期可分别占到建筑物土建总造价和总工
10、期的20%30%和30%40%；这些比例系数的大小受到结构形式和层数、基础结构形式、桩型以及地质复杂程度和环境条件的制约。由于高层建筑自身的特点决定了建造过程中已远远超过低层、多层建筑所考虑的因素，如质量问题、抗倾覆问题、相邻建筑物的沉降变形问题、基础与上部结构共同工作问题、基础开挖与支护方面的问题等，无形之中就增加了此类问题进行研究的复杂性。综上所述，高层建筑基础工程是一项综合的、复杂的系统工程，在整个建筑结构中起到了举足轻重的地位。1.1工程概况拟建工程归属于焦作市骏利置业投资有限公司，由焦作市规划建筑设计院承担设计。拟建工程为中华新天地商业住宅区（见图1-1）翰苑7#，位于高新区神州路与
11、凯旋路交叉口的西北角，南临李万村，北临世纪大道。图1-1 中华新天地翰苑商业住宅区7#住宅楼高11层，拟设地下室一层；拟建尺寸为47.5m14.5m，室外设计标高为93.1m；拟采用框剪结构，筏板基础，基础尺寸及埋深待定。1.2原始资料1.2.1场地岩土工程勘察1） 目的与任务本次勘察集初勘及详勘一次性进行，目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，为基础设计和施工提出建议。主要任务是：a.查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。b.查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其场地的稳定
12、性影响，预测其发展趋势，并提出防范措施及有关技术参数c.查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水的地基设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。d.查明场地有无湿陷性及湿陷性土厚度，确定场地湿陷类型及湿陷等级。e.在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。f.判定场地土类型及建筑场地类型，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价。g.对天然地基的适宜性进行评价。当天然地基不能满足时，论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。h.提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。2） 岩土工程勘察等级确定依据岩土工程勘察规范（GB5002-2001）第3.1节，结合
13、工程特征及场地地质条件，确定本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照建筑地基基础设计规范（GB50011-2001）第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级；按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第3.1.1条确定本工程为丙类建筑。3） 勘察工程布置a.勘察工作布置依据：岩土工程勘察规范（GB50021-2001）高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑桩基技术规范（JGJ94-94）
14、原状土取样技术标准（JGJ89-92）土工试验方法标准（GB/T50123-1999）建筑工程地质钻探技术标准（JGJ87-92）b.勘察工作布置依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001），结合建筑物特征，勘探点位置沿建筑物角点及周边布置，个别住宅楼为网格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。勘探点间距：根据岩土工程勘察规范（50021-2001）第4.1.15条及4.9.2条，确定高层建筑物孔间距12-25米。勘探点深度：勘探孔深度的确定根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第4.1.18条、第4.1.19条，主要考虑满足天然地基及复合地基评价的要求，确定本工程的11层住宅楼控制
15、性勘探孔深30.0米，一般性勘探孔深25.0米。c.勘探测试及取土方法简述为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。钻探：采用DPP-100型车装钻机进行施工，目的是查明地层结构及分布规律，回转钻进，粘性土岩芯采取率不低于90%，并观察记录各土层宏观特征，通过对不同深度的土体采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。标准贯入试验：标准贯入试验采用42钻杆，63.5kg标准重锤，自由落体法进行试验，主要用于确定地基土承载力等。室内试验：根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。通过室内试验，确定
16、地基土的有关物理力学性质指标，为岩土工程综合评价提供依据：一般物理性质指标实验：测定土的一般物理性质指标，用来判定土的物理性质。中压固结试验：用来判定土的压缩性，测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。三轴压缩试验（不固结不排水剪）：用来判定土的抗剪强度，测定各层土的粘聚力、内摩擦角等参数。颗粒分析试验：用来进行砂土及粉土的定名，测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。4) 勘察工作完成情况本工程外业工作于2008年元月4日开始，元月15日结束，室内试验于2008年元月15日结束，提交报告为2008年元月24日，整个工期为20天。本次所完成的实际工作量见表1-1：表1-1完
17、成工作量一览表项目数量项目数量测量定孔（个）78室内试验一般物理指标（件）428总进尺（m）2126原位测试标贯空数（个）20中压固结试验（件）400点次303三轴压缩试验（件）49钻探取土钻孔数（个）26筛分试验112取原状样（件）408西颗粒分析试验8本次勘察高程采用85年国家高程系统，以场地东侧水准点为基准点，其标高为93.13m。1.2.2场地工程地质条件1) 地形、地貌及地质构造条件拟建工程场地位于焦作市高新区世纪大道南侧，场地地势开阔平坦，自北向南稍有倾斜。场地地貌属于太行山南侧山前冲洪积洼地。场地构造部位位于太行山隆起与华北坳陷平原的交接部位，区域构造多为东北向的高角度正断面，无
18、全新活动断面通过。2) 地层及地基分层描述根据场地野外钻探和原位测试结果，场地地层除表层耕土外，其余为第四系全新统及更新统冲洪积层，按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为8个工程地质单元层，现分述如下：第层：耕土，黄褐色，可塑，以粉质粘土为主，含少量植物根、砖屑、煤屑和虫洞。层厚0.4-0.6米。第层粉质粘土：黄褐色，褐色。可塑，局部硬塑。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。无摇震反应，切面较光滑，干强度与韧性中等。个别地段相变为1粘土，场地该层分布稳定。层厚1.5-2.2米。第1层粘土：褐色，硬塑，局部可塑。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面光滑，无摇震反应，干强度
19、与韧性高。第层粉质粘土：黄褐色，褐色。软塑至可塑，局部流塑。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。无摇震反应，切面较光滑，干强度与韧性中等。个别地段相面为1粉土或2粉土，场地内该层分布稳定。层厚为4.5-5.5米。第1层粉土：黄褐色，密实，局部中密实。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。粘粒含量除个别小于10%外，其余均大于10%。切面粗糙，无摇震反应，干强度与韧性高。第2层粘土：黄褐色，褐色。可塑，局部流塑。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面光滑，无摇震反应，干强度与韧性高。第层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑或硬塑，含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。个别地段相
20、变为1粉土或2粉土，无摇震反应，切面光滑，干强度与韧性中等。场地内该层分布稳定，层厚2.5-3.7米。第1层粉土：黄褐色，密实，湿。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面粗糙，摇震反应中等，干强度与韧性低。第2层粘土：黄褐色，棕褐色。硬塑，局部可塑。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面光滑，无摇震反应，干强度与韧性高。第层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑或硬塑，含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。个别地段相变为1粉土或2粉土，无摇震反应，切面光滑，干强度与韧性中等。场地内该层分布稳定，层厚3.5-4.2米。第1层粉土：黄褐色，密实，局部中密实。含有铁锰质和少量钙质结核，
21、偶见蜗牛壳碎片。切面粗糙，摇震反应中等，干强度与韧性低。第2层粘土：黄褐色，棕褐色。硬塑，局部中塑或坚硬，含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面光滑，无摇震反应，干强度与韧性高。第层粉土：棕红色，黄褐色，可塑，局部软塑或硬塑，个别流塑。含有少量锰质结核，偶见蜗牛壳碎片。个别地段相变为1粉土或2粘土。无摇震反应，切面较光滑，干强度与韧性中等。场地内该层分布稳定。层厚5.06.0m。第1层粉土：黄褐色，密实，局部中密。湿，局部稍湿。含有少量锰质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面粗糙，摇震反应中等，干强度与韧性低。第2层粘土：黄褐色，棕红色。可塑，个别硬塑。含有少量锰质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面光滑
22、，无摇震反应，干强度与韧性高。第层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑或硬塑。含有少量锰质结核，偶见蜗牛碎片。个别地段相变为1粉土或2粘土，局部夹3粉细砂透镜体。无摇震反应，切面较光滑，干强度与韧性中等。场地内该层分布稳定。层厚7.88.3m。第1层粉土：黄褐色，密实。湿，局部稍湿。含有铁锰质和少量锰质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面粗糙，摇震反应中等，干强度与韧性低。第2层粘土：黄褐色，棕褐色。可塑，局部硬塑。含有铁锰质和少量锰质结核，偶尔蜗牛壳碎片。切面光滑，无摇震反应，干强度与韧性高。第3层粉细砂：黄褐色，中密。饱和，成份以石英、长石、云母及暗色矿石为主，浑圆状，大于0.075mm粒径含量61.0
23、%62.6%。第层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部硬塑或软塑。含有少量铁锰质和小钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。无摇震反应，切面较光滑，干强度与韧性中等。个别地段相变为1粉土或2粉土。该层最大揭露厚度为2.6m。第1层粉土：黄褐色，密实，局部中密。湿。含有铁锰质和少量钙质结核，偶见蜗牛壳碎片。切面粗糙，摇震反应中等，干强度与韧性低。第2层粘土：黄褐色，可塑。含有铁锰质和少量钙质结核。切面光滑，无摇震反应，干强度与韧性高。3) 各层土物理力学性质指标统计经过对室内实验成果总和分析，确定各层土100-200kPa压力段的压缩模量值。4) 水文地质条件a. 地下水类型、埋深及变幅场地地下水类型为潜水，地下水位
24、埋深2.0-2.4m，季节性变化幅度1.0m左右，含水层岩性为粉质粘土、粉土及粉细砂夹层，以接受大气降水及径流补给为主，主要消耗于地表蒸发、人工抽水和径流排泄。b. 水质分析结果根据本次勘察所取场地钻孔水样，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第12.1.3条试验方法分析试验，其结果详见水质分析报告。5) 场地土冻结深度根据中国季节性冻土标准深图，焦作市的最大冻结深度为0.31m，基础设计和施工时可不考虑冻土的影响。6) 不良地质作用勘察范围内未发现暗滨、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地质作用。1.2.3场地岩土工程分析与评价1) 岩土参数的分析与选用在野外钻探、原位测试、室内试验等
25、勘察工作的基础上，结合临近场地经验，按照可靠性和适用性的基本要求，分别给出两种设计状态的岩土工程参数。a. 正常使用极限状态计算所需的岩土参数，见表1-2：表1-2 正常使用极限状态计算所需的岩土参数层号岩土名称含水量W(%)比重GS重度 孔隙比饱和度液限塑限液性指数塑性指数粉质粘土22.8 2.7220.10.66593.332.017.90.3614.11粘土24.02.7420.00.70193.637.719.90.2317.8粉质粘土25.12.7120.00.70597.229.116.80.7012.11粉土25.02.7020.20.67398.526.317.60.868.6
26、2粘土35.82.7418.70.99897.243.121.80.6621.3粉质粘土22.32.7220.40.63495.830.717.40.3713.31粉土22.22.7020.00.65092.125.816.10.649.72粘土24.92.7420.00.70995.939.920.70.2319.2粉质粘土23.22.7220.40.64697.231.317.60.4213.71粉土23.82.7020.10.66796.527.518.30.639.22粘土23.72.7420.20.68596.138.720.20.1918.4粉质粘土25.82.7220.00.71
27、397.730.017.20.6912.81粉土23.22.7020.20.64796.625.616.80.738.82粘土31.32.7419.20.88097.440.620.90.5319.7粉质粘土23.52.7120.30.65397.429.417.00.5312.61粉土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.02粘土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.03粉细砂28.12.7419.60.79097.038.420.00.4418.3粉质粘土22.92.7220.30.64396.930.017.10.4712.
28、91粉土20.62.7020.90.56098.424.715.20.569.42粘土28.12.7419.90.761100.039.620.00.4019.1b.承载能力极限状态计算所需的岩土参数（Ck、k），见表1-3：表1-3 承载能力极限状态设计所需的Ck、k值 层号2112Cuk（）5.64.33.54.04.16.85.34.23.6uk（kPa）30.615.221.721.922.443.421.531.324.42)各层土承载力特征值及压缩性评价a.各层土承载力特征值按建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规范第5.2.3条规定，依据室内土工试验，原位测试等资料，
29、结合临近场地经验，经综合分析后提供各层土的承载力特征值见表1-4：表1-4 各层土承载力特征值一览表层号岩性承载力特征值fak（kPa）物性指标确定标贯指标确定建议值粉质粘土1201301201粘土120120粉质粘土1101101101粉土1301301302粘土110110粉质粘土1801901801粉土1801802粘土180180粉质粘土2002002001粉土2102002002粘土200200粉质粘土1801901801粉土2002002002粘土180180粉质粘土2402102101粉土2002002粘土2003粉细砂190190粉质粘土2202102101粉土2202202粘
30、土210210b.各层土压缩性指标评价经过对室内试验结果综合分析，确定各层土100-200kPa压力段的压缩模量值，见表1-5：表1-5 各层土压缩模量及压缩性评价一览表层号岩性压缩系数a0.1-0.2（1/MPa）压缩模量ES（MPa）压缩性评价粉质粘土0.2308.02中压缩性1粘土0.1979.19中压缩性粉质粘土0.3025.88中压缩性1粉土0.16511.13中压缩性2粘土0.3585.68中压缩性粉质粘土0.2337.80中压缩性，个别低压缩性1粉土0.2058.52中压缩性2粘土0.18810.68中压缩性粉质粘土0.2048.19中压缩性，个别低压缩性1粉土0.14612.9
31、3中压缩性，个别低压缩性2粘土0.18211.07中压缩性，个别低压缩性粉质粘土0.2497.29中压缩性1粉土0.13813.36中压缩性，个别低压缩性2粘土0.3136.11中压缩性3粉砂15.8低压缩性粉质粘土0.2197.77中压缩性1粉土0.15810.37中压缩性，个别低压缩性2粘土0.2787.03中压缩性3粉细砂12.6中压缩性粉质粘土0.2227.69中压缩性1粉土0.1808.69中压缩性2粘土0.2108.57中压缩性据此判定，场地各层土均为中、低压缩性土。3） 各土层桩基参数a. 各土层钻孔灌注桩桩基参数钻孔灌注桩参数系根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）表5.2.
32、8-1及表5.2.8-2确定。其结果见表1-6：表1-6 水下钻孔灌注桩桩基参数层号岩性极限侧摩阻力qsik（kPa）极限端阻力qpk（kPa）（水下）桩入土深度10米桩入土深度15米粉质粘土721粘土80粉质粘土511粉土512粘土55粉质粘土721粉土722粘土80粉质粘土707301粉土707302粘土82780粉质粘土565001粉土708002粘土65530粉质粘土625301粉土669002粘土65820b.各土层预制桩桩基参数预制桩参数系根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。其结果见钻孔灌注桩桩基参数表1-7：表1-7 预制桩桩基参数层号
33、岩性极限侧摩阻力qsik（kPa）极限端阻力qpk（kPa）（水下）9h1616h30粉质粘土721粘土80粉质粘土511粉土512粘土55粉质粘土721粉土722粘土80粉质粘土7024001粉土7024002粘土823900粉质粘土56160020001粉土70200024002粘土6520002400粉质粘土6224001粉土6628002粘土6528004） 地下水腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规范附录G，本地区干燥指数K大于1.5，属于干旱区，本场地地层属含水量20%的弱透水层，因此拟建场地环境类型为类。根据本场地水质分析报告，按环境类型地下水对混凝土结构
34、无腐蚀性；按地层渗透性地下水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性。5） 活动断裂影响经分析场区附近不存在深大断裂构造，场区内无活动断层提高。6）场地地震效应评价根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A，焦作市抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g。1.3选题目的及意义1) 通过毕业论文的完成，能够更加深入的了解基础设计；2) 掌握CFG桩的适用范围、设计方法及施工方法；3) 掌握筏板基础的适用范围、设计方法及施工方法；4) 熟练的
35、运用CAD软件，进行建筑物基础设计；5) 最终可以独立完成与之相关的设计内容。1.4论文研究内容随着时代的发展和城市建设的推进，特别是城市中心区域土地价格的大幅上升，作为正在发展中的焦作市高新区来说，高层建筑在未来一段时间内必将成为促使城市经济增长的强力催化剂，是建设项目开发的首选。在各种复杂的地质条件下建造高层建筑，首先必须解决如何经济合理地，做好基础设计的问题。这个十分纷繁复杂而又亟待解决的问题，一直受到工程师们的重视。本课题分析研究了CFG复合地基处理方法和筏板基础的设计，并且从工程实际问题出发，采用考虑上部结构与地基相互作用的整体分析方法，以工程实例中一大底盘框剪筏板结构型式为研究对象
36、，得出一些有益的结论，作为该类建筑筏板基础的设计计算参考。本文主要包括以下几个方法内容。1） 从CFG桩复合地基的各组成部分来分析复合地基设计思想，进而深化对复合地基的认识和对CFG桩复合地基的理解。2） 通过对浅基础对比分析来体会筏板基础的适用范围，并了解周边因素对筏板基础设计方案的影响。3） 对2个月来的学习过程和设计内容进行总结，分析自己的不足和收获，以及对CFG桩复合地基、筏板技术在以后一段时间内的展望。16河南理工大学本科毕业设计（论文） 第二章 地基处理设计第二章 地基处理设计经过长期的发展，现存的每一种地基处理方法都有其适用范围和局限性，不存在任何条件下都是最合理的万能的处理方法
37、。2.1复合地基概述2.1.1复合地基设计思想当CFG桩的桩体强度用得较高时，刚性桩的特征很明显，有的设计人员常将其与钢筋混凝土桩基相联系，并经常会提出CFG桩不放钢筋在水平荷载作用下如何工作等一系列问题，为此在这里有必要讨论一下CFG桩复合地基与桩基工程的区别。桩基工程是大家比较熟知的一种基础形式，桩在桩基础中可承受垂直荷载也可以承受水平荷载。众所周知，桩是一种细长杆件，它传递水平荷载的能力远远小于传递垂直荷载的能力，设计时采用桩基让桩承受垂直荷载是扬其长，承载水平荷载是用其短，CFG桩复合地基通过褥垫层把桩和基础断开，改变了过分依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统设计思想。以一独立基础为例，
38、当荷载承载水平荷载Q时，有三部分力与Q平衡，其一是基础底面摩阻力Ft；其二是基础两侧面的摩阻力F1；其三是与Q作用面相平行的基础侧面上方向与Q相反的土阻力R。Ft和基底与褥垫层之间的摩擦系数以及建筑物重量W有关，W数值越大则Ft越大。基底摩阻力Ft传递到桩和桩间土上，桩顶剪应力为s。由于CFG桩复合地基置换率一般不大于10%，则又不低于90%的基底面积的桩间土，承担了绝大部分水平荷载，而桩承载的水平荷载则占很小一部分。桩土剪应力比随褥垫层增大而减小，设计时可以通过改变褥垫层厚度来调整桩土水平荷载分担比。按照这一设计思想，复合地基水平荷载能力比按原始桩基设计思想有相当大的增值。至于垂直荷载的传递
39、，如何在桩基中发挥桩间土的承载能力，是很多学者都在探索的问题。大桩距布桩的“疏桩理论”，就是为调动桩间土承载力而形成的新的设计思想。桩基中只提供了桩可能向下刺入变形的条件，当承台承受垂直荷载时，对摩擦桩，桩端向下刺入，承台发生沉降变形，桩间土可以发挥一定的承载作用，且沉降变形越大，桩间土的作用越明显；桩距越大，桩间土发挥的作用也越大。对端承桩，承台沉降变形一般很小，桩间土承载力很难发挥。需要指出的是，即使是摩擦桩，桩间土承载能力的发挥占承载力的百分比也很小，且较难定量估计。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层上，均可保证桩间土始终参与工作，因此，垂直承载力设计
40、首先是将土的承载能力充分利用，不足的部分由CFG桩来承担，由于CFG桩复合地基置换率不高，基础下桩间土的面积与使用的桩间土承载力之积是一个不小的数值，总的荷载扣除桩间土承担的荷载，才是CFG桩应承担的荷载，显然，与传统的桩基设计思想相比，桩的数量可以大大减少，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰和石屑作为掺合剂，大大降低了工程造价。需要特别指出的是，CFG桩不只是用于加固软弱地基，对于较好的地基土，若建筑物荷载较大，天然地基承载力不够，就可以用CFG桩来补足。2.1.2复合地基作用机理房屋建筑通常是由上部结构和基础两大部分组成的。基础是承受上部重荷并将荷载传递到基础以下土层的结构。承受
41、基础传来的建筑物荷载的这一部分土体称为地基。桩基是桩基础的简称，是一种广义的深基础。它由桩和连接桩顶的承台组成。复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，并在原土和增强体共同承担有基础传来的建筑物荷载。这样一种分工地基称为复合地基。复合地基与天然地基同属地基范畴，两者之间有着内在的联系，但增强体的存在又使两者之间有着本质的区别。竖向增强复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基，两者之间有其相似的地方，但复合地基属地基范畴，而桩基属于基础范畴。因此，两者也有本质的区别。复合地基中的桩体和基础往往不直接连接，而是通过垫层过渡（如图2-1所示）；桩基中的桩体则直接与基础相连，形成一个整体(如图2-
42、2所示)。此外，它们的受力特性也存在明显的差异，即复合地基的主要受力层在加固区，而桩基则是在桩尖以下一定范围内，并且复合地基中不存在类似桩基的群桩效应影响。 图2-1复合地基受力示意图图2-2桩基受力示意图复合地基的效用因增强体材料，施工方法的不同而有所不同。一般来说，复合地基的效用可综合为5个主要方面，即：1) 桩体效应桩体复合地基中桩体的刚度比桩间土体的大。在荷载作用下，为了保持桩体和桩间土之间变形协调，地基中的应力将按材料模量分配。因此，在桩体上产生应力集中现象，使桩体承担较大比例的荷载，桩间土荷载相应减小。这样就使复合地基承受力较原天然地基承载力有所提高。地基沉降量减小，随着桩体刚度的提高，其桩体效应发挥更为明显。2) 垫层作用复合地基的加固区，宏观上视作-复合土体，其力学性质比天然地基好。复合土体的强度指标，复合土体的复合模量都比天然地基高 。在荷载作用下，复合土体起到均匀应力，增大压力扩散角，减小