李 靜

中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600

CFG樁單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)

李 靜

中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600

本文結(jié)合北京某小區(qū)住宅樓，敘述了CFG樁單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)，用來檢測CFG樁單樁復(fù)合地基承載力。

CFG樁；單樁復(fù)合地基；靜載試驗(yàn)

水泥粉煤灰碎石樁法（簡稱 CFG 樁），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘結(jié)強(qiáng)度樁，并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。

1 工程項(xiàng)目基本概況

北京某住宅區(qū)C3樓，擬建建筑物地上32層，地下2層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)要求采用CFG樁進(jìn)行地基處理，處理后復(fù)合地基承載力特征值600kPa，其它參數(shù)如下：樁徑為410mm，樁間距為1.35m，有效樁長為22m，樁體砼強(qiáng)度等級為C20。

2 場地工程地質(zhì)情況簡述

第四紀(jì)沉積層

粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土②層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為160kPa；

粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土②1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為120kPa；

粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土③層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為140kPa；

粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土③1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為190kPa；

細(xì)砂、粉砂④層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250kPa；

粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土⑤層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kPa；

粘土、重粉質(zhì)粘土⑤1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為170kPa；

粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土⑤2層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為220kPa；

細(xì)砂、中砂⑥層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為300kPa；

圓礫⑥1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為350kPa；

粉砂、砂質(zhì)粉土⑥2層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280kPa；

重粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土⑦層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為210kPa；

粉砂、砂質(zhì)粉土⑦1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280kPa；

粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土⑦2層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240kPa；

細(xì)砂、中砂⑧層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為350kPa；

粘土、重粉質(zhì)粘土⑧1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為220kPa；

重粉質(zhì)粘土、粘土⑨層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為230kPa；

粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土⑨2層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為250kPa；

細(xì)砂、中砂⑩層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為380kPa；

重粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土⑩1層：承載力標(biāo)準(zhǔn)值為260kPa。

3 場地工程地質(zhì)情況簡述

樁管垂直對準(zhǔn)樁位（活瓣樁靴閉合）；

啟動振動錘將樁管振動入土中，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，使樁管周圍的土進(jìn)行擠密或擠壓；

沉管過程中做好記錄，每沉 1m記錄電流表上電流一次，對土層變化處予以說明；

從樁管上端的投料漏斗加入料，數(shù)量根據(jù)試樁確定；

逐步撥管邊振邊撥管，每撥管 1.0m～1.5m停止撥管而繼續(xù)振動，停撥時(shí)間5～10s，直至將管撥出地面。

4 復(fù)合地基承載力的確定

在復(fù)合地基設(shè)計(jì)階段，地基規(guī)范規(guī)定：復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，或采用增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定；地基處理規(guī)范規(guī)定：復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可按下式估算：

式中：fspk為復(fù)合地基承載力特征值(kpa)；

m為面積置換率；

Ra為單樁豎向承載力特征值(kN)；

Ap為樁的截面積(m2)；

β為樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.75～0.95，天然地基承載力較高時(shí)取大值；

fsk為樁間土承載力特征值(kPa)，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值。

在復(fù)合地基設(shè)計(jì)階段，確定復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，用公式(1)估算復(fù)合地基承載力是符合規(guī)范要求的。實(shí)際工程中，有條件時(shí)先在擬建場地做現(xiàn)場載荷試驗(yàn)，可為設(shè)計(jì)提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)。而很多情況是在無試驗(yàn)資料條件下按(1)式估算復(fù)合地基承載力，但要結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，合理確定Ra、fsk、β等參數(shù)的取值。希望公式計(jì)算值接近但不大于載荷試驗(yàn)結(jié)果，而大量試驗(yàn)結(jié)果表明，公式計(jì)算結(jié)果一般不大于載荷試驗(yàn)結(jié)果。因此，地基處理規(guī)范用強(qiáng)制性條文規(guī)定復(fù)合地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。

5 單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

5.1 目的

選取3個(gè)CFG樁單樁復(fù)合地基點(diǎn)，試驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^靜載荷試驗(yàn)，確定處理后的復(fù)合地基承載力能否滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)設(shè)計(jì)的樁間距，試驗(yàn)采用1.82m2的圓形承壓板。

5.2 試驗(yàn)裝置

本次試驗(yàn)采用壓重平臺反力載荷裝置，堆載材料為砂袋。用鋼梁搭設(shè)平臺，將配重均勻穩(wěn)固地放置于平臺上。平臺中心位置下的樁頂上放置承壓板。千斤頂穩(wěn)固的放置于承壓板上，其活塞與主梁相連。平臺中心、承壓板中心、千斤頂?shù)酌嬷行呐c樁中心在同一鉛垂線上。以此構(gòu)成壓重平臺裝置，并保證試驗(yàn)時(shí)受力均勻及加載時(shí)的垂直度。

加載時(shí)，通過壓重平臺裝置提供反力，用千斤頂在承壓板上逐級加壓，用位移百分表測讀每級荷載的沉降量。加載、補(bǔ)壓、控載、判穩(wěn)和測讀記錄沉降量均由儀器自動控制。

現(xiàn)場試驗(yàn)裝置示意圖

5.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用慢速維持荷載法。試驗(yàn)的最大荷載為1 200 kPa（2184kN），加載分9級，首級加載量為最大荷載的2/10，以后每級加載量為最大荷載的1/10。

每加一級荷載P，在加荷前后各讀計(jì)承壓板沉降量s一次，以后每半小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1mm時(shí)，即可加下一級荷載。

卸載級數(shù)為加載級數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級荷載，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。

5.4 終止加載條件

當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)，可終止試驗(yàn)：

1）沉降急劇增大、土被擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；

2）承壓板的累積沉降量已大于其寬度或直徑的6%；

3）最大加載量已為設(shè)計(jì)要求壓力值的兩倍以上。

5.5 資料整理及分析

根據(jù)靜載荷實(shí)測資料，本次參加試驗(yàn)的單樁復(fù)合地基測點(diǎn)的P～S和S～lgt關(guān)系曲線形態(tài)分析，各試驗(yàn)點(diǎn)加荷至設(shè)計(jì)最大試驗(yàn)載荷值時(shí)，均未出現(xiàn)破壞，且未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)和陡降段，為一條完整連續(xù)的平緩光滑曲線，每級沉降量基本均勻。根據(jù)本地基處理工程的類型和工程地質(zhì)特點(diǎn)，依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）中有關(guān)確定單樁復(fù)合地基承載力特征值的規(guī)定：取沉降值s=0.01d（d為荷載板直徑或邊長）所對應(yīng)的荷載值作為該檢測點(diǎn)的單樁復(fù)合地基承載力特征值，同時(shí)特征值不應(yīng)大于最大加載值的一半。因此，確定3根樁的單樁復(fù)合地基承載力特征值均不小于600kPa。

試驗(yàn)資料匯總表

參加試驗(yàn)的單樁復(fù)合地基承載力特征值的極差不超過平均值的30%，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，取其平均值600kPa為復(fù)合地基承載力特征值；通過靜載荷試驗(yàn)，樁土復(fù)合地基承載力特征值已達(dá)到600kPa的設(shè)計(jì)要求。

58#單樁復(fù)合地基P～S、S～lgt曲線

124#單樁復(fù)合地基P～S、S～lgt曲線

227#單樁復(fù)合地基P～S、S～lgt曲線

6 結(jié)論

復(fù)合地基靜載試驗(yàn)前，首先做樁的低應(yīng)變檢測，靜載試驗(yàn)后再做低應(yīng)變檢測和樁頂部開挖探查，這樣對分析判斷復(fù)合地基承載力能否滿足要求也很有意義。

[1]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]閻明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐.北京：中國水利水電出版社，2001.

TU473.1

A

1674-6708（2010）22-0090-02