某工程地基處理CFG樁檢測(cè)及缺陷成因分析

董承全 邵雨男 秦成超

摘 要：某地基基礎(chǔ)采用CFG樁基礎(chǔ)，為檢測(cè)CFG樁質(zhì)量，采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)CFG樁樁身混凝土完整性，采用復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)CFG樁復(fù)合地基承載力。結(jié)果表明：該場(chǎng)地軟基處理采用CFG樁是適宜的，滿足工程對(duì)承載力和沉降控制要求。針對(duì)發(fā)現(xiàn)的樁身缺陷，對(duì)缺陷形成原因進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：CFG樁；完整性檢測(cè)；承載力試驗(yàn)；缺陷成因；改進(jìn)措施

1 工程概況

某機(jī)械車間為地上4層，框架結(jié)構(gòu)，獨(dú)立基礎(chǔ)，基底土主要為粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土。地下水靜止水位標(biāo)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(shè)計(jì)要求。采用CFG樁復(fù)合地基處理方案。

2 復(fù)合地基承載力試驗(yàn)參數(shù)分析計(jì)算

地基處理CFG樁設(shè)計(jì)樁徑為Φ400mm，樁長(zhǎng)12m，樁身強(qiáng)度等級(jí)C20。復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為？芏350kPa，單樁承載力？芏440kN。其中廠房基礎(chǔ)116個(gè)，總布樁數(shù)為1110根；加工車間基礎(chǔ)69個(gè)，總布樁數(shù)585根。根據(jù)提供的實(shí)際置換率、樁數(shù)、復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值等參數(shù)，計(jì)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(gè)別基礎(chǔ)外，靜載試驗(yàn)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(chǔ)的布設(shè)位置和重要性，靜載試驗(yàn)點(diǎn)的選擇應(yīng)盡可能在上述基礎(chǔ)之中。

3 檢測(cè)方法

根據(jù)有關(guān)規(guī)定并結(jié)合有關(guān)資料[1-4]，本次工程采用低應(yīng)變反射波法檢測(cè)CFG樁樁身混凝土完整性，采用復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)CFG樁復(fù)合地基承載力。本工程CFG樁低應(yīng)變完整性檢測(cè)按30%進(jìn)行，復(fù)合地基承載力試驗(yàn)按1%進(jìn)行，則低應(yīng)變檢測(cè)數(shù)量為：總計(jì)508根；復(fù)合地基承載力試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)為：總計(jì)17根。復(fù)合地基承載力具體試驗(yàn)點(diǎn)及根數(shù)見表1和表2。

單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)技術(shù)是在一定面積的剛性承壓板上加荷，測(cè)定單樁與地基土的共同變形。用于測(cè)定單樁復(fù)合地基承載力。

單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)設(shè)備包括剛性承壓板、加卸荷裝置、測(cè)量荷載及沉降的儀器等（如圖1所示）。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)時(shí)，承壓板面積可用圓形或方形，面積為一根樁承擔(dān)的處理面積。

低應(yīng)變反射波法的基本原理為：通過(guò)在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過(guò)程中，遇到不連續(xù)界面（如縮頸、擴(kuò)徑、蜂窩、夾泥、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時(shí)，將會(huì)發(fā)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(guò)對(duì)反射波的曲線特征的分析即可對(duì)樁身的完整性、缺陷的位置進(jìn)行判定，并對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推定。

4 檢測(cè)結(jié)果及缺陷成因分析

4.1 樁身完整性檢測(cè)結(jié)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(chǎng)地樁平均波速，樁底反射前無(wú)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(wú)明顯樁底反射。圖2c為淺部斷樁，波形特征表現(xiàn)為低頻振動(dòng)與反射波的迭加。據(jù)了解，造成樁身深部缺陷主要是由于施工過(guò)程機(jī)械故障所致，樁身淺部缺陷主要是由于樁頭開挖施工過(guò)程機(jī)械碰撞所致，采取補(bǔ)樁接樁處理。

4.2 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

圖1a為完整樁靜載試驗(yàn)曲線。由圖3b可看出樁身中部存在局部缺陷，造成某級(jí)荷載作用下沉降偏大，隨著荷載進(jìn)一步加大，介質(zhì)壓密，沉降減小趨于穩(wěn)定，最終承載力滿足設(shè)計(jì)要求。由圖3c可看出，曲線存在明顯臺(tái)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(dāng)荷載繼續(xù)增加時(shí)，樁端虛土或散體材料進(jìn)一步壓實(shí)，端阻力進(jìn)一步發(fā)揮，承載力又進(jìn)一步提高。

造成此現(xiàn)象原因可能是由于鉆桿成孔鉆進(jìn)時(shí)，管內(nèi)充滿空氣，鉆孔到預(yù)定標(biāo)高后開始灌注混合料，此時(shí)要求排氣閥工作正常，能將管內(nèi)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(nèi)空氣無(wú)法排出，將導(dǎo)致空氣在樁身中形成空洞。

解決辦法：施工過(guò)程中經(jīng)常檢查排氣閥是否正常工作。如果發(fā)生堵塞，及時(shí)進(jìn)行處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

某工程基礎(chǔ)CFG樁完整性檢測(cè)及承載力試驗(yàn)結(jié)果表明：該場(chǎng)地軟基處理采用CFG樁是適宜的，滿足工程對(duì)承載力和沉降控制要求。針對(duì)發(fā)現(xiàn)的樁身缺陷，對(duì)缺陷形成原因進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施。

參考文獻(xiàn)

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