CFG樁與素土擠密樁復(fù)合地基的檢測應(yīng)用

孫騰 (陜西西域巖土工程有限公司  710016  西安)

    西安市屬濕陷性黃土地區(qū)，地基處理方式多樣化，復(fù)合地基作為傳統(tǒng)的地基處理方式利用了樁間土和樁共同作用的特點(diǎn)加之其在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會效益等方面的優(yōu)勢在本地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)以消除地基土濕陷性為主要目的時，選用土擠密樁復(fù)合地基較為適宜。但對西安市東郊米秦路北側(cè)某高層建筑來說，采取單一的土擠密樁復(fù)合地基處理方法堅(jiān)決建筑物的要求，在這種情況下，就需要對兩種復(fù)合地基處理方法進(jìn)行組合。本文所介紹的工程實(shí)例就是采用CFG樁與素土擠密樁的雙重復(fù)合，解決了地基承載力不足與地基濕陷性的問題。

一、工程概況及地質(zhì)條件

    擬建的住宅樓，該建筑物地上15層，剪力墻結(jié)構(gòu)，地下1層，筏板基礎(chǔ)。地基處理采用CFG樁復(fù)合地基，并在CFG樁施工前采用素土擠密樁處理方法。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級。

    場地地貌單元屬浐河Ⅲ級階地，為自重濕陷性黃土場地，地基濕陷等級為Ⅱ級（中等）。地下水類型屬潛水類型，勘察期間，穩(wěn)定水位埋深介于23.40～25.50m，相應(yīng)高程386.02～388.27m，場地地下潛水位年變化幅度1.0~2.0m左右。

二、素土擠密樁復(fù)合地基

    本工程在CFG樁施工前進(jìn)行素土擠密樁，施工采用沉管成孔、分層填料重錘夯擊成樁工藝。孔徑為400mm，有效樁長為12.0m，樁身填料素土。等邊三角形布樁，樁心距900mm。處理后地基承載力特征值不小于280kPa；設(shè)計(jì)要求樁身素土壓實(shí)系數(shù)不小于0.97，樁間平均擠密系數(shù)不小于0.93。

    該工程共進(jìn)行了3點(diǎn)單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)，對該復(fù)合地基承載力作出評價和確定所對應(yīng)的沉降量；同時對素土擠密樁進(jìn)行了3個探井的取土試驗(yàn)，取樁間土36件、樁體土54，并進(jìn)行土工分析試驗(yàn)，以檢查其素土壓實(shí)系數(shù)及機(jī)密系數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求及地基處理后的濕陷性消除情況。

    2.1、單樁復(fù)合靜載結(jié)果

    靜載試驗(yàn)點(diǎn)3點(diǎn)：從P～s曲線（見圖1）可以看出，3點(diǎn)靜載試驗(yàn)在最大荷載560kPa時對應(yīng)總沉降量為12.085mm～14.775mm， P～s曲線呈緩變型。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）附錄A的有關(guān)規(guī)定，確定3點(diǎn)靜載試驗(yàn)的承載力特征值均不小于280kPa；對應(yīng)280kPa時各檢測樁的沉降量為4.18mm～5.58mm，其s/d值介于0.0042～0.0059（“d”為承壓板直徑，即950mm）。因此本工程素土擠密樁復(fù)合地基承載力特征值不小于280kPa。

圖1  素土擠密樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)P—s曲線

    2.2、擠密效果評價

    樁體土環(huán)刀法密度試驗(yàn)結(jié)果表明，樁體素土干密度介于1.65～1.71g/cm3之間，平均值為1.68g/cm3。依據(jù)素土擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告中最大干密度1.73g/cm3計(jì)算，樁體素土壓實(shí)系數(shù)介于0.95～0.99，平均值為0.97。

    樁間土環(huán)刀法密度試驗(yàn)結(jié)果表明，樁間土的平均干密度值介于1.59g/cm3～1.63g/cm3，平均值為1.61g/cm3，依據(jù)素土擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告中最大干密度1.73g/cm3計(jì)算，樁間土擠密系數(shù)介于0.92～0.94，平均值為0.93。

    地基處理后樁間土各土樣的自重濕陷系數(shù)δzs和濕陷系數(shù)δs均小于0.015。因此本工程經(jīng)素土擠密樁處理后樁間土的濕陷性已消除。

三、CFG樁復(fù)合地基

    本工程CFG樁復(fù)合地基，樁徑為500mm，有效樁長為12.0m。等邊三角形布樁，樁心距1400mm，排距1559mm，單樁處理面積為2.806m2。設(shè)計(jì)復(fù)合地基承載力特征值不小于350kPa。

    本工程CFG樁共進(jìn)行3點(diǎn)單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)，并對單樁復(fù)合地基承載力作出評價；對59根樁進(jìn)行了低應(yīng)變檢測，抽檢率為20.1%，并評價其樁身完整性。

    3.1、CFG單樁復(fù)合靜載結(jié)果

    靜載試驗(yàn)點(diǎn)3點(diǎn)：從P～s曲線（見圖2）可以看出，3點(diǎn)靜載試驗(yàn)在最大荷載700kPa時對應(yīng)總沉降量分別為14.41mm～19.20mm， p～s曲線呈緩變型。350kPa時的沉降量為4.86mm～6.35mm，對應(yīng)的s/d值為0.0033～0.0043（“d”為承壓板直徑，即1470mm）。因此本工程CFG樁復(fù)合地基承載力特征值可取為350kPa。

圖2  CFG樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)P—s曲線

    3.2、CFG樁低應(yīng)變動力檢測

    根據(jù)實(shí)測得到的反射波時域曲線進(jìn)行分析，各檢測樁混凝土縱波波速值介于3626~4027m/s，平均值為3928m/s。檢測樁樁底反射信號存在，表明樁身結(jié)構(gòu)完整，完整性類別均為Ⅰ類。

四、結(jié)束語

    ①采用錘擊沉管擠土成孔工藝，對消除原地基土的濕陷性是行之有效的工法，并能保證土的濕陷性的消除，尤其在自重濕陷性場地，且濕陷性很強(qiáng)時更是如此。

    ②素土擠密樁與CFG樁地基處理適合應(yīng)用于基底壓力較大，濕陷性高的黃土場地，并可提高濕陷性地基土體的整體強(qiáng)度，從檢測結(jié)果來看，素土擠密樁與CFG樁對該項(xiàng)工程非常合適，它既提高了地基承載力，同時也解決了場地內(nèi)黃土地基的濕陷性，滿足了設(shè)計(jì)要求，比灌注樁或管樁大大的降低了工程造價，縮短了施工工期。

參考文獻(xiàn)：

[1]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)；

[2]朱沈陽 李青海 邢新魁主編：《濕陷性土地區(qū)人工地基工程勘察、設(shè)計(jì)、施工與檢測指南》(西北大學(xué)出版社2005.10)。

[3]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）。

[4]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）。

[5]濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會   文徑網(wǎng)絡(luò)：呂琳琳 尹維維 編輯  文徑 審核)