CFG桩复合地基检测常见问题与改进方法研究

引用文献:

徐变. CFG桩复合地基检测常见问题与改进方法研究[J]. 城市住宅,2020,50(2).

. [J]. build,2020,50(2).

作者:徐变
单位:中铁十六局集团第一工程有限公司
摘要:根据研究,桩基静载荷试验及应变检测工作是工程建设活动中的重要内容,针对CFG桩复合地基检测工作中经常出现褥垫层设置不合理、荷载刚度不足等问题,提出合理设置褥垫层以及采用合适厚度的钢板等对策,以期为我国工程项目建设中CFG桩复合地基检测工作的正常开展提供参考。
关键词:CFG桩 复合地基 检测 改进方法
作者简介:徐变,工程师,E-mail:xubiantangtang1314@sina.com;

 

0 引言

我国现行规范JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》要求,CFG桩复合地基施工完成后,要对桩身以及地基的承载力等进行检测。在实际施工过程中,通常会对地基开展载荷试验以及低应变动力试验,确保CFG桩能够符合工程要求。当前,我国CFG桩的检测工作中还存在许多问题,直接影响施工验收。因此,研究CFG桩复合地基检测的常见问题并提出对策,具有十分重要的现实意义。

1 CFG桩概述

水泥粉煤灰桩,简称CFG桩(C指Cement、F指Flyash、G指Gravel),是由碎石、石屑、粉煤灰,掺适量水泥加水拌合,用各种成桩机制成的具有可变黏结强度的桩型。然后通过上部褥垫层将桩基与桩间土联合,将其整合为一个整体,形成一个整体受力形式。施工完成后,需要对CFG桩进行检测,检测内容为承载力及桩身完整性,在此过程中,需要使用静载荷试验对地基承载力进行检测。CFG桩对工程质量产生直接的影响,因此,检测工作成为工程建设过程中的重要内容。当前我国工程项目实际检测工作中存在着许多问题,导致检测结果准确度不高,无法针对CFG桩做出准确判断,为CFG桩的后期使用埋下了安全隐患。

2 工程案例

某工程位于白各庄,工程主要由1~13号住宅楼、配套用房、幼儿园及地下车库组成,天然地基不能满足上部承载力要求,需要进行地基处理。结合勘察报告,根据规范以及相关计算,采用CFG桩进行地基处理,以保证基础部位地基承载力与沉降达到设计要求。设计方案明确,CFG桩桩径为400mm,桩长14~21m,保护桩长不小于0.5m,桩身混凝土强度等级为C20和C25,桩数为3 804根,需混凝土约8 050m3,整体呈现方形布置。根据岩土工程勘察报告中所述的工程地质条件和水文地质条件,考虑到现场施工条件,本工程CFG桩施工优先考虑采用长螺旋压灌混凝土工艺。

3 CFG桩复合地基检测常见问题与相关改进方法

在该工程项目中,CFG桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验,其桩身强度应满足试验荷载条件。复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的数量不应少于总桩数的1%,且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3点;采用低应变动力试验检测桩身完整性,检查数量不低于总桩数的10%。现从以下4部分详细论述CFG桩复合地基检测常见问题与相关改进方法。

3.1 褥垫层设置不合理的问题及相关改进措施

对该住宅工程CFG桩开展检测活动时,在布置褥垫层的过程中,工作人员应严格按照工程要求在地基上挖出一个与荷载板尺寸相当的试验坑,坑体的深度正常情况下要与褥垫层厚度保持一致,一般厚度为100~150mm,以确保褥垫层能够受到土层的侧向约束力。布置完褥垫层与试验坑之后,要结合工程实际状况合理布置荷载板。但是结合该住宅工程CFG桩检测来看,施工单位并未严格按照要求施工,褥垫层的宽度比荷载板多20~30cm,这会导致褥垫层在使用过程中缺乏侧向约束力,在检测活动中,褥垫层往往会因为上部的压力出现竖向变形。

针对褥垫层设置不合理的问题,需要在检测之前将褥垫层设置为满铺状态,以确保褥垫层能够在使用过程中受到侧向约束力的作用。在铺设过程中,可能在试挖时存在不便,可以通过将褥垫层扩大一定范围来保证褥垫层能够受到周围的约束力。荷载试验褥垫层铺设如图1所示。

图1 荷载试验褥垫层铺设示意

图1 荷载试验褥垫层铺设示意

 

3.2 荷载刚度不足的问题及相关改进措施

在设置CFG桩的过程中,施工人员要注意合理设置桩与桩之间的距离,在完成桩基施工后对其进行检测,根据桩基之间的距离选择合适厚度的荷载板。一些检测单位为了方便检测,通常忽视桩基之间的距离,选择同一厚度的钢板代替荷载板,不能很好地满足检测要求,导致检测结果精准度不高,给检测带来阻碍,不利于后续工程建设的顺利开展,使得工程项目的建设质量无法保障。

在对该工程项目的CFG桩复合地基基础开展检测时,根据设计要求,CFG桩复合地基基础的承载力要达到500k Pa。检测单位在对该项目进行检测时,发现在荷载板的上部荷载压力在不断增大,并且中间部位出现了明显下凹,最终得出该项目基础地基承载力不能满足工程要求的结论。

在得出此结论后,工程建设单位又聘请了另一检测队伍对CFG桩进行检测。该检测单位通过观察CFG桩的施工情况,选择足够刚度的荷载板,最终得出该工程CFG桩复合地基基础满足工程设计要求的结果。

通过对两个检测单位的调查发现:第1个检测单位在检测中,选取的荷载板强度不高,在检测过程中只有钢板下面的少部分桩间土在承载压力,当荷载加大时,承压板本身的变形也影响到沉降量的测读,导致检测结果显示地基承载力不足;而第2个检测单位,根据CFG桩的施工情况,选择了合适刚度的荷载板,使得基础地基能够充分发挥自身承载力,最终得出正确的检测结果。

在CFG桩复合地基基础检测中,荷载板刚度不足极易对检测结果带来影响,检测单位一定要通过观察工程现场情况,制定合理的检测方案,根据桩基之间的距离选择合适厚度的荷载板,确保荷载板的刚度能够满足检测要求,为检测工作的顺利开展提供保障。

3.3 检测点布置不合理的问题及相关改进措施

在检测CFG桩复合地基基础荷载力时,应该结合工程项目的实际情况,在地基平面上均匀设置监测点,根据地基土体性质的不同,考虑土体性质的承载力,合理布置检测点。在检测CFG桩身完整性时,除了均匀布置之外,还需要根据工程实际情况,随机布置低应变检测点,提高检测结果的准确性,为后续工程建设活动的顺利开展提供保障。根据目前我国工程项目中的低应变检测桩选取情况来看,检测对象基本选取总桩数的10%、位数为5或者5倍数的CFG桩为低应变检测桩对象,该方法的使用不仅满足了选取CFG桩的随机性,又确保CFG桩低应变检测桩的均匀性。CFG桩桩身完整性的判断类别划分如表1所示。

3.4 加载、卸载分级荷载量的控制对检测结果的影响

载荷试验加载宜采用油压千斤顶,加载方式应采用慢速维持荷载法。正式试验前宜进行预压,预压荷载宜为最大加载量的5%,预压时间为5min。预压后卸载至0。以后加载、卸载均应逐级、等量卸载,应使荷载传递均匀、连续、无冲击,每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过荷载的±10%。加载前预压在以往静载检测的相关规定中没有提及,有些检测单位的预压做法也不规范。在静载荷试验中预压是为了检测加压系统的工作状态,因此建议取最大加荷的5%,若按10%预压,所得的P-S曲线需要修正。

表1 CFG桩桩身完整性的判断类别划分   

表1 CFG桩桩身完整性的判断类别划分

4 结语

根据我国当前建筑工程项目建设情况来看,CFG桩复合地基的承载力直接关乎工程项目建设的顺利开展,对工程质量有着直接的影响,因此在完成CFG桩施工后,需要对桩身完整性以及地基承载力进行检测。在此过程中,施工单位首先要结合CFG桩的建设情况合理设置褥垫层,确保荷载板的刚度符合检测条件要求,并结合工程实际情况合理布置检测点,规范控制每级加载、卸载荷载量,为检测活动的顺利开展提供保障,促使检测精确度不断提高,进而保证工程质量。

 

 

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