CFG桩复合地基承载力及施工检测

CFG桩复合地基承载力及施工检测闫明礼1,申计春2,刘伟3，闫雪峰4中国建筑科学研究院地基所,北京,100013；2.邢台钢铁公司，邢台，054027；3.北京科技大学基建处，北京，100083；4.冶金部建筑研究总院地基所,北京,100088)提要本文讨论了CFG桩复合地基承载力确定，以及复合地基检测应注意的几个问题。关键词：CFG桩复合地基，承载力，施工检测，褥垫厚度Abstract:Inthispaper,bearingcapacityofCFGpilecompositefoundationanditstestingafterconstructionarediscussed.Keywords:compositefoundationofCFGpile;bearingcapacity;constructiontesting;thicknessofflexiblecasino中图分类号：TU4文献标识码：A作者简介：闫明礼（1942－），男，汉族，河北乐亭人，研究员，博士生导师，硕士学位。一、引言CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在一些差异。本文将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。二、复合地基承载力的确定根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。1、设计阶段在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按下式估算：fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1)式中：fspk—复合地基承载力特征值(kpa)；酒m飞戚—煮臂面积置换率；键Ra赤骆—懒物单桩竖向承载诊力特征冒值辈(kN恩)届；逼Ap萝贷—呢珠桩的截面娘积姨(顷m惕2衬)搞；凝β伐屡泳—准换桩间土承载力汇折减系数，宜顷按地区经验取灾值，如无经验乓时可蹲取鸡0.7脖5佛～粥0.9陡5娃，天然地基承演载力较高时取两大值；拨fsk戏泥—孟烈桩间土承载力断特征群值内(kPa驼)猜，宜按当地经因验取值，如无情经验时，可取撕天然地基承载吴力特征值。叉实际工程中，白有条件时先在渗拟建场地做现赶场载荷试验，笼可为设计提供瞧可靠的设计参呼数。而很多情剩况是在无试验纠资料条件下猴按辈(1钩)裤式估算复合地挪基承载力，但疮要结合工程实羽践经验，合理偏确近定酿R裁a益、本fsk绞、悉β护等参数的取值告。希望公式计利算值接近但不汇大于载荷试验茶结果，而大量锹试验结果表明励，公式计算结扇果一般不大于池载荷试验结果碍。颠2胁、竣工验收阶还段悦由以上讨论可知知，在复合地僻基设计阶段，网确定复合地基威设计参数时，阅用公科式蜓(1瓜)撞估算复合地基受承载力是符合泊规范要求的。乌在竣工验收阶削段，能否只做衡单桩静载试海验举.肝用单桩承载混力部R锈a怕和地质报告提照供的天然地基聋承载无力锡fak掀(进或桩间土静载眯试验结果拨fsk脾)有按公鱼式帜(1行)屈计算确定复合送地基承载力特萌征穗值照,蛇是需要说明的颗一个重要问题杂。雅首先，加固后育桩间土承载力恋特征值个fsk叼与然地基承载籍力特征造值秩fa谢k劝是不同的下，辱瞎通常奇fsk售＝秆fa然k箭。肉为桩间土承载沃力提高系数，贵对挤密效果好型的土采用振动挡挤土成桩工艺德，由于土密度弊的增加和桩对们土的侧向约束士作用，渐fsk蚀远大始于接fa林k骗，用单桩承载营力农R摘a书和天然地基承型载确力年fa让k度确定复合地基壳承载力与实测文值相比会有较谜大误差。即使胜用单桩静载试章验睛的询R升a笨和桩间土静载福试验结果更fsk路按公惕式避(1纺)梳计算复合地基按承载力愚，回β袋的取值可能会再因人而异，对打于同一复合地边基，得出不同婶的计算结果，册这样就不能保萝证复合地基承坝载力的准确性邪和唯一性。因泡此，地基处理恨规范用强制性碑条文规定复合朋地基竣工验收仿时，承载力检花验应采用复合询地基载荷试验谎确定。预三类、汽CF抢G滚桩复合地基载不荷试验应注意心的问题积CF蛮G于桩复合地基载循荷试验要点详什见地基处理规惑范，此外试验乘时还应注意如辉下几个问题：逗1拳、褥垫铺设及输荷载板安装爪首先根据设计谦要求挖一试坑恼，坑的平面尺淹寸与荷载板相吼同，深度和褥作垫厚度相同，该如烘图币1苦所示。按设计摧要求的夯填度上铺设褥垫层，大厚度百为溜150m核m舱。保证原状土茂对褥垫层的侧作向约束。之后盖安装荷载板并缎使荷载板与褥农垫层密切接触营。尺图茧1拒士载荷试验褥垫纳层铺设及荷载畏板安装示意图2、褥垫厚度吸根据地基处理骗规范，静载试石验褥垫厚度应由取惧150m骄m倍。研究表明，夹褥垫厚度与桩栽、土荷载分担研密切相关，褥验垫越厚，土承离担的荷载越多感，桩承担的荷穿载越少，反之航亦然。当褥垫辆太薄，会导致轿桩顶应力集中起，桩间土承载超能力不能充分拣发挥，应该由熊桩间土承担的麦荷载转移至桩蜜上，容易发生郊桩头压碎或桩何过早首先达到嚼单桩极限承载辈力，复合地基捆承载力偏低。惨曾经见过这样垃的报道，某工剥程为使复合地敌基竣工验收承鬼载力得以通过孝，静载试验时慨人为选用很小屿的褥垫厚度，捷目的是减少给种定压力下复合立地野基滋P昏—饶S梁曲线的变形。巾这样做首先是矿不规范，同时择也不一定获得总较高的承载力旨。如丝图估2艰所示例。盐曲巡线寒a史为褥垫厚妖度词150m踪m期时试验结果，默曲者线外b四为褥垫厚嗽度泰20m协m央试验结果。对挽正常设计的复机合地智基治(咸桩体强度等级禾和单桩承载力呈不是过分保次守伙)驼，钞S/B=0.岂0继1件对应的荷载在葛曲谋线张a蜻和曲袜线够b芦分别擦为批P夺a惹和君Pb,字捏显绩然奴P依b氧大快于牧P竭a绪。但由于曲维线兼b狸褥垫太薄，桩束间土承载能力端不能充分发挥扔，和曲扒线疮a驻相比，由于桩痒过早达到单桩厉极限承载力，自则有曲痰线鹊b如对应的承载力词由极限荷载的旨一肃半荒P勉c愈（赶P孔c仪=势）来控制壮，困P苏c醉P愿a稠。握3缴.千由载荷试验曲态线确定复合地患基承载力老地基处理规范划规定萌：目(1朽)守当那P塞—汗S枯曲线极限荷载浪能确定，其值抄不小于对应比三例极限主的虑2吐倍，可取比例沿极限作为承载兄力特征值；其披值小于对应比败例极限愧的市2取倍时，可取极获限荷载的一半横为承载力特征凳值。氏(2妹)益当炉P叠—均S哭曲线是平缓的毅光滑曲线时，驴可按相对变形砍值确定承载力死特征值，且该业值不应大于最井大加载压力的宽一半。对圆于惊CF贿G漏桩复合地基，首当以卵石、圆诊砾、密实粗中叨砂为主的地基桐，可取证s/b来（或龄s/d筝）等辣于趣0厨.0逗0首8贤所对应的压力臣；当以粘性土患、粉土为主的览地基，可取氧s/b梢（或难s/d坑）等于燕0.01套所对应的压力漫为复合地基承歇载力特征值。镰按相对变形确庭定复合地基承成载力特征值不辨大于最大加载赵压力的一半。蹦实际工程中由店平缓光滑帽的曲P喝—扒S寇曲线确定复合庭地基承载力容内易发生如下错事误：夫①塔只注意幕s/b剩（或鹊s/d刚）等于绑0.01师所对应的压力狗，而忽视了不拐应大于最大加目载压力的一半鸣的限制。如爪图洽3碌所示殊，残P缠1笨为矿s/b艇＝系0.01刊所对应的压力坝，六P职2稍为最大加载压下力撕，古P忘3括为最大加载压补力的一半。对肆图完3(a爽)库，妥取自P胖1分为复合地基承铅载力特征值是走不妥的，应俱取挥P漂3仇。挤②帽只注意最大加球载压力的一半躺，而忽视了岭s/b精（或锋s/d屠）等于港0.01接所对应压力的帽限制。如秀图最3(b眼)雁所慢示架,材筹取具P歼3届为复合地基承常载力特征值是林不妥的，应般取惹P劲1孕。明4里.曾试验前后对桩害做低应变检测摆由于设计或施具工的某种失误荡，有款时登CF胃G萝桩复合地基承初载力可能达不挑到设计要求，腿为弄清承载力西偏低的原因，间做复合地基静演载试验前后，贝对桩做低应变野检测了解桩身钉有无缺陷是至君关重要的。丽当试验前和试劳验后低应变检张测判定桩身完套整，而承载力挪偏低时，首先劫复核设计是否阶有误。当排除哀设计原因后，柿对长螺旋钻成纠孔管内泵送混威凝土成桩工朋艺量(展采用常规侧开蹄门钻塘头谈)田，且桩端土为掠饱和砂土、粉每土或卵石，是跳桩端虚土过多资桩无端阻所致养的可能性最大获。为了防止上膨述问题发生，溪需选用本文作涨者发明的专利宰钻性头例(纯专利返号旗ZL00旨26320巾0.4晕)易。鞭试验前做低应畏变检测判定桩倦身完整，试验送后做低应变检请测发现桩头或剂桩身破坏，说辫明桩体强度不凯够导致承载力并偏低。上当低应变检测控判定桩身有缺票陷新(菊缩颈、断桩、炎离淅启等库)肤，静载试验结茫果还能满足设练计要求，说明耐这类桩身缺陷煌不影响复合地蔽基竖向承载能许力的使用；若锁静载试验结果说不能满足设计爬要求，再结合板不低于总桩颂数鬼1灯0免％低应变检测提结果，可为工胆程技术人员提醒供如何使用这溉类缺陷桩和采行取怎样的补强笛措施提供依据皆。堡需要说明的是销，如果静载试溜验前没做低应哭变检测，当发喝现承载力有问油题，需要了解冲试验桩是否有柳缺陷时，由于菌静载试验在荷冠载作用下可能息使桩的初始状橡态已经发生了液改变，桩是否需存在固有缺陷铸已无法判断，导对分析事故原贤因带来很大困茂难。鄙此外，当静载玻试验时发现承田载力有问题，恼试验结束后应介立即进行桩身传检验，探查桩脆头是否被压坏惕或低应变检测纪判定桩身某个问部位被压坏。核5本.秘防止桩间土被序扰动和含水量织发生大的变化伴某工程复合地右基承载力检测采值比予估值大迎很多，经做桩栏间土静载试验膛发现承载力特老征值宇为克400kp颈a拨脏(苍地质报告提供破的承载力特征肥值占为伴200kp军a且)纳，其原因是复惰合地基凉槽近达回6阵0匙余天，桩间土秀含水量大幅度骂降低。另一工弯程则是在雨季业施工，清土后傻未抓紧检测，待雨后泡槽致使萍桩间土承载力蚁从磨140kp系a醒降低揉到尚6完0旱～办80kp脆a捡。显然上述两此种情况均无法迎得到可靠的复创合地基承载力交值。膊6衣.镇静载试验加载宁量的控制次地基处理规范优规定，复合地排基静载试验最简大加载压力不抱应小于设计要夸求压力值喊的基2跳倍。同时也规尘定，试验点数传量不应少霸于远3辆点，当满足其居极差不超过平摧均值舍的旋3炸0德％时，可取平闻均值为复合地举基承载力特征融值。但许多检枕测人员多按等秤于设计要求压塘力值瞧的考2交倍设计最大加漠载量，比如，剥设计要求复合痰地基承载力特在征值帅为史300kp盯a质,屈配则设计最大加机载量定里为挂600kp梨a丰选。假如该工程旋为赞3发台静载试验，掘其指中阶1寇台试验极限荷乒载坑为愧590kp伴a闸巴，其余纯为聚600kp皂a仁，耳且配P仿—烦S族曲线是平缓的关光滑曲线，承傅载力由最大加记载量的一半控味制，复合地基恭承载力特征值缸为培298kp米a咐赌，不满足设计供要求；若最大废加载量定弊为揭610kp吩a份妙,钞尽管其湿中宣1督台试验极限荷住载滤为齿590kp麻a士业，其余两台答为姓610kp景a哀饰，极差不超过愈平均值涌的渔3败0编％，复合地基惕承载力特征值掏为桃301kp副a仙务，满足设计要华求。因此，试惯验方案设计，悲最大加载量不纵一定刚好等于骤复合地基承载帅力特征值战的赚2汉倍，应根据桩架身强度等级大浑小，适当加大京。佛7禾.颈试验点选择氏复合地基静载网试验的试验点场在平面上应均动匀分布，当土机性分布不均匀素时，试验点选彻择应考虑土性尾对复合地基承电载力的影响。奏低应变检测试减验点选择除了但注意在平面上棒应均匀分布外稀，还要注意随僵机选点，以保番证缺陷桩统计躺比例的真实性异。比如，某工析程因机械清土泄不当，造成桩网浅部水平断裂答，随机选丽取段14刻3逗根桩进行低应库变检测，发旱现斯2亩5姨根桩有水平断炼裂缺陷，缺陷踢桩为检测桩腰的践1卧7抄％，又增裤加哄14济3哀根桩进行低应搂变检测，缺陷虚桩为检测桩瓜的大16.暗8付％，目前，北埋京地区多用抽蒜取桩号尾号数拳字来确定，比甲如，抽取总桩浸数佛的跨1琴0呼％进行低应变策检测，选尾号悟数脸字浊3魂，拉则牲3无、总1竟3有、督2采3街、轻3仍3摸、晃43这……榴即为所选被检各测桩。四、结语像1蒜.勉设计阶段星，泉CF良G债桩复合地基承睛载力应通过现黑场复合地基载立荷试验确定，竟初步设计时可需按公歇式统(1哄)挡估算复合地基签承载力特征值孔。复合地基竣责工验收时，承鹅载力检验应采偶用复合地基载顶荷试验确定。踏2刑.喊复合地基静载梯试验前，首先议做桩的低应变螺检测，静载试征验后再做低应京变检测和桩顶错部开挖探查，冻对分析判断复如合地基施工发尼生的问题具有倍重要意义。鸭3骨.库褥垫厚度及荷吼载板安装，褥替垫材料是否具六有侧限、密实饼度大小及荷载炮板与褥垫层是德否密切接触，驶对试验结果都计有影响。椅4对.聋对于外p-s贯曲线为平缓光耽滑的缓变型曲壳线，注意按不棕大于最大加载冷压力的一半和迹相对变形值两垄个控制条件，樱来确定复合地伐基承载