某工程CFG桩复合地基的检测与分析

—　程　蜩蛭熏漉・　某工程ＣＦＧ桩复合地基的检测与分析　陈冬梅　（中冶成都勘察研究总院有限公司，四川成都６１００２３）　【摘要】　对成都市高新区国际生态总部园工程场地内ＣＦＧ桩复合地基，分别采用了静载荷试验测其　地基承载力，低应变反射波法测其桩身完整性，结果表明，测试区成桩质量达到了设计要求。同时，对规范中　有关卸荷、加栽、数据记录、低应变检测方面提出了几点建议。　【关键词】ＣＦＧ桩复合地基；静载荷试验；低应变；承载力；检测　【中图分类号】ＴＵ４７３．１　随着我国城镇化建设和拉动内需战略的不断深入，各地　兴建了大批中高层建筑。由于地质情况不尽相同，这对有效　确保地基承载力及控制沉降变形提出了更高的要求。ＣＦＧ　桩即水泥粉煤灰碎石桩，是由碎石、石屑、砂和粉煤灰掺适量　【文献标识码】Ｂ　１地基处理工程概况　拟建工程为成都市高新区国际生态总部园，总建筑面积　约１３５　５３５ｍ　，层数３～４层，采用框架结构、钢筋混凝土　基础。　水泥加水拌和，制成的强度等级ｃ５一，Ｃ２５的桩，同桩间土、褥　垫层一起构成了复合地基。ＣＦＧ桩复合地基由于具有施工　容易、承载力高、适应性广以及造价低等特点，得到了越来越　广泛的应用，取得了良好的经济、社会效益。　１．１场地地质条件　场地地质单元属岷江Ⅱ级阶地，勘察钻探揭露的深度　内，地层结构见表１。　表１地层结构分布　土层名称　场地内分布状况　性状描述　层厚（ｍ）　０．５～４．３　桩周土摩擦力　特征值ｑ（ｋＰａ）　。。桩端土承载力　特征值ｑ　（ｋＰａ）　杂填土　局部分布　松散　１０　素填土　粉质黏土　粉土　含卵石粉土　细砂　中砂　松散层　稍密层　卵石　普遍分布　普遍分布　普遍分布　普遍分布　普遍分布　以透镜体分布于卵石层　卵石层顶板　卵石层中上部　卵石层中下部　卵石层下部　松散　可塑　中密　稍密　松散　松散　松散　稍密　中密　密实　０．３—４．５　Ｏ．４～４．１　０．２～４．５　Ｏ．５～１．３　０．３～４．０　０．４～２．５　０．３～３．１　Ｏ．３～３．６　Ｏ．２～３．７　Ｏ．４～７．３　１５　２５　２０　２０　１５　２０　４０　５０　１５０ｏ　２ｏ（）ｏ　２５ｏｏ　中密层　密实层　１．２复合地基设计概况　结合前期勘探与建造要求，ＣＦＧ桩以稍密～密实卵石层　按规范要求，静荷载试验取３个点，低应变试验取２６　根桩Ｅｌ卜　。　为桩端持力层。设计桩径为３５０　ｍｍ，桩长１．８０～７．５０　ｍ，正　方形布桩，采用取土成孔灌注成桩法，桩间距不大于１．０　Ｉｎ，　２静载荷试验　２．１检测原理　桩体强度为１５　ＭＰａ。要求复合地基承载力特征值ｆ　。　２５０　ｋＰａ，变形模量Ｅ　≥１１．５　ＭＰａ。　１．３检测方法　试验采用堆载法，由桁架、主梁、工字钢和跳板搭成堆载　按《建筑基桩检测技术规范》（ＪＧＪ１０６—２００３），可采用静　载荷试验测地基承载力，用低应变反射波法测桩身完整性。　本次检测对象为工程一期一标段５２号、６３号楼共２５１根桩，　［定稿日期］２０１２—０８—１７　［作者简介］陈冬梅（１９７４一），女，工程师，从事岩土工　程勘察设计施工。　１０８　四川建筑第３３卷２期２０１３．０４　平台，上面均匀堆放砂袋，构成加载反力系统。将一面积为１　向下传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩和严重　／｝１　的方形刚性压板置于桩头中心上，压板下铺设不大于２０　ｍｍ的中粗砂找平层，加载采用一个１　０００　ｋＮ油压千斤顶放　离析部位）或桩身截面积变化（如缩颈或扩颈）部位产生反　射波，经接收、放大、滤波和资料处理，可识别来自桩身不同　于压板中心，通过手动油泵控制其出力。压力值由经过标定　部位的反射信号，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和混　凝土强度异常，原理见图２。　的压力表给出，再由千斤顶的标定曲线换算成荷载值。试桩　的沉降变形通过对称布置于桩头的４个百分表测量。试验　用仪器的容许压力均大于最大加载时压力的１．２倍。　２．２试验方法　本次试验采用慢速维持载荷法进行逐级加载，每级加载　量为预估地基极限承载力的１／８，由于试验确定的最大加载　荷载不小于２倍设计值（即５００　ｋＰａ），故每级加载量可取６３　ｋＮ。每级加荷后，按间隔１０　ｍｉｎ、１０　ｍｉｎ、１０　ｍｉｎ、１５　ｍｉｎ、１５　ｍｉｎ分别测读一次沉降量并详细记录，之后间隔取３０　ｍｉｎ。　同时，应使每级荷载维持时间不小于２　ｈ。每加一级荷载后，　当１　ｈ的沉降增量小于０．１　ｍｍ，认为已达到相对稳定，可加　下一级荷载。当出现以下现象之一时即可终止试验：（１）沉　图２低应变反射波法测试框图　相应的计算式为－＇Ｖ　＝２　Ｌ／ｔ　Ｌｒ－　‘　ｆ：　降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显隆起；（２）累计　沉降量已达到承压板宽度的８％；（３）当达不到极限荷载而　式中：　为桩身混凝土的波速（ｍ／ｓ）；Ｌ为桩身全长　（ｍ），ｔ　为桩底反射波的到达时间（ｓ）；ｔ：为桩身缺陷部位反　射波的到达时间（ｓ）；　。　为同一工地内多根已测合格桩桩身　最大加载压力已大于设计要求压力值的２倍。卸载时，可分　４级等量卸载，每卸一级，须间隔３０　ａｒｉｎ读记回弹量，待卸完　全部荷载后间隔３　ｈ读记总的回弹量。　２．３试验结果　纵波速度的平均值（ｍ／ｓ）。　根据所测波形特征，结合桩的混凝土设计强度等级要　求，将桩身结构的完整性按四类划分：　Ｉ类：桩身完整。　Ⅱ类：桩身存在轻微缺陷，不影响桩身结构承载力的正　试验取５２号楼１９　、６３号楼２９　、６３号楼１１０　共３个测　试点，Ｐ—Ｓ曲线分别见图１中的１、２、３号线。３个试验点加　载至５０２　ｋＰａ时，总沉降量为１７．Ｏ８—１９．１２　ｍｍ，沉降量不大，　且Ｐ—ｓ曲线相对平缓，无明显陡降段。同时，加载过程中，　荷载板四周地面无裂缝，无侧向挤出现象，综合分析，该复合　⑧　１００　２ｏ０　常发挥，在工程中可以正常使用。　Ⅲ类：桩身存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。　Ⅳ类：桩身存在严重缺陷。　３．２试验结果　地基承载力达到了设计要求值。　０　０．ｏｏ　一　３ｏｏ　４００　５００　所测２６根基桩波速为２　６３０—２　９８０　ｍ／ｓ，其中，２２根基　桩桩身完整，属Ｉ类桩，另４根桩在１．１～１．８　ｍ处有轻微离　２．２Ｏ　析，属Ⅱ类桩。　４结论及建议　４．４０　对场地内已建ＣＦＧ桩复合地基，采用了静载荷试验测　６．６ｏ　８．８０　罔　地基承载力，低应变反射波法测桩身完整性，结果表明，承载　力特征值ｆ　。ｋ／＞２５０　ｋＰａ，２６桩中２２根为Ｉ类桩，４根为Ⅱ类　桩，成桩质量达到了设计要求。　ＣＦＧ桩复合地基成套技术在我国的推广与应用不足２Ｏ　年，其施工及检测技术还存在着较大的改进空间，通过施工　实践，对其提出如下几点建议：　（１）规范中仅规定了卸载的方法，但卸载后的变形量即　回弹量可以体现桩基变形的特性，其作用应进行进一步的　研究。　ｌ１．（ｘ】　ｌ３．２０　ｌ５．４０　一ｌ７．６ｏ　（２）试验中通过手动油泵控制千斤顶的出力，利用人工　１９．８Ｏ　读数的方法记录沉降量，使得结果极易受人为因素的影响，　图１静栽荷试验Ｐ—Ｓ曲线　建议该技术在今后的发展中将自动加荷及数据采集引入　进来。　３低应变反射波试验　３．１检测原理　（３）低应变检测试验中，由于缩颈、夹泥、离析以及断桩　造成的反射波波形特征差别不大，往往只能结合施工过程及　（下转第１１２页）　该方法通过在桩顶进行垂向激振，产生弹性波并沿桩身　四川建筑第３３卷２期２０１３．０４　１０９　０　ｋ　（ａ）已知上端自由的等截面柱　（ｂ）已知上端铰支的等截面柱　（ｄ）已知上端弹性支承的等截面柱　图２比较结果　＝。，　＝２６　ｋＮ／ｍ，，　差均不超过ｌ％，由于实际结构物如变截面高墩、拱桥拱上立　柱灯的截面变化率并不很大，因此，本文结论用于论证这类　结构的稳定性是很可靠的。根据这一思路，此法还可以用于　其它更复杂支承的变截面构件的稳定性分析。　参考文献　［１］孙训方．材料力学［Ｍ］．高等教育出版社，２００９　［２］　项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．人民交通出版社，２００１　［３］黎绍敏．稳定理论［Ｍ］．人民交通出版社，１９８９　（ｃ）已知上端自由的等截面柱　乖　希　希　希　不　乖　［４］　姚玲森．桥梁工程［Ｍ］．人民交通出版社，１９８５　秘　秘　币　（上接第１０７页）　耦合数值模拟［Ｊ］．现代隧道技术，２００６（２）：３４—３７　［２］　关宝树．隧道工程施工要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，２００３　变更方案应该按提高围岩力学特性——加强支护强度　的顺序选取。数值计算和现场监测都说明，海底隧道采取组　合方案效果更好，与变更前相比，最小安全系数可以提高　４０％以上，拱部最大围岩位移可以减小６５％。　参考文献　［３］　孙钧．海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷［Ｊ］．岩石　力学与工程学报，２００６（８）：１５１６—１５１８　［４］　王福柱，马锁柱，张振刚，等．浅埋暗挖双连拱隧道施工力学分　析［Ｊ］．铁道建筑，２００３（８）：２３—２５　［５］　丁丽娟．数值计算方法［Ｍ］．北京：北京理工大学出版　［１］刘继国，朱光仪，郭小红，等．厦门海底隧道建设中涌水量流固　社，１９９７　！绵　币　绵　乔　乔　出不　币　不　绵　（上接第１０９页）个人经验对缺陷类型进行估计，同时，依　据反射波的时间差，只能确定缺陷的位置，对缺陷程度进行　定量判断则较难，这是该技术值得改进的一面。　参考文献　［３］　中冶成都勘察总院有限公司．成都高新国际生态总部园项目　复合地基检测报告［Ｒ］．成都，２０１２　［４］　史佩栋，高大钊，桂业琨，等．桩基工程手册［Ｍ］．北京：人民　交通出版社，２００８　［５］　王胜军．客运专线路基ＣＦＧ桩质量检测与分析［Ｊ］．长沙铁道　学院学报（社会科学版），２０１ｌ，ｌ２（１）：２２２—２２４　［６］　徐亮，李建，李小泉．ＣＦＧ桩复合地基静载检测方法探讨［Ｊ］．　水电站设计，２０１１，２７（１）：９１—９４　［１］ＪＧＪ７９—２００２建筑地基处理技术规范［ｓ］　［２］ＪＧＪ１０６—２００３建筑基桩检测技术规范［ｓ］　ｌｌ２　四川建筑第３３卷２期２０１３．０４