CFG桩复合地基承载力及施工检测1332.docx

CFG桩复合地基承载力及施工检测闫明礼1, 申计春春2,刘 伟伟3，闫雪峰峰4(1. 中国建筑科科学研究院院地基所,北京,11000113；2.邢台钢铁铁公司，邢邢台，05540277；3.北北京科技大大学基建处处，北京，11000883；4. 冶金部部建筑研究究总院地基基所,北京京,1000088)提要本文讨论了了CFG桩桩复合地基基承载力确确定，以及及复合地基基检测应注注意的几个个问题。关键词：CCFG桩复复合地基，承承载力，施施工检测，褥褥垫厚度Abstrract : Inn thiis paaper, beaaringg cappacitty off CFGG pille coompossite founndatiion aand iits ttestiing aafterr connstruuctioon arre diiscusssed.Key wwordss:commposiite ffounddatioon off CFGG pille; bbeariing ccapaccity; connstruuctioon teestinng; tthickknesss off fllexibble ccusioon中图分类号号：TU44 文献献标识码：A作者简介：闫明礼（11942），男，汉汉族，河北北乐亭人，研研究员，博博士生导师师，硕士学学位。一、引言CFG桩复复合地基技技术已在全全国广泛推推广应用，国国家行业标标准建筑筑地基处理理技术规范范(JGGJ79-20022)的颁布布，为工程程技术人员员进行 CCFG桩复复合地基设设计、施工工及检测提提供了技术术依据。但但在复合地地基承载力力的确定及及复合地基基检测方面面，在不同同地区基于于某些地区区性经验，存存在一些差差异。本文文将根据自自己一些粗粗浅体会就就上述问题题做一些讨讨论。二、复合地地基承载力力的确定根据建筑筑地基基础础设计规范范(GBBJ79-20022)(简称称地基规范范)和建建筑地基处处理技术规规范(JJGJ799-20002)(简简称地基处处理规范)，复合地地基承载力力确定可分分为设计阶阶段和竣工工验收阶段段进行讨论论。1、设计阶阶段在复合地基基设计阶段段，地基规规范规定：复合地基基承载力特特征值应通通过现场复复合地基载载荷试验确确定，或采采用增强体体的载荷试试验结果和和其周边土土的承载力力特征值结结合经验确确定；地基基处理规范范规定：复复合地基承承载力特征征值，应通通过现场复复合地基载载荷试验确确定。初步步设计时，也也可按下式式估算：fspk=mRa/Ap+(1-mm)fskk (11) 式中：fsspk 复合地地基承载力力特征值(kpa)；m 面积置置换率；Ra 单桩竖竖向承载力力特征值(kN)；Ap 桩的截截面积(mm2)； 桩间土承承载力折减减系数，宜宜按地区经经验取值，如如无经验时时可取0.7500.95，天天然地基承承载力较高高时取大值值；fsk 桩间土土承载力特特征值(kkPa)，宜宜按当地经经验取值，如如无经验时时，可取天天然地基承承载力特征征值。实际工程中中，有条件件时先在拟拟建场地做做现场载荷荷试验，可可为设计提提供可靠的的设计参数数。而很多多情况是在在无试验资资料条件下下按(1)式估算复复合地基承承载力，但但要结合工工程实践经经验，合理理确定Raa、fsk、等参数的的取值。希希望公式计计算值接近近但不大于于载荷试验验结果，而而大量试验验结果表明明，公式计计算结果一一般不大于于载荷试验验结果。2、竣工验验收阶段由以上讨论论可知，在在复合地基基设计阶段段，确定复复合地基设设计参数时时，用公式式(1)估估算复合地地基承载力力是符合规规范要求的的。在竣工工验收阶段段，能否只只做单桩静静载试验.用单桩承承载力Raa和地质报报告提供的的天然地基基承载力ffak(或或桩间土静静载试验结结果fskk)按公式式(1)计计算确定复复合地基承承载力特征征值,是需需要说明的的一个重要要问题。首先，加固固后桩间土土承载力特特征值fssk与然地地基承载力力特征值ffak是不不同的， 通常fskafak。a为为桩间土承承载力提高高系数，对对挤密效果果好的土采采用振动挤挤土成桩工工艺，由于于土密度的的增加和桩桩对土的侧侧向约束作作用，fssk远大于于fak，用用单桩承载载力Ra和天然地地基承载力力fak确确定复合地地基承载力力与实测值值相比会有有较大误差差。即使用用单桩静载载试验的RRa和桩间土土静载试验验结果fssk按公式式(1)计计算复合地地基承载力力，的取值可可能会因人人而异，对对于同一复复合地基，得得出不同的的计算结果果，这样就就不能保证证复合地基基承载力的的准确性和和唯一性。因因此，地基基处理规范范用强制性性条文规定定复合地基基竣工验收收时，承载载力检验应应采用复合合地基载荷荷试验确定定。三、CFGG桩复合地地基载荷试试验应注意意的问题CFG桩复复合地基载载荷试验要要点详见地地基处理规规范，此外外试验时还还应注意如如下几个问问题：1、褥褥垫铺设及及荷载板安安装首先根据设设计要求挖挖一试坑，坑坑的平面尺尺寸与荷载载板相同，深深度和褥垫垫厚度相同同，如图11所示。按按设计要求求的夯填度度铺设褥垫垫层，厚度度为1500mm。保保证原状土土对褥垫层层的侧向约约束。之后后安装荷载载板并使荷荷载板与褥褥垫层密切切接触。图1 载荷荷试验褥垫垫层铺设及及荷载板安安装示意图图2、褥垫厚厚度根据地基处处理规范，静静载试验褥褥垫厚度应应取1500mm。研研究表明，褥褥垫厚度与与桩、土荷荷载分担密密切相关，褥褥垫越厚，土土承担的荷荷载越多，桩桩承担的荷荷载越少，反反之亦然。当当褥垫太薄薄，会导致致桩顶应力力集中，桩桩间土承载载能力不能能充分发挥挥，应该由由桩间土承承担的荷载载转移至桩桩上，容易易发生桩头头压碎或桩桩过早首先先达到单桩桩极限承载载力，复合合地基承载载力偏低。曾经见过这这样的报道道，某工程程为使复合合地基竣工工验收承载载力得以通通过，静载载试验时人人为选用很很小的褥垫垫厚度，目目的是减少少给定压力力下复合地地基PS曲线的的变形。这这样做首先先是不规范范，同时也也不一定获获得较高的的承载力。如如图2所示示。曲线a为褥褥垫厚度1150mmm时试验结结果，曲线线b为褥垫垫厚度200mm试验验结果。对对正常设计计的复合地地基(桩体体强度等级级和单桩承承载力不是是过分保守守)，S/B=0.01对应应的荷载在在曲线a和和曲线b分分别为Paa和Pb, 显然PPb大于PPa。但由由于曲线bb褥垫太薄薄，桩间土土承载能力力不能充分分发挥，和和曲线a相相比，由于于桩过早达达到单桩极极限承载力力，则有曲曲线b对应应的承载力力由极限荷荷载的一半半Pc（Pc=）来控制制，Pc¢Pa。3.由载荷荷试验曲线线确定复合合地基承载载力地基处理规规范规定：(1)当PPS曲线极极限荷载能能确定，其其值不小于于对应比例例极限的22倍，可取取比例极限限作为承载载力特征值值；其值小小于对应比比例极限的的2倍时，可可取极限荷荷载的一半半为承载力力特征值。(2)当PPS曲线是是平缓的光光滑曲线时时，可按相相对变形值值确定承载载力特征值值，且该值值不应大于于最大加载载压力的一一半。对于于CFG桩桩复合地基基，当以卵卵石、圆砾砾、密实粗粗中砂为主主的地基，可可取s/bb（或s/dd）等于00.008所所对应的压压力；当以以粘性土、粉粉土为主的的地基，可可取s/bb（或s/dd）等于0.01所对对应的压力力为复合地地基承载力力特征值。按按相对变形形确定复合合地基承载载力特征值值不大于最最大加载压压力的一半半。实际工工程中由平平缓光滑的的PS曲线确确定复合地地基承载力力容易发生生如下错误误：只注意ss/b（或或s/d）等等于0.001所对应应的压力，而而忽视了不不应大于最最大加载压压力的一半半的限制。如如图3所示示， P11为s/b 0.001所对应应的压力，PP2为最大加加载压力，PP3为最大加加载压力的的一半。对对图3(aa)，取PP1为复合地地基承载力力特征值是是不妥的，应应取P3。只注意最最大加载压压力的一半半，而忽视视了s/bb（或s/dd）等于0.01所对对应压力的的限制。如如图3(bb)所示, 取P33为复合地地基承载力力特征值是是不妥的，应应取P1。4.试验前前后对桩做做低应变检检测由于设计或或施工的某某种失误，有有时CFGG桩复合地地基承载力力可能达不不到设计要要求，为弄弄清承载力力偏低的原原因，做复复合地基静静载试验前前后，对桩桩做低应变变检测了解解桩身有无无缺陷是至至关重要的的。当试验前和和试验后低低应变检测测判定桩身身完整，而而承载力偏偏低时，首首先复核设设计是否有有误。当排排除设计原原因后，对对长螺旋钻钻成孔管内内泵送混凝凝土成桩工工艺(采用用常规侧开开门钻头)，且桩端端土为饱和和砂土、粉粉土或卵石石，是桩端端虚土过多多桩无端阻阻所致的可可能性最大大。为了防防止上述问问题发生，需需选用本文文作者发明明的专利钻钻头(专利利号ZL 00 22 632200.44)。试验前做低低应变检测测判定桩身身完整，试试验后做低低应变检测测发现桩头头或桩身破破坏，说明明桩体强度度不够导致致承载力偏偏低。当低应变检检测判定桩桩身有缺陷陷(缩颈、断断桩、离淅淅等)，静静载试验结结果还能满满足设计要要求，说明明这类桩身身缺陷不影影响复合地地基竖向承承载能力的的使用；若若静载试验验结果不能能满足设计计要求，再再结合不低低于总桩数数10低低应变检测测结果，可可为工程技技术人员提提供如何使使用这类缺缺陷桩和采采取怎样的的补强措施施提供依据据。需要说明的的是，如果果静载试验验前没做低低应变检测测，当发现现承载力有有问题，需需要了解试试验桩是否否有缺陷时时，由于静静载试验在在荷载作用用下可能使使桩的初始始状态已经经发生了改改变，桩是是否存在固固有缺陷已已无法判断断，对分析析事故原因因带来很大大困难。此外，当静静载试验时时发现承载载力有问题题，试验结结束后应立立即进行桩桩身检验，探探查桩头是是否被压坏坏或低应变变检测判定定桩身某个个部位被压压坏。5.防止桩桩间土被扰扰动和含水水量发生大大的变化某工程复合合地基承载载力检测值值比予估值值大很多，经经做桩间土土静载试验验发现承载载力特征值值为4000kpa (地质质报告提供供的承载力力特征值为为200kkpa)，其原原因是复合合地基凉槽槽达60余余天，桩间间土含水量量大幅度降降低。另一一工程则是是在雨季施施工，清土土后未抓紧紧检测，雨雨后泡槽致致使桩间土土承载力从从140 kpa降低到660800kpa。显然上上述两种情情况均无法法得到可靠靠的复合地地基承载力力值。6.静载试试验加载量量的控制地基处理规规范规定，复复合地基静静载试验最最大加载压压力不应小小于设计要要求压力值值的2倍。同同时也规定定，试验点点数量不应应少于3点点，当满足足其极差不不超过平均均值的300时，可可取平均值值为复合地地基承载力力特征值。但但许多检测测人员多按按等于设计计要求压力力值的2倍倍设计最大大加载量，比比如，设计计要求复合合地基承载载力特征值值为3000kpa , 则则设计最大大加载量定定为6000kpa 。假如如该工程为为3台静载载试验，其其中1台试试验极限荷荷载为5990kpaa ，其余余为6000kpa，且PS曲线是是平缓的光光滑曲线，承承载力由最最大加载量量的一半控控制，复合合地基承载载力特征值值为2988kpa ，不满满足设计要要求；若最最大加载量量定为6110kpaa ,尽管管其中1台台试验极限限荷载为5590kppa ，其余余两台为6610kppa ，极差差不超过平平均值的330，复复合地基承承载力特征征值为3001kpaa ，满足足设计要求求。因此，试试验方案设设计，最大大加载量不不一定刚好好等于复合合地基承载载力特征值值的2倍，应应根据桩身身强度等级级大小，适适当加大。7.试验点点选择复合地基静静载试验的的试验点在在平面上应应均匀分布布，当土性性分布不均均匀时，试试验点选择择应考虑土土性对复合合地基承载载力的影响响。低应变检测测试验点选选择除了注注意在平面面上应均匀匀分布外，还还要注意随随机选点，以以保证缺陷陷桩统计比比例的真实实性。比如如，某工程程因机械清清土不当，造造成桩浅部部水平断裂裂，随机选选取1433根桩进行行低应变检检测，发现现25根桩桩有水平断断裂缺陷，缺缺陷桩为检检测桩的117，又又增加1443根桩进进行低应变变检测，缺缺陷桩为检检测桩的116.8，目前，北北京地区多多用抽取桩桩号尾号数数字来确定定，比如，抽抽取总桩数数的10进行低应应变检测，选选尾号数字字3，则33、13、223、333、43即为所所选被检测测桩。四、结语1.设计阶阶段，CFFG桩复合合地基承载载力应通过过现场复合合地基载荷荷试验确定定，初步设设计时可按按公式(11)估算复复合地基承承载力特征征值。复合合地基竣工工验收时，承承载力检验验应采用复复合地基载载荷试验确确定。2.复合地地基静载试试验前，首首先做桩的的低应变检检测，静载载试验后再再做低应变变检测和桩桩顶部开挖挖探查，对对分析判断断复合地基基施工发生生的问题具具有重要意意义。3.褥垫厚厚度及荷载载板安装，褥褥垫材料是是否具有侧侧限、密实实度大小及及荷载板与与褥垫层是是否密切接接触，对试试验结果都都有影响。4.对于pp-s曲线线为平缓光光滑的缓变变型曲线，注注意按不大大于最大加加载压力的的一半和相相对变形值值两个控制制条件，来来确定复合合地基承载载力特征值值。5.复合地地基静载试试验最大加加载量，不不一定刚好好等于复合合地基承载载力特征值值的2倍，可可根据桩身身强度等级级大小，适适当加大。参考文献1 建建筑地基基基础设计规规范(GBB50077-20002)北北京：中国国建筑工业业出版社，220022 建建筑地基处处理技术规规范(JGGJ79-20022)北京京：中国建建筑工业出出版社，220023 建建筑桩基技技术规程(JGJ994-944)北京：中国建筑筑工业出版版社，199954 阎阎明礼、张张东刚CCFG桩复复合地基技技术及工程程实践北北京：中国国水利水电电出版社，22001- 7 - 7 -