桩直径：500（mm） 桩长：25.000（m） 承载力计算公式： 单桩承载力特征值：1100.000（kN） 桩间土承载力折减系数：1.000 垫层厚度：200（mm） 垫层超出桩外侧的距离：100（mm） [处理土层参数] 土层 天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基 Es 天然土层_ 复合地基 è 土层 天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基 Es 天然土层_ 复合地基è 5 6 7 8 9 110.0 95.0 100.0 150.0 140.0 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 110.0 95.0 100.0 150.0 140.0 170.0 160.0 180.0 8.800 8.200 9.100 12.500 8.800 11.900 9.200 12.600 42.500 39.602 43.949 60.369 42.500 57.472 44.432 60.852 0.0 14.2 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 0.0 14.2 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0 24.8 10 170.0 11 160.0 12 180.0 ***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） ***_ --表示压力扩散角（度） ---------------------------------------------------------------------- 计算结果: ---------------------------------------------------------------------- 1. 基础底面处承载力计算 基底平均压力pk：460.0（kPa） 基底最大压力pkmax：460.0（kPa） 基底自重压力pc：71.5（kPa） 置换率m：0.077 桩间土承载 力fsk：110.0（kPa） 复合地基承载力特征值 fspk：465（kPa） 修正后复合地基承载力特征值fz：597.6（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.地基处理深度范围内土层的承载力验算
3.下卧土层承载力验算
***ζ --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 4.沉降计算
压缩模量的当量值：44.365（MPa） 沉降计算经验系数：0.200
总沉降量：0.200 * 147.02 =29.40（mm）
第二讲 CFG桩复合地基（二） 目录
1.CFG 桩体材料 2.CFG桩复合地基机理 3. 地基处理后缀 4.实施举例
4.1实例一 总参谋部北京地区退休干部住宅区南1#、2#、4#、5#楼短桩复合地基处理 4.2实例二 北京望京住宅区某14层板楼长短桩结合地基处理
1. CFG 桩体材料
近些年，随着CFG桩在高层建筑地基处理广泛应用，桩体材料组成和早期有变化，主要由水泥、碎石、砂、粉煤灰和水组成，其中粉煤灰为Ⅱ～Ⅲ级细灰，在桩体混合料中主要提高混合料的可泵性。
在CFG桩（或素混凝土桩）工程中，一般采用如下几种外加剂，来达到工程要求，如早强剂、防冻剂、泵送剂等。
2CFG桩复合地基机理
2.1垂直荷载作用下复合地基特性 2.1.1桩、土受力随时间变化特征
当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的模量远比土的模量大，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，垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。由于褥垫层的设置，随着时间的变化，桩间土表面的变形不断增加，但桩和土的荷载分担为一常值，不随时间变化而变化。 2.1.2桩、土荷载分担特性
复合地基中桩和桩间土承受的荷载，可用桩、土荷载分担比来表示。
令ζp表示桩承担的荷载占总荷载的百分比；ζs表示桩间土承担荷载占总荷载的百分比，则ζp=Pp/P，ζs= Ps/P
其中Pp———桩桩承担的荷载； Ps———桩间土承担的荷载； P——总荷载。
ζp、ζs与荷载P的大小、土的性质、桩长、桩距以及褥垫层厚度有关。
刚性基础下CFG桩复合基，荷载较小时，土承担的荷载大于桩承担的荷载，随着荷载的增加，桩承担的荷载占总荷载的百分比ζs逐渐减少，桩承担的荷载占总荷载的百分比ζp逐渐增长，当桩和土承担的荷载各占50%时，称荷载P=PK。P>PK后则桩间土承担的荷载超过桩承担的荷载。当其它条件相同时，桩间土承担的荷载PK随桩长增大而减小。例如桩长3.2m时，PK=120KPa；桩长2.0m时，PK=270KPa；桩长1.2m时桩承担的荷载恒小于桩间土承担的荷载。
荷载一定，其它条件相同时，ζP随桩长增加而增大；随桩距减小（置换率m增大）而增大；土的强度越低，ζP越大；褥垫层越薄，ζP越大。 2.1.3不同部位桩的受力
刚性基础下群桩复合地基，桩所处的位置不同，受力的大小也不同。一般是角桩受力最大，边桩次之，中心桩最小。
2.1.4桩传递轴向力的特征
CFG桩复合地基与桩基不同，任一荷载下桩顶的沉降、桩间土表面的沉降以及基础的沉降均不相同。 在某一深度Z0范围内，若土的位移大于桩的位移，土对桩产生的摩擦力方向是与桩的沉降方向一致的，即所谓的负摩擦力。若Z0处桩位移和土的位移相等，该断面所处位置为中性点。当Z﹥Z0时，桩的位移大于土的位移，土对桩产生的是正的摩阻力。
在中性点以上，桩的轴向应力随深度增加而增大，中性点以下桩的轴向应力随深度增加而减小。桩的最大轴向应力就在中性点处。
需要着重指出的是，由于褥垫层的设置，无论桩端落在软土层还是在硬土层，从加荷载一开始桩就存在一个负摩擦区。
对桩基，负摩擦对桩的承载力产生不利的影响。而CFG桩复合地基土对桩的负摩擦作用，对复合地基
并非有害，它对提高桩间土的承载力，减少复合土层的沉降变形起着有益的作用。 2.1.5桩间土发挥度
由桩基规范给出的承台内外区土反力群桩效应系数（即桩间土的发挥度）来看，桩间土内区发挥度为11%～48%，在桩间土外区发挥度为63%～100%，对于端承桩和可能出现基础和土体表面脱空时不考虑桩间土承担荷载。而在CFG桩复合地基中，桩间土发挥度可达到90%以上。 2.1.6边载的影响
1）边载对复合地基中桩的极限承载力影响不大。复合地基中桩侧的竖向应力来源于两部分，即自重应力和桩间土应力所产生的附加应力，二者都起增加桩的侧摩阻力和端阻力的作用。这里所说边载指的是复合地基基础周围由埋深而产生的自重荷载，而不是单桩桩侧的竖向荷载。
2）边载对桩间土承载力的提高十分明显，有试验表明，边载为120kPa时，桩间土极限承载力提高了近150kPa。边载的存在增加了桩间土的围压，侧限作用增强，桩间土和模量随围压增加而增大。因而桩间土强度增加，同时变形减小。 2.2水平荷载作用下复合地基特性
桩基础中，由于基础与桩刚性连接，当基础受到水平荷载时，桩承受很大的弯矩，需要配筋来防止桩的折断。
CFG桩主要传递垂直荷载，当基础承受水平荷载时，桩、土是如何参与工作的？特别是CFG桩不配筋，桩在水平荷载作用下会不会断裂，会不会影响建筑物正常使用？这是设计人员最担心的一个重要问题。 2.2.1桩、土水平荷载的分担
当褥垫层厚度△H=0时，基础受垂直荷载P和水平荷载Q。桩在垂直荷载P作用下荷载分担比δP很大，而土的荷载分担比δS很小。
当褥垫层厚度△H增大到一定数值时，作用在桩顶和桩间土上的剪应力相差不大，桩顶受的剪力QP占水平荷载的比例大体与面积置换率m相当，即此时桩受的水平荷载很小，水平荷载主要由桩间土承担。 2.3褥垫层作用机理 2.3.1褥垫层作用
在桩顶和基础之间设置由粒状材料组成的散体褥垫层，其作用于概括起来有： 1）保证桩、土共同承担荷载
保证一部分荷载通过褥垫层作用在桩间土上，借助褥垫层的调整作用，使给定荷载作用下桩、土受力时程曲线均为常值。
2）调整桩、土荷载分担比
复合地基桩、土荷载分担，当褥垫层厚度△H=0时，桩土应力比很大，在软土中桩、土应力比n可以超过100，桩分担的荷载相当大。当△H很大时，桩、土应力比接近于1。 3）减少基础底面的应力集中
当褥垫层厚度△H=0时，桩对基础的应力集中很显著，和桩基一样，需要考虑桩对基础的冲切破坏。 当△H大到一定程度后，基底反力即为天然地基的反力分布。
当褥垫层厚度大于10cm时，桩对基础底面产生的应力集中显著降低，当△H为30cm时，该应力集中已很小。
4）调整桩、土水平荷载的分担
褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。对抗震设防区，不宜采用厚度过薄的褥垫层设计。 5）褥垫层的设置，可使桩间土承载力充分发挥