CFG桩复合地基的静载检测方法可靠性研究

 CFG桩复合地基的静载检测方法可靠性研究

彭博贵 

深圳市第一建筑工程有限公司    518000 

摘要：当代建筑行业高速发展，高层、超高层建筑数量越来越多，对于地基功能发挥越来越重视，也就必须更加深入的探讨地基加固技术。所以，本文主要针对CFG桩复合地基的静载检测方法可靠性进行研究，以供参考。

关键词：CFG桩；复合地基；静载检测方法

    CFG桩的优势在于沉降变形较小，且施工过程简单，当前已经受到充分重视。为了促使CFG桩复合地基的应用效果进一步提升，有必要借助静载检测方法了解其中性能。

一、CFG桩

水泥粉煤灰碎石桩又称CFG（Cement Fly-ash Gravel）桩，其中包含碎石、石屑、砂、粉煤灰、水泥等材料，加适量清水拌和，可制成强度可调的桩体，但是整体上强度较低，需要与桩间土承载力共同发挥作用。主要应用于软土地基的加固工作中，且应用效果良好。通常情况下，机械成桩方式分为三种，分别为长螺旋钻孔灌注成桩、振动沉管灌注成桩以及长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩。

二、静载检测方法

（一）检测过程

    根据《建筑基桩检测技术规范》，应该通过应用平板结构反力架，以堆载方法分级加载的模式开展试验。以地基桩型为基础计算相应的置换率，以明确不同承压板的边长或是直径。检测过程中需要4类承载板：（1）d=0.88m×0.88m的圆板；（2）b=0.8m×0.8m的方板；（3）b=0.9m×0.9m的方板；（4）b=1.0m×1.0m的方板。将地基承载力初步设为300kPa，根据试验可以确定，最大加载荷载应在设计值的2倍以上，也就是应该在600kPa以上。

    正式试验之前，首先进行预载，预载量的2倍为分级荷载数值，若CFG桩连续两小时的每小时沉降量在0.1mm以内，则其性能基本稳定。检验过程中，可应用的最大荷载为9倍分级荷载，每增加一级荷载之后，均应在第10min、15min、20min、30min、45min、50min和60min时检查CFG桩的沉降情况，60min之后，应每20min检查一次。若在连续的两小时之内，每一小时沉降量均不超过0.1mm，为CFG桩处于稳定状态。之后即可增加一级荷载，直至最后一级荷载增加完毕，CFG桩处于稳定状态，即可分级别进行卸荷操作。每一次卸载量可以为加载过程中的分级载荷数值的2倍，最多可为3倍，但是必须逐级进行等量卸载[1]。

（二）终止加载条件

    如果静载检测过程中出现以下情况，应该终止试验：（1）沉降量大幅度增加，土体被挤出，或是压板周边显著隆起；（2）承压板累积沉降量超出其直径或是宽度的6%；（3）最大加载量达到设计压力值2倍以上[2]。

三、检测过程注意事项

（一）预载

    虽然相关规定并未针对静载试验中的预载相关问题作出明确规定，但是根据既往工作经验，预载过程中所获得的沉降量，为对承载力进行明确的主要参考指标。并且在应用承压板时，褥垫层极易导致沉降量增加。所以必须首先通过预载工作，将由褥垫层引起的沉降量消除，方能保障检测结果的准确性。

（二）级差超限

    根据相关规定，如果CFG桩的级差在平均值的30%以下，也就是级差与平均值之间的比处于30%以下，此时，取其中平均值作为地基承载力特征值即可。但是规定中未明确级差大于平均值30%时的处理方法。而从实际上来看，在大于30%的情况下，CFG桩中可能存在断裂、质量不良等多种情况，承载力不能满足相关要求，所以为了保障地基整体质量，在CFG桩级差处于平均值30%以上时，应该立即明确此桩的具体情况，并及时进行合理处理[3]。

（三）观测

    在进行预载工作的过程中，增加荷载以及卸载的全程，均应针对CFG桩的沉降情况进行持续观测，观测过程中，一方面应详细且准确的记录桩基沉降量，另一方面根据其沉降情况判断桩基变形情况。但是该过程较为枯燥，且对于工作人员的专业能力和责任意识的要求均较高，所以采用人工操作的方式极易出现误差。以此为基础，在信息技术高速发展的背景下，建议将计算机控制观测的方式应用于静载试验当中，以降低工作人员的工作强度和提升静载试验的效果[4]。

四、CFG桩复合地基的静载检测实例分析

（一）地基基础

    针对某一场地开展勘探工作，勘探结果显示，地层中均为第四系全新统人工填土层，主要包含杂填土、素填土以及耕植土，同时也存在粉土、粉砂、中砂、细砂、粉质黏土以及卵石，整体上具有密实度不高、湿度较大的特点，属于典型的软土地基，不具有良好的承载能力。根据设计要求，应将填土层以及耕植土挖除，针对粉土以及粉质黏土部分则采用CFG桩形式进行处理，设计桩径为350mm，取土成孔灌注成桩，并采用梅花形、矩形或是长方形的形式布置桩基，控制桩芯和基础边线之间的距离在0.2m以下，桩长平均为3.2m，将桩体强度设定为C10级别，同时要求复合地基的承载力超过250kPa，变形模量至少为14MPa，并且在CFG桩基之中，不使用素填土、粉砂和细砂，除少量粉质黏土以外，主要原材料为松散卵石以及稍密卵石。施工过程中要求桩端进入到卵石层中至少0.5m，且桩身有效长度至少为2.5m，后续应该根据土层实际的软硬分布情况，对桩长进行即时调整。在桩顶与基础之间，还应设置厚度在200mm左右的褥垫，使用级配优良的砂石作为褥垫层的主要原材料。

（二）静载检测结果

    首先针对全部桩基进行低应变检测，选取存在缺陷的III、IV类桩作为静载试验对象，并在每一栋楼中选择3个试验点位，以2号楼为例，试验结果见下表1。

表1 2号楼3个试验点位的静载试验结果

    图1、2、3均为试验结果相应的P~S曲线以及s-lgt曲线，根据图中内容可以了解到，在最大加载压力范围之内，地基土完全处于线性变形阶段当中，无极限荷载点以及比例界限点。根据相关规定，在未出现明显的极限荷载点时，针对CFG桩复合地基，可以采用s/d、s/b=0.009相应的压力。

图1 1号点位CFG桩复合地基的P~S曲线以及s-lgt曲线

图2 2号点位CFG桩复合地基的P~S曲线以及s-lgt曲线

图3 3号点位CFG桩复合地基的P~S曲线以及s-lgt曲线

结束语：

    根据上文可以了解到，将静载检测的方式应用于CFG桩复合地基当中，可以有效检测桩基承载力，从而为工程整体质量的提升打下基础，所以提升检测结果的准确性十分重要。但在试验过程中还存在几点注意事项，需要在操作过程中明确，包括合理开展预载工作、在级差超限情况下的桩基处理以及观测桩基沉降量。

参考文献：

[1] 邱立连. CFG桩和PHC管桩多桩型复合地基静载试验[J]. 门窗,2020(2):63-64.

[2] 李中一. CFG桩在地铁停车场无砟轨道地基处理中的应用研究[D]. 重庆:重庆交通大学,2020.

[3] 刘新兵. CFG桩复合地基在高速深厚软基处理中的应用[J]. 中国公路,2021(16):106-107.

[4] 张帅. CFG桩与高压旋喷桩复合地基加固效果分析[J]. 山西交通科技,2021(5):40-42.