CFG樁與素土擠密樁復合地基的檢測應用

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，地基處理方式多樣化，復合地基作為傳統的地基處理方式利用了樁間土和樁共同作用的特點加之其在技術、經濟與社會效益等方面的優勢在本地區得到廣泛應用。當以消除地基土濕陷性為主要目的時，選用土擠密樁復合地基較為適宜。但對西安市東郊米秦路北側某高層建筑來說，采取單一的土擠密樁復合地基處理方法堅決建筑物的要求，在這種情況下，就需要對兩種復合地基處理方法進行組合。本文所介紹的工程實例就是采用CFG樁與素土擠密樁的雙重復合，解決了地基承載力不足與地基濕陷性的問題。

一、工程概況及地質條件

    擬建的住宅樓，該建筑物地上15層，剪力墻結構，地下1層，筏板基礎。地基處理采用CFG樁復合地基，并在CFG樁施工前采用素土擠密樁處理方法。地基基礎設計等級為乙級。

    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，穩定水位埋深介于23.40～25.50m，相應高程386.02～388.27m，場地地下潛水位年變化幅度1.0~2.0m左右。

二、素土擠密樁復合地基

    本工程在CFG樁施工前進行素土擠密樁，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；設計要求樁身素土壓實系數不小于0.97，樁間平均擠密系數不小于0.93。

    該工程共進行了3點單樁復合地基靜載試驗，對該復合地基承載力作出評價和確定所對應的沉降量；同時對素土擠密樁進行了3個探井的取土試驗，取樁間土36件、樁體土54，并進行土工分析試驗，以檢查其素土壓實系數及機密系數是否滿足設計要求及地基處理后的濕陷性消除情況。

    2.1、單樁復合靜載結果

    靜載試驗點3點：從P～s曲線（見圖1）可以看出，3點靜載試驗在最大荷載560kPa時對應總沉降量為12.085mm～14.775mm， P～s曲線呈緩變型。根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）附錄A的有關規定，確定3點靜載試驗的承載力特征值均不小于280kPa；對應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合地基承載力特征值不小于280kPa。

圖1  素土擠密樁復合地基靜載荷試驗P—s曲線

    2.2、擠密效果評價

    樁體土環刀法密度試驗結果表明，樁體素土干密度介于1.65～1.71g/cm3之間，平均值為1.68g/cm3。依據素土擊實試驗報告中最大干密度1.73g/cm3計算，樁體素土壓實系數介于0.95～0.99，平均值為0.97。

    樁間土環刀法密度試驗結果表明，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，依據素土擊實試驗報告中最大干密度1.73g/cm3計算，樁間土擠密系數介于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δzs和濕陷系數δs均小于0.015。因此本工程經素土擠密樁處理后樁間土的濕陷性已消除。

三、CFG樁復合地基

    本工程CFG樁復合地基，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。設計復合地基承載力特征值不小于350kPa。

    本工程CFG樁共進行3點單樁復合地基靜載試驗，并對單樁復合地基承載力作出評價；對59根樁進行了低應變檢測，抽檢率為20.1%，并評價其樁身完整性。

    3.1、CFG單樁復合靜載結果

    靜載試驗點3點：從P～s曲線（見圖2）可以看出，3點靜載試驗在最大荷載700kPa時對應總沉降量分別為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樁復合地基承載力特征值可取為350kPa。

圖2  CFG樁復合地基靜載荷試驗P—s曲線

    3.2、CFG樁低應變動力檢測

    根據實測得到的反射波時域曲線進行分析，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，表明樁身結構完整，完整性類別均為Ⅰ類。

四、結束語

    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，且濕陷性很強時更是如此。

    ②素土擠密樁與CFG樁地基處理適合應用于基底壓力較大，濕陷性高的黃土場地，并可提高濕陷性地基土體的整體強度，從檢測結果來看，素土擠密樁與CFG樁對該項工程非常合適，它既提高了地基承載力，同時也解決了場地內黃土地基的濕陷性，滿足了設計要求，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：

[1]行業標準《建筑地基處理技術規范》(JGJ79—2002)；

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

[3]《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）。

[4]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）。

[5]濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004）。

(本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網絡：呂琳琳 尹維維 編輯  文徑 審核)