CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量檢測(cè)方法

孟秀英，李俊杰

華北水利水電學(xué)院水利職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450008

0 引言

CFG樁復(fù)合地基是由CFG樁、樁間土和褥墊層構(gòu)成。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱(chēng)，是摻加適量的砂石料、粉煤灰、水泥并加水拌和制成的粘結(jié)度較高的一種樁體。

某辦公樓位于鄭州市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，總建筑面積23043.52m2，地下一層，地上11層，局部地上12層，建筑高度46.35m，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)乙級(jí)，抗震設(shè)防烈度7度，建筑結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地基采用CFG樁復(fù)合地基。CFG樁共有1388根，樁位布置呈矩形，樁間距為1400mm×1300mm和 1350mm×1300mm，樁徑400mm，施工樁長(zhǎng)16m，有效樁長(zhǎng)15.5m，地基承載力特征值為200kpa，樁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，復(fù)合地基承載力特征值≥300kpa，單樁承載力特征值為450kN。

1 施工質(zhì)量檢測(cè)方法

為檢測(cè)CFG樁復(fù)合地基的施工質(zhì)量，本工程共采用了低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試、單樁豎向承載力檢測(cè)、單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)3種檢測(cè)方法。

1.1 低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試

低應(yīng)變測(cè)試的原理是：通過(guò)用力棒錘擊樁頭，其產(chǎn)生的應(yīng)力波向下傳遞，在傳遞過(guò)程中當(dāng)遇到樁身縮徑、裂縫和樁底土等阻抗發(fā)生變化處，應(yīng)力波發(fā)生反射，用樁基測(cè)試儀接受反射的信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，來(lái)判斷樁身是否存在裂縫、縮徑、斷樁等缺陷，檢測(cè)樁身是否完好。

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ 106-2003要求，低應(yīng)變檢測(cè)數(shù)量為總樁數(shù)的10%，本工程共對(duì)139根樁進(jìn)行了低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試，為保證取樣的隨機(jī)性，選取了樁編號(hào)尾數(shù)為5的樁作為檢測(cè)樁。

試驗(yàn)儀器為C5型FEI樁基分析系統(tǒng)，試驗(yàn)錘擊裝置為力棒。檢測(cè)時(shí)首先進(jìn)行樁頭處理，使樁頭露出新鮮的混凝土，不能有雜物。傳感器安裝在距樁中心2/3半徑處，錘擊處在樁頂中心，傳感器安裝處和樁頂要在一平面，當(dāng)安裝傳感器處不平時(shí)，可用石膏或牙膏找平。再在樁頂固定一個(gè)加速度計(jì)，設(shè)置好有關(guān)參數(shù)后，用力棒進(jìn)行錘擊，及時(shí)檢查曲線(xiàn)質(zhì)量并由儀器記錄。為保證檢測(cè)結(jié)果，在一個(gè)樁上進(jìn)行多個(gè)對(duì)稱(chēng)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)錘擊5～10次，然后進(jìn)行室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析。

根據(jù)分析，當(dāng)基頻等于頻差，諧振峰較平緩較寬時(shí)，存在離淅；當(dāng)基頻等于頻差，諧振峰較多較窄時(shí)，存在裂縫裂縫；當(dāng)諧振峰特征介于離析和裂縫之間時(shí)，存在縮徑。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將樁分為四類(lèi)。Ⅰ類(lèi)：樁身完整；Ⅱ類(lèi)：樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮；Ⅲ類(lèi)：樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響；Ⅳ：樁身存在嚴(yán)重缺陷，應(yīng)進(jìn)行工程處理。本工程檢測(cè)結(jié)果為Ⅰ類(lèi)樁133根，Ⅱ類(lèi)樁6根。

1.2 單樁豎向承載力檢測(cè)

本方法主要是檢測(cè)單樁的豎向抗壓承載力，基本原理是：豎向荷載逐漸施加于單樁樁頂，樁身上部受壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于土體的向下位移，樁側(cè)表面有向上的摩擦阻力，隨著樁身荷載的增大，樁身壓縮變形和位移量也增大，以單樁豎向抗壓載荷試驗(yàn)Q-s曲線(xiàn)為基礎(chǔ)，取該曲線(xiàn)的前幾級(jí)荷載下沉降原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)Q-s曲線(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)。

單樁豎向承載力試驗(yàn)檢測(cè)的儀器有千斤頂、JCQ-503C靜荷載自動(dòng)試驗(yàn)儀等，千斤頂直接作用在樁頭上。最大加載值為設(shè)計(jì)要求承載力值的2倍，為900kN，荷載分級(jí)為最大荷載的1/10，第一級(jí)按2倍分級(jí)荷載加荷。每級(jí)加荷后，間隔5min、10min、15min、15min、15min各測(cè)讀一次，累計(jì)1h后每隔30min測(cè)讀一次，達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定并出現(xiàn)兩次時(shí)施加下一級(jí)荷載。

每級(jí)卸載值為加載值的2倍，卸載后隔15min測(cè)讀一次，讀兩次后，隔半小時(shí)再讀一次，即可卸載下一級(jí)荷載，全部卸載后，隔3h～4h再測(cè)讀一次。

當(dāng)出現(xiàn)下述情況之一時(shí)，可終止加載：

1）達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量；

2）樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍時(shí)，且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；

3）后一級(jí)荷載下的沉降量超過(guò)前一級(jí)的沉降量5倍時(shí)；

單樁豎向承載力檢測(cè)用時(shí)一周，共進(jìn)行了7根樁的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，單樁豎向承載力滿(mǎn)足≥450kN設(shè)計(jì)要求。

1.3 單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)

本方法是檢測(cè)單樁復(fù)合地基承載力，采用壓重平臺(tái)反力載荷裝置, 用沙袋堆載荷載，用鋼梁搭設(shè)平臺(tái),將配重均勻穩(wěn)固地放置于平臺(tái)上。平臺(tái)中心位置下的樁頂上放置面積為1.54m2的圓形鋼制承壓板。千斤頂穩(wěn)固在承壓板上,其活塞與主梁相連。平臺(tái)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(xiàn)上，保證受力均勻和加載時(shí)的垂直度。

加載時(shí)，通過(guò)壓重平臺(tái)裝置提供反力，用千斤頂在承壓板上逐級(jí)加壓。最大加載值為設(shè)計(jì)要求承載力值的2倍，即為600kPa，荷載分級(jí)為最大荷載的1/10，每級(jí)加載后間隔30min通過(guò)JCQ-503C靜荷載自動(dòng)試驗(yàn)儀測(cè)讀一次，沉降相對(duì)穩(wěn)定（△S＜0.1mm/h）后施加下一級(jí)荷載直至達(dá)到規(guī)范荷載。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）有關(guān)規(guī)定，單樁復(fù)合地基承載力特征值為300Kpa。卸載級(jí)數(shù)為加載級(jí)數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級(jí)，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后，間隔3h讀記回彈量。

當(dāng)出現(xiàn)下述情況之一時(shí)，停止加載：

1）沉降值急劇增大，壓板周?chē)帘粩D出或出現(xiàn)明顯的隆起時(shí)；

2）承壓板的累積沉降量已大于其直徑的6%時(shí)；

3）最大加載量達(dá)到設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍以上時(shí)。

單樁復(fù)合地基靜載荷檢測(cè)用時(shí)一周，共進(jìn)行了7組檢測(cè)。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，對(duì)單樁復(fù)合地基測(cè)點(diǎn)的P～S和S～lgt關(guān)系曲線(xiàn)形態(tài)進(jìn)行分析，當(dāng)加荷至設(shè)計(jì)最大載荷值時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)破壞和明顯的拐點(diǎn)和陡降段，每級(jí)沉降量基本均勻，為一條完整連續(xù)的平緩光滑曲線(xiàn)。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）》相關(guān)規(guī)定，判斷所測(cè)單樁復(fù)合地基承載力特征值均不小于300kPa。

2 結(jié)論

1）在靜載試驗(yàn)前做低應(yīng)變檢測(cè)，靜載試驗(yàn)在荷載作用下可能使樁的初始狀態(tài)發(fā)生改變，對(duì)檢驗(yàn)樁是否存在缺陷帶來(lái)偏離；

2）當(dāng)靜載試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)承載力有問(wèn)題，檢驗(yàn)結(jié)束后要立即進(jìn)行樁身檢驗(yàn)，探查樁頭是否被壓壞或用低應(yīng)變檢測(cè)判定樁身某個(gè)部位是否存在缺陷；

3）復(fù)合地基靜載試驗(yàn)最大加載量，不一定剛好等于復(fù)合地基承載力特征值的2倍，可根據(jù)樁身強(qiáng)度等級(jí)大小，適當(dāng)加大。

[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)程JGJ94-94[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

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

[3]建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106-2003[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

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