论CFG桩浅部断裂对复合地基承载力影响.doc

1、论 CFG 桩浅部断裂对复合地基承载力影响摘要：本文对 CFG 桩浅部断裂对复合地基承载力影响这两个问题展开分析研究，从 CFG 桩加固地基机理、规范要求等方面入手，结合具体工程实例，得出了有意义的结论，为 CFG 桩复合地基承载力检测时提供参考。 关键词 CFG 桩 复合地基浅部断裂 中图分类号：TU74 文献标识码：A CFG 桩复合地基目前在山东省内得到了越来越多的应用，但多数技术人员对 CFG 桩浅部断裂对复合地基承载力影响了解不足，遇到此类问题处理困难。本文就这个问题展开分析，希望能促进复合地基检测技术的进步。 1 褥垫层铺设 在 CFG 桩复合地基承载力现场检测中，关于承压板下垫层

2、的铺设，各个地区及检测机构做法不一，有的检测机构直接在铺设好的褥垫层上按设承压板进行单桩复合地基静载荷试验，褥垫层材料多采用级配砂石或碎石，厚度一般不小于 150mm，此时褥垫层只是临时铺设，为方便检测使用，密实度较小。多数检测机构采用承压板底面下铺设粗砂或中砂垫层，但有的检测机构所铺设垫层厚度仅在 50mm 左右。这些都必然影响到CFG 桩复合地基承载力的合理判定，笔者认为对于承压板底面下垫层的铺设应从 CFG 桩复合地基加固机理、规范要求综合考虑，从而使载荷试验能真实反映复合地基承载力。 1）褥垫层在 CFG 桩复合地基中的作用 CFG 桩复合地基中的褥垫层不是基础施工时通常做的 100m

3、m 厚的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的散体垫层。CFG 桩桩体强度等级一般为C5C20，为施工方便，CFG 桩通常采用素混凝土，其强度等级则多在 C20以上，因此褥垫层是保证桩、土共同承担荷载，形成复合地基的必要条件，是 CFG 桩复合地基不可缺少的一部分。其次褥垫层可以减少基础底面的应力集中，调整桩土荷载分担比。研究资料1表明，在无褥垫层情况下，CFG 桩单桩复合地基的桩土应力比 n=24.329.4；当褥垫层厚度为300mm 时，桩土应力比在 1.23 左右。静载荷试验是模拟地基基础的实际工作性状，通常在散体桩或柔性桩复合地基承载力检测时，承压板底面下垫层多起到保证承压板水平及与土层和

4、增强体均匀接触的作用。而 CFG桩复合地基属于刚性桩或半刚性桩复合地基，区别于一般的散体桩或柔性桩复合地基的概念，即褥垫层是 CFG 桩复合地基组成中的一部分。因此，在 CFG 桩复合地基承载力现场检测时必须重视褥垫层的作用。 2）垫层厚度、密实度对载荷试验结果的影响 研究资料表明，当褥垫太薄，会导致桩顶应力集中，桩间土承载能力不能充分发挥，应该由桩间土承担的荷载转移至桩上，容易发生桩头压碎或桩过早首先达到单桩极限承载力，复合地基承载力偏低。因此，试验时若不要褥垫层，地基承载力主要为桩的承载力，从而使复合地基承载力降低。褥垫层的密实度较小，会导致沉降量较大，复合地基承载力特征值降低；刚度过大，

5、则土的承载力难以发挥。若无侧面约束条件，会使褥垫层的变形增大。 3）垫层厚度合理取值 根据规范2第 A.0.3 条规定，承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取 50150mm，桩身强度高时宜取大值。根据此款规定，在进行CFG 桩复合地基载荷试验时垫层厚度应取 150 mm。同时规范4第 9.2.3条规定，桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜取 150300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。通常 CFG 桩复合地基褥垫层设计厚度取 300mm。由此笔者认为在进行 CFG 桩复合地基承载力现场检测时，应重视褥垫层的作用，垫层材料可取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可，但其厚度宜取褥

6、垫层设计厚度值，其最小厚度不应小于 150mm，同时垫层每边宜超过承压板宽度 50150mm，防止垫层的侧向挤出。试验前垫层应进行预压，预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。 2CFG 桩浅部断裂对复合地基承载力影响 笔者通过调查十几个 CFG 桩复合地基工程检测实例，发现低应变桩身完整性检测类别为 IV 类桩，CFG 桩桩身浅部断裂，后通过静载荷验证检测，该类桩单桩复合地基承载力均能达到设计要求。针对此类问题，下文结合具体工程实例进行分析。 某县医院新建病房楼采用 CFG 桩复合地基，桩径为 500mm，设计桩长 13m，混凝土强度等级 C20，设计复合地基承载力特征值 300k

7、Pa，面积置换率 8.16%，总桩数为 1017 棵。低应变桩身完整性检测共 102 棵，其中 IV 类桩为 10 棵。其中典型时域信号（以 627#桩）如图 1 所示。 图 1627#桩低应变时域信号 627#桩在距桩顶 1.8m 处断裂。其他桩断裂位置基本在距桩顶1.62.0m 之间，多数在 1.8m 处。后对其中的 627#桩、637#桩分别进行了静载荷试验，其单桩复合地基承载力特征值分别为 315 kPa、337 kPa，均大于设计复合地基承载力特征值。通过现场情况分析，该工程的桩身浅部断裂是由清桩间土造成的。分析其中 CFG 桩浅部断裂对复合地基承载力影响，可以看出 CFG 桩复合地

8、基与桩基不同，由于桩基既承受竖向荷载也承受水平荷载，如果断裂则必须进行处理；而 CFG 桩复合地基中桩与土及褥垫层共同受力，CFG 桩只是增强体，传递的主要是竖向荷载，水平荷载几乎不考虑，而且桩埋深越大，桩承担水平力的作用越小。桩断裂不脱开不影响竖向承载力的传递。文献1也认为 CFG 桩断桩并不脱开不影响复合地基的正常使用，并且介绍了一种“跑桩”技术，即对CFG 桩进行快速静压，将可能断裂并脱开的桩连接起来，保证复合地基中桩能有效传递竖向荷载。 3、结论 1）CFG 桩复合地基是由桩、桩间土和褥垫层一起构成的，其中褥垫层是 CFG 桩复合地基不可缺少的一部分。进行 CFG 桩复合地基承载力现场

9、检测时，应重视褥垫层的作用。 2）承压板下垫层材料取粗砂或中砂、级配砂石或碎石均可，但其厚度宜取褥垫层设计厚度值，其最小厚度不应小于 150mm，同时垫层每边宜超过承压板宽度 50150mm，防止垫层的侧向挤出。 3）试验前承压板下垫层应进行预压，预压力大小宜取试坑底面与原天然地面之间的上覆土重。 4）低应变桩身完整性检测类别为 IV 类桩应进行静载荷验证检测，当 CFG 桩浅部断桩但并不脱开时不影响复合地基的正常使用。 参考文献 1叶书麟、叶观宝，地基处理与托换技术，北京：中国建筑工业出版社，2005 2中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）,北京：中国建筑工业出版社