050-复合地基承载力计算器
复合地基承载力计算器
概述
计算水泥土搅拌桩、旋喷桩等复合地基承载力特征值
补充说明：当前文档以计算器目录下的 metadata.json、index.ts 和本文件为同一审计单元维护。
依据标准
- 标准代码：
JGJ 79-2012，第7.1节
- 试验/计算方法：
JGJ 79-2012
- 摘要说明：计算水泥土搅拌桩、旋喷桩等复合地基承载力特征值
现行标准
| 标准/文件 | 控制值或说明 | 附注 |
| JGJ 79-2012《建筑地基处理技术规范》 | 第7.1节 | JGJ79-2012.pdf |
计算公式
fspk = (1-m) \cdot fsk + m \cdot \frac{Ra}{Ap}
参数与符号
输入参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| fsk | f_{sk} | 桩间土承载力特征值 | kPa | 桩间土承载力特征值 |
| m | m | 面积置换率 | — | 面积置换率 |
| Ra | R_a | 单桩承载力特征值 | kN | 单桩承载力特征值 |
| Ap | A_p | 桩身截面积 | m² | 桩身截面积 |
| beta | β | 桩间土承载力折减系数 | — | 桩间土承载力折减系数 |
| method | method | 地基处理方法 | — | 地基处理方法 |
输出参数
| ID | 符号 | 名称 | 单位 | 说明 |
| fspk | f_{spk} | 复合地基承载力特征值 | kPa | 复合地基承载力特征值 |
| Rp | R_p | 桩体承载力特征值 | kPa | 桩体承载力特征值 |
| contribution | m·Ra/Ap | 桩体贡献值 | kPa | 桩体贡献值 |
示例数据
示例输入
| 名称 | ID | 示例值 | 单位 |
| 桩间土承载力特征值 | fsk | 156.85 | kPa |
| 面积置换率 | m | 0.138067 | — |
| 单桩承载力特征值 | Ra | 274.27 | kN |
| 桩身截面积 | Ap | 0.249425 | m² |
| 桩间土承载力折减系数 | beta | 0.844057 | — |
主要结果
| 名称 | ID | 结果值 | 单位 |
| 复合地基承载力特征值 | fspk | 265.93 | kPa |
| 桩体承载力特征值 | Rp | 1099.62 | kPa |
| 桩体贡献值 | contribution | 151.82 | kPa |
附加计算量
| 字段 | 结果值 |
| soil_contribution | 114.11 |
| fsk | 156.85 |
| m | 0.138067 |
| Ra | 274.27 |
| Ap | 0.249425 |
| beta | 0.844057 |
合规判定
以下内容为基于当前 generate() 样本执行 qualification() 的判定结果：
- 通过：复合地基承载力 fspk > 0
- 通过：fspk 在合理范围内（通常 < 500 kPa）
参考与链接
- /standards/JGJ79-2012.pdf
原有补充说明
复合地基承载力计算器
概述
本计算器根据 JGJ 79-2012《建筑地基处理技术规范》第 7.1.5 条计算复合地基承载力特征值 fspk，支持水泥土搅拌桩、CFG桩、振冲桩、柱锤冲扩桩等多种增强体类型。
计算公式
$$f_{spk} = \lambda \cdot \frac{m}{100} \cdot \frac{R_a}{A_p} + \beta \cdot \left(1 - \frac{m}{100}\right) \cdot f_{sk}$$
其中：
- λ — 单桩承载力发挥系数（无经验时取 0.8~1.0）
- m — 面积置换率（%）
- Ra — 单桩承载力特征值（kN）
- Ap — 桩身截面积（m²），圆形桩 Ap = πd²/4
- β — 桩间土承载力发挥系数
- fsk — 天然地基承载力特征值（kPa）
公式解读
复合地基承载力由两部分组成：
1. 增强体贡献值：λ × (m/100) × Ra / Ap
2. 桩间土贡献值：β × (1 - m/100) × fsk
计算步骤
1. 计算桩身截面积 Ap = π × d² / 4（m²）
2. 计算增强体贡献值 = λ × (m/100) × Ra / Ap（kPa）
3. 计算桩间土贡献值 = β × (1 - m/100) × fsk（kPa）
4. 计算复合地基承载力特征值 fspk = 增强体贡献 + 桩间土贡献（kPa）
5. 计算承载力提高幅度 = (fspk - fsk) / fsk × 100%
适用范围
适用
- 水泥土搅拌桩复合地基
- CFG桩复合地基
- 振冲碎石桩复合地基
- 柱锤冲扩桩复合地基
- 有粘结强度增强体的复合地基
不适用
- 散体材料桩（砂桩、砂石桩）复合地基
- 桩土应力比非线性阶段
主要参数
面积置换率 m 参考范围
| 增强体类型 | 置换率范围 | 常用值 |
| 水泥土搅拌桩 | 10%~20% | 15% |
| CFG桩 | 5%~15% | 10% |
| 振冲桩 | 15%~30% | 20% |
| 柱锤冲扩桩 | 15%~30% | 20% |
桩间土承载力发挥系数 β 参考值
| 增强体类型 | β取值范围 | 备注 |
| 刚性桩（CFG桩） | 0.9~1.0 | 桩土应力比大 |
| 搅拌桩（水泥土） | 0.8~1.0 | 与龄期、置换率相关 |
| 振冲桩 | 0.75~0.95 | 与加密程度相关 |
| 柱锤冲扩桩 | 0.6~0.8 | 置换率较高时取低值 |
单桩承载力发挥系数 λ
无经验时取 0.8~1.0。
参考标准
- JGJ 79-2012《建筑地基处理技术规范》第 7.1.5 条（复合地基承载力特征值计算公式）
- JGJ 79-2012 第 7.1.6 条（多桩型复合地基承载力计算）
- JGJ 79-2012 第 7.3.1 条（水泥土搅拌桩增强体承载力计算）
- JGJ 79-2012 附录A（复合地基载荷试验方法）
载荷试验
当缺乏经验参数时，应通过复合地基载荷试验确定承载力特征值：
- 加载量：不小于设计承载力特征值的 2 倍
- 判定方法：s/b = 0.006~0.008 对应承载力特征值
- 压板尺寸：与单桩加固处理面积相同
注意事项
1. λ 和 β 的取值与施工质量、置换率、龄期密切相关
2. 褥垫层设置对复合地基性能至关重要
3. 处理后地基的变形计算应采用复合模量 Esp = m × Ep + (1-m) × Es
4. 复合地基的承载力深度修正问题在学术界尚有争议
5. 无粘结强度的散体材料桩（如砂桩）不适用此公式