CFG 樁復(fù)合地基承載力試驗施設(shè)位置分析

姚利兵

（陜西建工第十建設(shè)集團有限公司，陜西 漢中723000）

1 “復(fù)合地基”的定義及其與樁基礎(chǔ)的區(qū)別

GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中定義：復(fù)合地基（composite ground, composite foundation），是指部分土體被增強或被置換，而形成的由地基土和增強體共同承擔(dān)荷載的人工地基。根據(jù)復(fù)合地基荷載傳遞機理將復(fù)合地基分成豎向增強體復(fù)合地基和水平向增強復(fù)合地基2 類，又把豎向增強體復(fù)合地基分成散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基3 種。豎向增強體，最常見的形式有CFG 樁、振沖碎石樁、沉管砂石樁等。

JGJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中定義：樁基（pile foundation），是指由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接連接的單樁基礎(chǔ)。根據(jù)承載性狀可分為：

1）摩擦型樁：（1）摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁端阻力小到可忽略不計；（2）端承摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受。

2）端承樁型：（1）端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力小到可忽略不計；（2）摩擦端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。

雖然都是“樁”，但根據(jù)上述概念，就可以看出復(fù)合地基和樁基礎(chǔ)中的“樁”是有非常大的區(qū)別的。前者是由“樁”和（處理后的）地基土共同承擔(dān)上部荷載，后者則完全由樁本身承擔(dān)荷載。所以，復(fù)合地基靜載荷的試驗是應(yīng)該作用在樁與（處理后的）地基土二者之上，而不是簡單的樁頂。

2 褥墊層的作用

JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定了“樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層，褥墊層厚度宜為樁徑的40%～60%”。褥墊層如此設(shè)計的原理，就是因為褥墊層在復(fù)合地基中具有如下作用：

1）保證樁、土共同承擔(dān)荷載，它是水泥粉煤灰碎石樁形成復(fù)合地基的重要條件。

2）通過改變?nèi)靿|層厚度，調(diào)整樁垂直荷載的分擔(dān)，通常褥墊越薄樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越高。

3）減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。

4）調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)，褥墊層越厚，土分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越小。對抗震設(shè)防區(qū)，不宜采用厚度過薄的褥墊層設(shè)計。

5）褥墊層的設(shè)置，可使樁間土承載力充分發(fā)揮，作用在樁間土表面的荷載在樁側(cè)的土單元體產(chǎn)生豎向和水平附加應(yīng)力，水平向附加應(yīng)力作用在樁表面具有增大側(cè)阻的作用，在樁端產(chǎn)生的豎向附加應(yīng)力對提高單樁承載力是有益的。

根據(jù)相關(guān)研究，當(dāng)褥墊層逐級施加荷載時，樁-土受力可分為2 個階段：第一階段，荷載較小時，土發(fā)揮了較大的承載力；第二階段，荷載逐漸增大，土達到極限承載狀態(tài)，樁幾乎承擔(dān)了所有外加荷載，此時樁-土共同工作的極限承載力大于外部荷載之和（見圖1）[3]。

圖1 樁-土分擔(dān)比例隨荷載變化曲線

3 地基承載力試驗施作位置

通過前述的論證，地基承載力試驗應(yīng)該是在褥墊層施工之后在褥墊層之上進行，但筆者看到目前很多試驗是直接在樁頭破除之后的樁頂做的，但這一做法卻也是可以找到規(guī)范依據(jù)的。同樣是出在JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，附錄B“復(fù)合地基靜載荷試驗要點”，B.0.3 規(guī)定“試驗應(yīng)在樁頂設(shè)計標(biāo)高進行”。結(jié)合前文，可以看出這一規(guī)定是有問題的，或者說是不確切的。該規(guī)定的存在是本文一開始提到的分歧之根本癥結(jié)所在，但其是在附錄中出現(xiàn)而不是在正文中，又沒有相應(yīng)的條文解釋，就導(dǎo)致了不同結(jié)論的產(chǎn)生，但又無法在規(guī)范范疇內(nèi)達成一致。

通過與多家地基檢測單位交流，其試驗規(guī)程則是依據(jù)JGJ 340—2015《建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范》，該規(guī)范中卻并未像JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》規(guī)范那樣明確指出試驗位置，條文5.1.2“復(fù)合地基載荷試驗承壓板底面標(biāo)高與設(shè)計要求標(biāo)高相一致”反而愈發(fā)增加了技術(shù)人員的困惑，“設(shè)計要求標(biāo)高”是具體哪一個標(biāo)高？大多數(shù)的設(shè)計圖紙中不會說，因為言下之意是規(guī)范已有明確規(guī)定，但規(guī)范規(guī)定并不明確或有疑問。

5.1.2 的條文解釋也是語焉不詳，起不了多大作用。條文5.2.3“承壓板底面下宜鋪設(shè)100～150mm 厚度的粗砂或中砂墊層，承壓板尺寸大時取大值”，該條規(guī)定看似與本文毫無關(guān)系，但其條文解釋卻如此寫到“影響復(fù)合地基載荷試驗的主要因素有承壓板尺寸和褥墊層厚度”。至此，答案應(yīng)該是已經(jīng)非常明確了，令人奈何的是，條文解釋并不具有法律效力。

地基處理之后，根據(jù)GB 50202—2018《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》第3.0.4 條：“地基基礎(chǔ)工程必須進行驗槽，驗槽檢驗要點應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄A 的規(guī)定”，進入驗槽程序。翻開附錄A，A.1 一般規(guī)定中A.1.2“驗槽時，現(xiàn)場應(yīng)具備巖土工程勘察報告、輕型動力觸探記錄（可不進行輕型動力觸探的情況除外）、地基基礎(chǔ)設(shè)計文件、地基處理或深基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測報告等”，以及A.3 地基處理工程驗槽中A.3.3“對于增強體復(fù)合地基，應(yīng)現(xiàn)場檢查樁位、樁頭、樁間土情況和復(fù)合地基施工質(zhì)量檢測報告”，此時又一個矛盾出現(xiàn)了。根據(jù)前文的推斷，復(fù)合地基靜載試驗應(yīng)在褥墊層施工之后進行，而地基驗槽的時候又要求2 個條件：（1）能看到樁和樁間土；（2）有承載力試驗報告。奈何魚與熊掌不可兼得，相關(guān)建設(shè)主體單位無所適從，只能是地方特色、自由發(fā)揮了。

4 結(jié)語

筆者認(rèn)為，無論是從地基處理工藝本身還是規(guī)范制定內(nèi)含上來說，復(fù)合地基載荷試驗都應(yīng)該是在褥墊層施工之后進行。各地區(qū)實際操作的不同，其根源還是在相關(guān)規(guī)范的不明確性。GB 50202—2018《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》、JGJ 79—2012《建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)條文再版修訂時應(yīng)該作出更正或者補充，以便于各相關(guān)單位正確領(lǐng)會、執(zhí)行。