CFG桩复合地基承载力及施工检测1195.docx

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(1. 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)提要本文讨论了了CFGG桩复合合地基承承载力确确定，以以及复合合地基检检测应注注意的几几个问题题。关键词：CCFG桩桩复合地地基，承承载力，施施工检测测，褥垫垫厚度Abstrractt : In thiis ppapeer, beaarinng ccapaacitty oof CCFG pille ccompposiite fouundaatioon aand itss teestiing aftter connstrructtionn arre ddisccusssed.Key wwordds:ccompposiite fouundaatioon oof CCFG pille; beaarinng ccapaacitty; connstrructtionn teestiing; thhickknesss of fllexiiblee cuusioon中图分类号号：TUU4 文文献标识识码：AA作者简介：闫明礼礼（19942），男男，汉族族，河北北乐亭人人，研究究员，博博士生导导师，硕硕士学位位。一、引言CFG桩复复合地基基技术已已在全国国广泛推推广应用用，国家家行业标标准建建筑地基基处理技技术规范范(JJGJ779-220022)的颁颁布，为为工程技技术人员员进行 CFGG桩复合合地基设设计、施施工及检检测提供供了技术术依据。但但在复合合地基承承载力的的确定及及复合地地基检测测方面，在在不同地地区基于于某些地地区性经经验，存存在一些些差异。本本文将根根据自己己一些粗粗浅体会会就上述述问题做做一些讨讨论。二、复合地地基承载载力的确确定根据建筑筑地基基基础设计计规范(GBJJ79-20002)(简称地地基规范范)和建建筑地基基处理技技术规范范(JJGJ779-220022)(简简称地基基处理规规范)，复复合地基基承载力力确定可可分为设设计阶段段和竣工工验收阶阶段进行行讨论。1、设计阶阶段在复合地基基设计阶阶段，地地基规范范规定：复合地地基承载载力特征征值应通通过现场场复合地地基载荷荷试验确确定，或或采用增增强体的的载荷试试验结果果和其周周边土的的承载力力特征值值结合经经验确定定；地基基处理规规范规定定：复合合地基承承载力特特征值，应应通过现现场复合合地基载载荷试验验确定。初初步设计计时，也也可按下下式估算算：fspk=mRaa/App+(1-m)ffsk (11) 式中：fsspk 复合合地基承承载力特特征值(kpaa)；m 面积积置换率率；Ra 单桩桩竖向承承载力特特征值(kN)；Ap 桩的的截面积积(m22)； 桩间土土承载力力折减系系数，宜宜按地区区经验取取值，如如无经验验时可取取0.77500.955，天然然地基承承载力较较高时取取大值；fsk 桩间间土承载载力特征征值(kkPa)，宜按按当地经经验取值值，如无无经验时时，可取取天然地地基承载载力特征征值。实际工程中中，有条条件时先先在拟建建场地做做现场载载荷试验验，可为为设计提提供可靠靠的设计计参数。而而很多情情况是在在无试验验资料条条件下按按(1)式估算算复合地地基承载载力，但但要结合合工程实实践经验验，合理理确定RRa、fskk、等参数数的取值值。希望望公式计计算值接接近但不不大于载载荷试验验结果，而而大量试试验结果果表明，公公式计算算结果一一般不大大于载荷荷试验结结果。2、竣工验验收阶段段由以上讨论论可知，在在复合地地基设计计阶段，确确定复合合地基设设计参数数时，用用公式(1)估估算复合合地基承承载力是是符合规规范要求求的。在在竣工验验收阶段段，能否否只做单单桩静载载试验.用单桩桩承载力力Ra和地质质报告提提供的天天然地基基承载力力fakk(或桩桩间土静静载试验验结果ffsk)按公式式(1)计算确确定复合合地基承承载力特特征值,是需要要说明的的一个重重要问题题。首先，加固固后桩间间土承载载力特征征值fssk与然然地基承承载力特特征值ffak是是不同的的， 通通常fskafakk。a为桩桩间土承承载力提提高系数数，对挤挤密效果果好的土土采用振振动挤土土成桩工工艺，由由于土密密度的增增加和桩桩对土的的侧向约约束作用用，fssk远大大于faak，用用单桩承承载力RRa和天然然地基承承载力ffak确确定复合合地基承承载力与与实测值值相比会会有较大大误差。即即使用单单桩静载载试验的的Ra和桩间间土静载载试验结结果fssk按公公式(11)计算算复合地地基承载载力，的取值值可能会会因人而而异，对对于同一一复合地地基，得得出不同同的计算算结果，这这样就不不能保证证复合地地基承载载力的准准确性和和唯一性性。因此此，地基基处理规规范用强强制性条条文规定定复合地地基竣工工验收时时，承载载力检验验应采用用复合地地基载荷荷试验确确定。三、CFGG桩复合合地基载载荷试验验应注意意的问题题CFG桩复复合地基基载荷试试验要点点详见地地基处理理规范，此此外试验验时还应应注意如如下几个个问题：1、褥褥垫铺设设及荷载载板安装装首先根据设设计要求求挖一试试坑，坑坑的平面面尺寸与与荷载板板相同，深深度和褥褥垫厚度度相同，如如图1所所示。按按设计要要求的夯夯填度铺铺设褥垫垫层，厚厚度为1150mmm。保保证原状状土对褥褥垫层的的侧向约约束。之之后安装装荷载板板并使荷荷载板与与褥垫层层密切接接触。图1 载荷荷试验褥褥垫层铺铺设及荷荷载板安安装示意意图2、褥垫厚厚度根据地基处处理规范范，静载载试验褥褥垫厚度度应取1150mmm。研研究表明明，褥垫垫厚度与与桩、土土荷载分分担密切切相关，褥褥垫越厚厚，土承承担的荷荷载越多多，桩承承担的荷荷载越少少，反之之亦然。当当褥垫太太薄，会会导致桩桩顶应力力集中，桩桩间土承承载能力力不能充充分发挥挥，应该该由桩间间土承担担的荷载载转移至至桩上，容容易发生生桩头压压碎或桩桩过早首首先达到到单桩极极限承载载力，复复合地基基承载力力偏低。曾经见过这这样的报报道，某某工程为为使复合合地基竣竣工验收收承载力力得以通通过，静静载试验验时人为为选用很很小的褥褥垫厚度度，目的的是减少少给定压压力下复复合地基基PS曲线线的变形形。这样样做首先先是不规规范，同同时也不不一定获获得较高高的承载载力。如如图2所所示。曲线a为褥褥垫厚度度1500mm时时试验结结果，曲曲线b为为褥垫厚厚度200mm试试验结果果。对正正常设计计的复合合地基(桩体强强度等级级和单桩桩承载力力不是过过分保守守)，SS/B=0.001对应应的荷载载在曲线线a和曲曲线b分分别为PPa和PPb, 显然PPb大于于Pa。但但由于曲曲线b褥褥垫太薄薄，桩间间土承载载能力不不能充分分发挥，和和曲线aa相比，由由于桩过过早达到到单桩极极限承载载力，则则有曲线线b对应应的承载载力由极极限荷载载的一半半Pc（Pc=）来控控制，PPc¢Pa。3.由载荷荷试验曲曲线确定定复合地地基承载载力地基处理规规范规定定：(1)当PPS曲线线极限荷荷载能确确定，其其值不小小于对应应比例极极限的22倍，可可取比例例极限作作为承载载力特征征值；其其值小于于对应比比例极限限的2倍倍时，可可取极限限荷载的的一半为为承载力力特征值值。(2)当PPS曲线线是平缓缓的光滑滑曲线时时，可按按相对变变形值确确定承载载力特征征值，且且该值不不应大于于最大加加载压力力的一半半。对于于CFGG桩复合合地基，当当以卵石石、圆砾砾、密实实粗中砂砂为主的的地基，可可取s/b（或或s/dd）等于于0.0008所所对应的的压力；当以粘粘性土、粉粉土为主主的地基基，可取取s/bb（或s/d）等等于0.01所所对应的的压力为为复合地地基承载载力特征征值。按按相对变变形确定定复合地地基承载载力特征征值不大大于最大大加载压压力的一一半。实实际工程程中由平平缓光滑滑的PS曲线线确定复复合地基基承载力力容易发发生如下下错误：只注意ss/b（或或s/dd）等于于0.001所对对应的压压力，而而忽视了了不应大大于最大大加载压压力的一一半的限限制。如如图3所所示， P1为s/bb 0.01所所对应的的压力，PP2为最大大加载压压力，PP3为最大大加载压压力的一一半。对对图3(a)，取取P1为复合合地基承承载力特特征值是是不妥的的，应取取P3。只注意最最大加载载压力的的一半，而而忽视了了s/bb（或s/d）等等于0.01所所对应压压力的限限制。如如图3(b)所所示, 取P33为复合合地基承承载力特特征值是是不妥的的，应取取P1。4.试验前前后对桩桩做低应应变检测测由于设计或或施工的的某种失失误，有有时CFFG桩复复合地基基承载力力可能达达不到设设计要求求，为弄弄清承载载力偏低低的原因因，做复复合地基基静载试试验前后后，对桩桩做低应应变检测测了解桩桩身有无无缺陷是是至关重重要的。当试验前和和试验后后低应变变检测判判定桩身身完整，而而承载力力偏低时时，首先先复核设设计是否否有误。当当排除设设计原因因后，对对长螺旋旋钻成孔孔管内泵泵送混凝凝土成桩桩工艺(采用常常规侧开开门钻头头)，且且桩端土土为饱和和砂土、粉粉土或卵卵石，是是桩端虚虚土过多多桩无端端阻所致致的可能能性最大大。为了了防止上上述问题题发生，需需选用本本文作者者发明的的专利钻钻头(专专利号ZZL 000 22 6332000.4)。试验前做低低应变检检测判定定桩身完完整，试试验后做做低应变变检测发发现桩头头或桩身身破坏，说说明桩体体强度不不够导致致承载力力偏低。当低应变检检测判定定桩身有有缺陷(缩颈、断断桩、离离淅等)，静载载试验结结果还能能满足设设计要求求，说明明这类桩桩身缺陷陷不影响响复合地地基竖向向承载能能力的使使用；若若静载试试验结果果不能满满足设计计要求，再再结合不不低于总总桩数110低低应变检检测结果果，可为为工程技技术人员员提供如如何使用用这类缺缺陷桩和和采取怎怎样的补补强措施施提供依依据。需要说明的的是，如如果静载载试验前前没做低低应变检检测，当当发现承承载力有有问题，需需要了解解试验桩桩是否有有缺陷时时，由于于静载试试验在荷荷载作用用下可能能使桩的的初始状状态已经经发生了了改变，桩桩是否存存在固有有缺陷已已无法判判断，对对分析事事故原因因带来很很大困难难。此外，当静静载试验验时发现现承载力力有问题题，试验验结束后后应立即即进行桩桩身检验验，探查查桩头是是否被压压坏或低低应变检检测判定定桩身某某个部位位被压坏坏。5.防止桩桩间土被被扰动和和含水量量发生大大的变化化某工程复合合地基承承载力检检测值比比予估值值大很多多，经做做桩间土土静载试试验发现现承载力力特征值值为4000kppa (地地质报告告提供的的承载力力特征值值为2000kppa)，其其原因是是复合地地基凉槽槽达600余天，桩桩间土含含水量大大幅度降降低。另另一工程程则是在在雨季施施工，清清土后未未抓紧检检测，雨雨后泡槽槽致使桩桩间土承承载力从从1400 kppa降低到到6080kkpa。显然然上述两两种情况况均无法法得到可可靠的复复合地基基承载力力值。6.静载试试验加载载量的控控制地基处理规规范规定定，复合合地基静静载试验验最大加加载压力力不应小小于设计计要求压压力值的的2倍。同同时也规规定，试试验点数数量不应应少于33点，当当满足其其极差不不超过平平均值的的30时，可可取平均均值为复复合地基基承载力力特征值值。但许许多检测测人员多多按等于于设计要要求压力力值的22倍设计计最大加加载量，比比如，设设计要求求复合地地基承载载力特征征值为3300kkpa , 则设计计最大加加载量定定为6000kppa 。假假如该工工程为33台静载载试验，其其中1台台试验极极限荷载载为5990kppa ，其其余为6600kkpa，且PPS曲线线是平缓缓的光滑滑曲线，承承载力由由最大加加载量的的一半控控制，复复合地基基承载力力特征值值为2998kppa ，不不满足设设计要求求；若最最大加载载量定为为6100kpaa ,尽尽管其中中1台试试验极限限荷载为为5900kpaa ，其其余两台台为6110kppa ，极极差不超超过平均均值的330，复复合地基基承载力力特征值值为3001kppa ，满满足设计计要求。因因此，试试验方案案设计，最最大加载载量不一一定刚好好等于复复合地基基承载力力特征值值的2倍倍，应根根据桩身身强度等等级大小小，适当当加大。7.试验点点选择复合地基静静载试验验的试验验点在平平面上应应均匀分分布，当当土性分分布不均均匀时，试试验点选选择应考考虑土性性对复合合地基承承载力的的影响。低应变检测测试验点点选择除除了注意意在平面面上应均均匀分布布外，还还要注意意随机选选点，以以保证缺缺陷桩统统计比例例的真实实性。比比如，某某工程因因机械清清土不当当，造成成桩浅部部水平断断裂，随随机选取取1433根桩进进行低应应变检测测，发现现25根根桩有水水平断裂裂缺陷，缺缺陷桩为为检测桩桩的177，又又增加1143根根桩进行行低应变变检测，缺缺陷桩为为检测桩桩的166.8，目前前，北京京地区多多用抽取取桩号尾尾号数字字来确定定，比如如，抽取取总桩数数的100进行行低应变变检测，选选尾号数数字3，则则3、113、223、333、443即为所所选被检检测桩。四、结语1.设计阶阶段，CCFG桩桩复合地地基承载载力应通通过现场场复合地地基载荷荷试验确确定，初初步设计计时可按按公式(1)估估算复合合地基承承载力特特征值。复复合地基基竣工验验收时，承承载力检检验应采采用复合合地基载载荷试验验确定。2.复合地地基静载载试验前前，首先先做桩的的低应变变检测，静静载试验验后再做做低应变变检测和和桩顶部部开挖探探查，对对分析判判断复合合地基施施工发生生的问题题具有重重要意义义。3.褥垫厚厚度及荷荷载板安安装，褥褥垫材料料是否具具有侧限限、密实实度大小小及荷载载板与褥褥垫层是是否密切切接触，对对试验结结果都有有影响。4.对于pp-s曲曲线为平平缓光滑滑的缓变变型曲线线，注意意按不大大于最大大加载压压力的一一半和相相对变形形值两个个控制条条件，来来确定复复合地基基承载力力特征值值。5.复合地地基静载载试验最最大加载载量，不不一定刚刚好等于于复合地地基承载载力特征征值的22倍，可可根据桩桩身强度度等级大大小，适适当加大大。参考文献1 建建筑地基基基础设设计规范范(GBB50007-220022)北北京：中中国建筑筑工业出出版社，2200222 建建筑地基基处理技技术规范范(JGGJ799-20002)北京京：中国国建筑工工业出版版社，2200223 建建筑桩基基技术规规程(JJGJ994-994)北北京：中中国建筑筑工业出出版社，1199554 阎阎明礼、张张东刚CFGG桩复合合地基技技术及工工程实践践北京京：中国国水利水水电出版版社，220011- 9 - 9 -