某工程地基處理CFG樁檢測及缺陷成因分析

董承全 邵雨男 秦成超

摘 要：某地基基礎采用CFG樁基礎，為檢測CFG樁質量，采用低應變反射波法檢測CFG樁樁身混凝土完整性，采用復合地基靜載荷試驗檢測CFG樁復合地基承載力。結果表明：該場地軟基處理采用CFG樁是適宜的，滿足工程對承載力和沉降控制要求。針對發現的樁身缺陷，對缺陷形成原因進行了分析，并提出了改進措施。

關鍵詞：CFG樁；完整性檢測；承載力試驗；缺陷成因；改進措施

1 工程概況

某機械車間為地上4層，框架結構，獨立基礎，基底土主要為粘質粉土、粉質粘土。地下水靜止水位標高為35.82～38.03m（埋深6.10～7.50m），地下水類型為承壓水。天然地基持力層承載力不足，地基沉降變形大，不能滿足設計要求。采用CFG樁復合地基處理方案。

2 復合地基承載力試驗參數分析計算

地基處理CFG樁設計樁徑為Φ400mm，樁長12m，樁身強度等級C20。復合地基承載力標準值為？芏350kPa，單樁承載力？芏440kN。其中廠房基礎116個，總布樁數為1110根；加工車間基礎69個，總布樁數585根。根據提供的實際置換率、樁數、復合地基承載力標準值等參數，計算承壓板尺寸及最大堆載值見表1、表2。

從表1和表2可以看出，除個別基礎外，靜載試驗所需承壓板寬度均在1.3～1.5m之間，最大堆載量在1300～1500kN之間。綜合考慮基礎的布設位置和重要性，靜載試驗點的選擇應盡可能在上述基礎之中。

3 檢測方法

根據有關規定并結合有關資料[1-4]，本次工程采用低應變反射波法檢測CFG樁樁身混凝土完整性，采用復合地基靜載荷試驗檢測CFG樁復合地基承載力。本工程CFG樁低應變完整性檢測按30%進行，復合地基承載力試驗按1%進行，則低應變檢測數量為：總計508根；復合地基承載力試驗點數為：總計17根。復合地基承載力具體試驗點及根數見表1和表2。

單樁復合地基載荷試驗技術是在一定面積的剛性承壓板上加荷，測定單樁與地基土的共同變形。用于測定單樁復合地基承載力。

單樁復合地基載荷試驗設備包括剛性承壓板、加卸荷裝置、測量荷載及沉降的儀器等（如圖1所示）。單樁復合地基載荷試驗時，承壓板面積可用圓形或方形，面積為一根樁承擔的處理面積。

低應變反射波法的基本原理為：通過在樁頂施加激振信號產生應力波，該應力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續界面（如縮頸、擴徑、蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時，將會發生反射和透射，用記錄儀器記錄下反射波在樁身中傳播的波形，通過對反射波的曲線特征的分析即可對樁身的完整性、缺陷的位置進行判定，并對樁身混凝土強度進行推定。

4 檢測結果及缺陷成因分析

4.1 樁身完整性檢測結果分析

圖2a為完整樁波形，由圖可見樁底反射清楚，波速正常，為該場地樁平均波速，樁底反射前無缺陷反射。圖2b為缺陷樁波形，可見樁身存在一明顯缺陷反射波，無明顯樁底反射。圖2c為淺部斷樁，波形特征表現為低頻振動與反射波的迭加。據了解，造成樁身深部缺陷主要是由于施工過程機械故障所致，樁身淺部缺陷主要是由于樁頭開挖施工過程機械碰撞所致，采取補樁接樁處理。

4.2 靜載試驗結果分析

圖1a為完整樁靜載試驗曲線。由圖3b可看出樁身中部存在局部缺陷，造成某級荷載作用下沉降偏大，隨著荷載進一步加大，介質壓密，沉降減小趨于穩定，最終承載力滿足設計要求。由圖3c可看出，曲線存在明顯臺階，這主要是由于樁端處存在虛土或樁端混合料離析造成端阻力減小，當荷載繼續增加時，樁端虛土或散體材料進一步壓實，端阻力進一步發揮，承載力又進一步提高。

造成此現象原因可能是由于鉆桿成孔鉆進時，管內充滿空氣，鉆孔到預定標高后開始灌注混合料，此時要求排氣閥工作正常，能將管內空氣排出，若排氣閥被混合料漿液堵塞，不能正常工作，鉆桿內空氣無法排出，將導致空氣在樁身中形成空洞。

解決辦法：施工過程中經常檢查排氣閥是否正常工作。如果發生堵塞，及時進行處理。

5 結束語

某工程基礎CFG樁完整性檢測及承載力試驗結果表明：該場地軟基處理采用CFG樁是適宜的，滿足工程對承載力和沉降控制要求。針對發現的樁身缺陷，對缺陷形成原因進行了分析，并提出了改進措施。

參考文獻

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