CFG樁復合地基施工質量檢測方法

孟秀英，李俊杰

華北水利水電學院水利職業學院，河南 鄭州 450008

0 引言

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

某辦公樓位于鄭州市高新技術開發區，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，建筑結構安全等級為二級，地基基礎設計等級乙級，抗震設防烈度7度，建筑結構為現澆框架—剪力墻結構體系，地基采用CFG樁復合地基。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16m，有效樁長15.5m，地基承載力特征值為200kpa，樁體混凝土強度等級為C20，復合地基承載力特征值≥300kpa，單樁承載力特征值為450kN。

1 施工質量檢測方法

為檢測CFG樁復合地基的施工質量，本工程共采用了低應變動力測試、單樁豎向承載力檢測、單樁復合地基靜載荷檢測3種檢測方法。

1.1 低應變動力測試

低應變測試的原理是：通過用力棒錘擊樁頭，其產生的應力波向下傳遞，在傳遞過程中當遇到樁身縮徑、裂縫和樁底土等阻抗發生變化處，應力波發生反射，用樁基測試儀接受反射的信號，并通過計算機進行分析，來判斷樁身是否存在裂縫、縮徑、斷樁等缺陷，檢測樁身是否完好。

根據《建筑基樁檢測技術規范》JGJ 106-2003要求，低應變檢測數量為總樁數的10%，本工程共對139根樁進行了低應變動力測試，為保證取樣的隨機性，選取了樁編號尾數為5的樁作為檢測樁。

試驗儀器為C5型FEI樁基分析系統，試驗錘擊裝置為力棒。檢測時首先進行樁頭處理，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，當安裝傳感器處不平時，可用石膏或牙膏找平。再在樁頂固定一個加速度計，設置好有關參數后，用力棒進行錘擊，及時檢查曲線質量并由儀器記錄。為保證檢測結果，在一個樁上進行多個對稱測點，每個測點錘擊5～10次，然后進行室內計算機分析。

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

根據檢測結果，將樁分為四類。Ⅰ類：樁身完整；Ⅱ類：樁身有輕微缺陷，不會影響樁身結構承載力的正常發揮；Ⅲ類：樁身有明顯缺陷，對樁身結構承載力有影響；Ⅳ：樁身存在嚴重缺陷，應進行工程處理。本工程檢測結果為Ⅰ類樁133根，Ⅱ類樁6根。

1.2 單樁豎向承載力檢測

本方法主要是檢測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生相對于土體的向下位移，樁側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Q-s曲線為基礎，取該曲線的前幾級荷載下沉降原始數據進行分析，進而對Q-s曲線的發展趨勢作出預測。

單樁豎向承載力試驗檢測的儀器有千斤頂、JCQ-503C靜荷載自動試驗儀等，千斤頂直接作用在樁頭上。最大加載值為設計要求承載力值的2倍，為900kN，荷載分級為最大荷載的1/10，第一級按2倍分級荷載加荷。每級加荷后，間隔5min、10min、15min、15min、15min各測讀一次，累計1h后每隔30min測讀一次，達到相對穩定并出現兩次時施加下一級荷載。

每級卸載值為加載值的2倍，卸載后隔15min測讀一次，讀兩次后，隔半小時再讀一次，即可卸載下一級荷載，全部卸載后，隔3h～4h再測讀一次。

當出現下述情況之一時，可終止加載：

1）達到設計要求的最大加載量；

2）樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍時，且經24h尚未達到相對穩定標準；

3）后一級荷載下的沉降量超過前一級的沉降量5倍時；

單樁豎向承載力檢測用時一周，共進行了7根樁的檢測，經過對結果的分析，單樁豎向承載力滿足≥450kN設計要求。

1.3 單樁復合地基靜載荷檢測

本方法是檢測單樁復合地基承載力，采用壓重平臺反力載荷裝置, 用沙袋堆載荷載，用鋼梁搭設平臺,將配重均勻穩固地放置于平臺上。平臺中心位置下的樁頂上放置面積為1.54m2的圓形鋼制承壓板。千斤頂穩固在承壓板上,其活塞與主梁相連。平臺中心、承壓板中心、千斤頂底面中心與樁中心在同一鉛垂線上，保證受力均勻和加載時的垂直度。

加載時，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。最大加載值為設計要求承載力值的2倍，即為600kPa，荷載分級為最大荷載的1/10，每級加載后間隔30min通過JCQ-503C靜荷載自動試驗儀測讀一次，沉降相對穩定（△S＜0.1mm/h）后施加下一級荷載直至達到規范荷載。

根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）有關規定，單樁復合地基承載力特征值為300Kpa。卸載級數為加載級數的一半，等量進行，每卸一級，間隔半小時，讀記回彈量，待卸完全部荷載后，間隔3h讀記回彈量。

當出現下述情況之一時，停止加載：

1）沉降值急劇增大，壓板周圍土被擠出或出現明顯的隆起時；

2）承壓板的累積沉降量已大于其直徑的6%時；

3）最大加載量達到設計要求壓力值的2倍以上時。

單樁復合地基靜載荷檢測用時一周，共進行了7組檢測。根據實測資料，對單樁復合地基測點的P～S和S～lgt關系曲線形態進行分析，當加荷至設計最大載荷值時，沒有出現破壞和明顯的拐點和陡降段，每級沉降量基本均勻，為一條完整連續的平緩光滑曲線。根據《建筑地基處理技術規范（JGJ79-2002）》相關規定，判斷所測單樁復合地基承載力特征值均不小于300kPa。

2 結論

1）在靜載試驗前做低應變檢測，靜載試驗在荷載作用下可能使樁的初始狀態發生改變，對檢驗樁是否存在缺陷帶來偏離；

2）當靜載試驗時發現承載力有問題，檢驗結束后要立即進行樁身檢驗，探查樁頭是否被壓壞或用低應變檢測判定樁身某個部位是否存在缺陷；

3）復合地基靜載試驗最大加載量，不一定剛好等于復合地基承載力特征值的2倍，可根據樁身強度等級大小，適當加大。

[1]建筑樁基技術規程JGJ94-94[S].北京：中國建筑工業出版社，1995.

[2]建筑地基處理技術規范JGJ79-2002[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[3]建筑基樁檢測技術規范JGJ106-2003[S].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[4]閻明禮，張東剛.CFG樁復合地基技術及工程實踐[M].北京：中國水利水電出版社，2001.