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CFG桩复合地基检测常见问题.pdf2012年4月下 第41卷第363期
施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
CFG桩复合地基检测常见问题
罗鹏飞佟建兴孙训海"，刘建飞？
T／SLEA 0031.3-2022标准下载Common Problemsin Testing of Cement FlyAsh Grave
Luo Pengfei',Tong Jianxing',SunXunhai',LiuJianfei (1.China Academy of Building Research, Bejing 100013,China: 2. Zheiang Prou. Institute of Archilectural Design and Research, Hangzhou, Zhejiang 310006, China)
Pengfei',Tong Jianxing',Sun Xunhai', Liu
由于CFG桩复合地基设计的桩距变化较大，需
要检测单位备有不同尺寸足够刚度的荷载板，不少 检测单位图方便，就用一定厚度的钢板代替。有些 单位采用多层钢板，从底层向上几何尺寸逐渐减小 的组合式荷载板，如图1a所示。有的采用梁板式组 合，底层为4~5cm厚钢板，其上根据荷载板尺寸在 第1层放几排工字钢、第2层两排工字钢，再放钢板 和千斤项，如图1b所示。但不少单位就用1层4~ 5cm钢板，有的两层2cm钢板作荷载板。 例如，某工程为高层建筑地基处理，采用CFG 桩复合地基方案，设计要求复合地基承载力为 400kPa，正方形布桩，桩距为1.5m。第1个检测单 位用1.5m×1.5m、4~5cm厚钢板作为荷载板，荷 载板上放千斤顶做静载试验，如图1c所示。试验过 程中，随着荷载不断增加，荷载板发生明显的中间 下凹周边上翘的挠曲变形。检测结果复合地基承
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图1荷载板示意 Fig.1 Loading plates
载力特征值不满足设计要求。建设单位请了另一 个检测单位，对该工程重新检测，荷载板具有足够 的刚度，检测结果满足设计要求的复合地基承载力 特征值400kPa。 同一个工程具有不同检测结果的原因在于荷 载板刚度是否符合《规范》附录A第A.0.2条，即复 合地基试验承压板应具有足够刚度的要求。复合 地基是土共同承担荷载，第1个检测单位的荷载 板刚度不够，荷载板下桩间土只有很少一部分承载 力充分发挥，因此荷载主要由桩承担，桩过早达到 极限承载力，导致复合地基承载力偏低。第2个检 测单位荷载板具有足够刚度，荷载板下桩间土承载 力得到充分发挥，试验结果是合理的。 荷载板刚度不够影响试验结果的可靠性是当 前复合地基检测中非常突出的问题，建议检测单位 配置不同尺寸足够刚度的荷载板（见图1d），当荷载 板尺寸不能完全符合实际要求的置换率时，可考虑 选用厚度较大的钢板与设计的置换率相等，之上再
罗鹏飞等：CFC复合地基检测常见间题
放置图1d所示的荷载板，并保证组合后的荷载板具 有足够的刚度。
一般要求首先根据设计要求挖一试验坑，坑的 平面尺寸与荷载板相同，深度和褥垫层厚度相同， 如图2a所示。按设计要求的夯填度铺设褥垫层，厚 度为150mm。保证原状土对褥垫层的侧向约束。 之后安装荷载板并使荷载板与# 褥垫层密切接触
图2荷载试验褥垫层铺设 Fig.2Paving cushions in loadingtest
但不少单位褥挚层铺设如图2b所示，褥垫层超 出荷载板只有20~30cm。当加压时褥垫层没有侧 向约束，褥垫材料向外挤出，增大了褥垫层的竖向 变形。 实际工程褥垫层满铺，取一根桩和其分担的桩 间土作为一个单元分析，褥垫层都有侧向约束。如 果按图2a挖一试坑不方便，可按图2c将褥垫层匹 周向外多铺一定距离，保证褥垫层都有侧向约束， 以正方形布桩为例，褥垫层四周向外多铺的距离 不应小于1/2桩距或1/2荷载板宽度。
实际工程中不少检测单位选用的最大加载压 力刚好是设计要求承载力特征值的2倍。例如设计 要求复合地基承载力特征值200kPa。最大加载压 力选用设计要求的复合地基承载力特征值的2倍， 即400kPa，且试验结果承载力由1/2最大加载压力 控制。3台试验结果分别为：f，=200kPa;,= 200kPa;f，=180kPa，极差（最大值与最小值之差）为 0kPa，平均值为193kPa，极差与平均值之比为10% ≤30%，则复合地基承载力特征值fm为：
f.pk = 200+200+180 =193kPa
不能满足设计要求的复合地基承载力特征 值200kPa。 如果最大加载压力适当加大，比如选用设计要 求的复合地基承载力特征值的2.1倍，即420kPa， 做3台静载试验，承载力由1/2最大加载压力控制， 试验结果分别为：f，=210kPa;f,=210kPa;f= 80kPa。平均值为200kPa，极差为30kPa，极差与平 均值之比为15%≤30%，则承载力特征值为：
fupk = 210+210+180 =200kPa
满足设计要求。 显然如果最大加载压力选用设计要求复合地 基承载力特征值的2倍，3台试验中只要有一台稍 偏低就不能满足设计要求。所以，在进行复合地基 静载试验时，最大加载压力适当大于设计要求压力 值的2倍。以防止把本来是满足设计要求的工程可 能误判为不合格。
4低应变桩身完整性检测试验点选择不合理
复合地基静载试验的试验点在平面上应均匀 分布，当土性分布不均匀时，试验点选择应考虑土 性对复合地基承载力的影响。 低应变检测试验点选择除了注意在平面上应 购匀分布外，还要注意随机选点，以保证缺陷桩统 计比例的真实性。比如，某工程因机械清土不当， 造成桩浅部水平断裂，随机选取143根桩进行低应 变检测，发现25根桩有水平断裂缺陷，缺陷桩为检 测桩的17%，又增加143根桩进行低应变检测，缺 陷桩为检测桩的16.8%。自前，北京地区多用抽取 桩号尾号数字来确定，比如，抽取总桩数的10%进 行低应变检测，选尾号数字3，则3，13,23,33，43等 即为所选被检测桩。由于桩位普遍采用计算机自 动编号，采用上述方法既保证了试验点选取的随机 性，又保证了分布的均匀性。 但也发现有的监理工程师对随机选点的重要 性认识不够，将旁站发现可能存在问题的桩选定为
被检桩，这样将导致统计的缺陷桩比例可能偏大， 丧失真实性。为了对工程负责，及时发现施工可能 发生的问题，还要保证缺陷桩统计比例真实可靠， 对这些桩可以做低应变检测，以便判断这些桩是否 有缺陷和什么缺陷，但不参与统计，参与统计的只 能是这些桩中被随机选定的桩。
5多桩型复合地基检测方案不合理
对可液化地基（或湿陷性黄土地基）一般先采 用碎石桩（或灰土挤密桩）消除地基液化（或湿陷 性），当建筑物荷载大时，单一碎石桩复合地基（或 灰土桩复合地基）承载力不能满足设计要求，需采 用CFG桩进一步加固，形成多桩型复合地基。对有 两个好的桩端持力层的地基，有时采用长短CFG桩 更为经济，长短CFG桩复合地基也属多桩型复合地 基。为研究方便，两种桩型的复合地基中，承载能 力贡献大的称为主桩，如由CFC和碎石桩（灰土 桩组成的复合地基中的CFG桩，长短CFG桩复合 地基中的长桩，其余为辅。 对两种桩型组成的复合地基的检测，由于加载 量大，一些单位采用了简易方法，即分别对两种桩 型做单桩复合地基静载试验，将两种桩型单桩复合 地基承载力相加取平均值，作为多桩型复合地基承 载力特征值。文献[1]的研究结果表明，相褥垫 层厚度条件下，桩间土承载力发挥最大，辅桩次之， 主桩最小。因此，分别对两种桩型做单桩复合地基 静载试验，分别确定单桩复合地基承载力相加取平 均值是不尽合理的。 也有的检测方案如图3所示，荷载板下有一根 主桩和一根辅桩，虽然置换率是对的，但难以保障 荷载板均匀下沉。试验方案不合理。
图3错误的检测方案 Fig.3Erroneousdetecting scheme
建议采用图4所示的四桩复合地基检测方案 对图4所示的布桩设计，选用正方形荷载板，两根主 和两根辅桩分别位于两个对角线上。
CFG桩复合地基承载力应通过现场复合地基 载荷试验确定，无论是在设计阶段还是复合地基峻
JBT 13900-2020 机械式粉末成型压力机 技术条件.pdf2012No.363
图4不同布桩条件下的检测方案 Fig.4Detecting schemes underthe different conditions of pile layout
工验收阶段，复合地基载荷试验结果的可靠性是至 关重要的。针对目前检测发生的问题，建议应保证 如下几项。 1）荷载板应有足够的刚度，能够很好地反映复
地基承载力特征值分别为211,230kPa。 由于储罐载荷较大，覆盖层范围均为主要持力 层。通过载荷试验和标准贯入度综合判定强夯后 表层承载力离散性较大，深层土承载力不能满足承 载力特征值要求，经综合判定强夯后地基承载力不 能满足工程施工要求。
本工程场地土大多为黄土状粉土，原始地貌高 低起伏，导致回填土薄厚不均，地基土含水量低且 离散性较大，回填土与原状土渗透系数不同，给注 水预增湿施工带来很大难度，各土层含水率的均匀 性难以控制，虽然不断改良注水工艺，但工程实际 应用难度依然较大。 强夯处理效果受到了注水增湿效果的直接影 响，含水率的均匀性决定强夯后地基的均匀性，在 高能级强劵的作用下局部含水率过高的土体很容 易变为橡皮土。在此情况下，强夯能级的提高与处 理的有效深度不成线性关系，当能级超过12000 罗鹏飞等：CFG桩复合地基检测常见问题 CFG桩复合地基检测常见 合地基桩土共同承担荷载的特点。 2）褥垫层铺设要模拟实际工程的工作性状云南某科研大楼及配套工程建筑安装工程施工组织设计方案.doc，褥 垫层水平向应有一定的侧向力作用。 3)最大加载压力宜适当大于设计要求压力值 的2倍。 4)低应变检测试验点选择除了注意在平面上 应均匀分布外，还要注意随机选点，以保证缺陷桩 统计比例的真实性。 5)多桩型复合地基宜采用四桩复合地基检测 方案，对本文讨论的布桩形式，宜选用正方形荷载 板，两根主桩和两根辅桩分别位于两个对角线上。 对场地湿陷性黄土注水预增湿后采取高能级 强夯，能有效改善场地土的各项参数，对消除场地 土湿陷性和提高承载力作用显著。但由于本工程 10万m大型原油储罐基础对地基不均匀沉降十分 致感，湿陷性黄土注水预增湿后采取高能级强夯的 处理效果以及对土体改善程度比较有限。施工阶 段对部分储罐地基处理方式做出调整。18座储罐 采用强夯+钢筋混凝土基进行地基处理，4座储 灌采用关然地基+桩基进行地基处理，7座天然地 基，1座采用预增湿+高能级强夯进行地基处理。