CFG樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)及施工.doc
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CFG樁復(fù)合地基承載力及施工檢測(cè) 樁基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)施工(軟土處理) 2008-01-14 18:46:33 閱讀62 評(píng)論0 字號(hào):大中小 CFG樁復(fù)合地基承載力及施工檢測(cè) 提要 本文討論了CFG樁復(fù)合地基承載力確定,以及復(fù)合地基檢測(cè)應(yīng)注意的幾個(gè)問題。 關(guān)鍵詞:CFG樁復(fù)合地基,承載力,施工檢測(cè),褥墊厚度 Abstract : In this paper, bearing capacity of CFG pile composite foundation and its testing after construction are discussed. Key words:composite foundation of CFG pile; bearing capacity; construction testing; thickness of flexible cusion 中圖分類號(hào):TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 作者簡(jiǎn)介:閆明禮(1942-),男,漢族,河北樂亭人,研究員,博士生導(dǎo)師,碩士學(xué)位。 一、引言 CFG樁復(fù)合地基技術(shù)已在全國廣泛推廣應(yīng)用,國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)的頒布,為工程技術(shù)人員進(jìn)行 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)、施工及檢測(cè)提供了技術(shù)依據(jù)。但在復(fù)合地基承載力的確定及復(fù)合地基檢測(cè)方面,在不同地區(qū)基于某些地區(qū)性經(jīng)驗(yàn),存在一些差異。本文將根據(jù)自己一些粗淺體會(huì)就上述問題做一些討論。 二、復(fù)合地基承載力的確定 根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ79-2002)(簡(jiǎn)稱地基規(guī)范)和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)(簡(jiǎn)稱地基處理規(guī)范),復(fù)合地基承載力確定可分為設(shè)計(jì)階段和竣工驗(yàn)收階段進(jìn)行討論。 1、設(shè)計(jì)階段 在復(fù)合地基設(shè)計(jì)階段,地基規(guī)范規(guī)定:復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定,或采用增強(qiáng)體的載荷試驗(yàn)結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定;地基處理規(guī)范規(guī)定:復(fù)合地基承載力特征值,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí),也可按下式估算: fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk (1) 式中:fspk— 復(fù)合地基承載力特征值(kpa); m — 面積置換率; Ra — 單樁豎向承載力特征值(kN); Ap — 樁的截面積(m2); β — 樁間土承載力折減系數(shù),宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值,如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.75~0.95,天然地基承載力較高時(shí)取大值; fsk — 樁間土承載力特征值(kPa),宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值,如無經(jīng)驗(yàn)時(shí),可取天然地基承載力特征值。 實(shí)際工程中,有條件時(shí)先在擬建場(chǎng)地做現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn),可為設(shè)計(jì)提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)。而很多情況是在無試驗(yàn)資料條件下按(1)式估算復(fù)合地基承載力,但要結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),合理確定Ra、fsk、β等參數(shù)的取值。希望公式計(jì)算值接近但不大于載荷試驗(yàn)結(jié)果,而大量試驗(yàn)結(jié)果表明,公式計(jì)算結(jié)果一般不大于載荷試驗(yàn)結(jié)果。 2、竣工驗(yàn)收階段 由以上討論可知,在復(fù)合地基設(shè)計(jì)階段,確定復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí),用公式(1)估算復(fù)合地基承載力是符合規(guī)范要求的。在竣工驗(yàn)收階段,能否只做單樁靜載試驗(yàn).用單樁承載力Ra和地質(zhì)報(bào)告提供的天然地基承載力fak(或樁間土靜載試驗(yàn)結(jié)果fsk)按公式(1)計(jì)算確定復(fù)合地基承載力特征值,是需要說明的一個(gè)重要問題。 首先,加固后樁間土承載力特征值fsk與然地基承載力特征值fak是不同的, 通常fsk=afak。a為樁間土承載力提高系數(shù),對(duì)擠密效果好的土采用振動(dòng)擠土成樁工藝,由于土密度的增加和樁對(duì)土的側(cè)向約束作用,fsk遠(yuǎn)大于fak,用單樁承載力Ra和天然地基承載力fak確定復(fù)合地基承載力與實(shí)測(cè)值相比會(huì)有較大誤差。即使用單樁靜載試驗(yàn)的Ra和樁間土靜載試驗(yàn)結(jié)果fsk按公式(1)計(jì)算復(fù)合地基承載力,β的取值可能會(huì)因人而異,對(duì)于同一復(fù)合地基,得出不同的計(jì)算結(jié)果,這樣就不能保證復(fù)合地基承載力的準(zhǔn)確性和唯一性。因此,地基處理規(guī)范用強(qiáng)制性條文規(guī)定復(fù)合地基竣工驗(yàn)收時(shí),承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。 三、CFG樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)應(yīng)注意的問題 CFG樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)要點(diǎn)詳見地基處理規(guī)范,此外試驗(yàn)時(shí)還應(yīng)注意如下幾個(gè)問題:1、褥墊鋪設(shè)及荷載板安裝 首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求挖一試坑,坑的平面尺寸與荷載板相同,深度和褥墊厚度相同,如圖1所示。按設(shè)計(jì)要求的夯填度鋪設(shè)褥墊層,厚度為150mm。保證原狀土對(duì)褥墊層的側(cè)向約束。之后安裝荷載板并使荷載板與褥墊層密切接觸。 圖1 載荷試驗(yàn)褥墊層鋪設(shè)及荷載板安裝示意圖 2、褥墊厚度 根據(jù)地基處理規(guī)范,靜載試驗(yàn)褥墊厚度應(yīng)取150mm。研究表明,褥墊厚度與樁、土荷載分擔(dān)密切相關(guān),褥墊越厚,土承擔(dān)的荷載越多,樁承擔(dān)的荷載越少,反之亦然。當(dāng)褥墊太薄,會(huì)導(dǎo)致樁頂應(yīng)力集中,樁間土承載能力不能充分發(fā)揮,應(yīng)該由樁間土承擔(dān)的荷載轉(zhuǎn)移至樁上,容易發(fā)生樁頭壓碎或樁過早首先達(dá)到單樁極限承載力,復(fù)合地基承載力偏低。 曾經(jīng)見過這樣的報(bào)道,某工程為使復(fù)合地基竣工驗(yàn)收承載力得以通過,靜載試驗(yàn)時(shí)人為選用很小的褥墊厚度,目的是減少給定壓力下復(fù)合地基P—S曲線的變形。這樣做首先是不規(guī)范,同時(shí)也不一定獲得較高的承載力。如圖2所示。 曲線a為褥墊厚度150mm時(shí)試驗(yàn)結(jié)果,曲線b為褥墊厚度20mm試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)正常設(shè)計(jì)的復(fù)合地基(樁體強(qiáng)度等級(jí)和單樁承載力不是過分保守),S/B=0.01對(duì)應(yīng)的荷載在曲線a和曲線b分別為Pa和Pb, 顯然Pb大于Pa。但由于曲線b褥墊太薄,樁間土承載能力不能充分發(fā)揮,和曲線a相比,由于樁過早達(dá)到單樁極限承載力,則有曲線b對(duì)應(yīng)的承載力由極限荷載的一半Pc(Pc= )來控制,PcPa。 3.由載荷試驗(yàn)曲線確定復(fù)合地基承載力 地基處理規(guī)范規(guī)定: (1)當(dāng)P—S曲線極限荷載能確定,其值不小于對(duì)應(yīng)比例極限的2倍,可取比例極限作為承載力特征值;其值小于對(duì)應(yīng)比例極限的2倍時(shí),可取極限荷載的一半為承載力特征值。 (2)當(dāng)P—S曲線是平緩的光滑曲線時(shí),可按相對(duì)變形值確定承載力特征值,且該值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。對(duì)于CFG樁復(fù)合地基,當(dāng)以卵石、圓礫、密實(shí)粗中砂為主的地基,可取s/b(或s/d)等于0.008所對(duì)應(yīng)的壓力;當(dāng)以粘性土、粉土為主的地基,可取s/b(或s/d)等于0.01所對(duì)應(yīng)的壓力為復(fù)合地基承載力特征值。按相對(duì)變形確定復(fù)合地基承載力特征值不大于最大加載壓力的一半。實(shí)際工程中由平緩光滑的P—S曲線確定復(fù)合地基承載力容易發(fā)生如下錯(cuò)誤: ①只注意s/b(或s/d)等于0.01所對(duì)應(yīng)的壓力,而忽視了不應(yīng)大于最大加載壓力的一半的限制。如圖3所示, P1為s/b= 0.01所對(duì)應(yīng)的壓力,P2為最大加載壓力,P3為最大加載壓力的一半。對(duì)圖3(a),取P1為復(fù)合地基承載力特征值是不妥的,應(yīng)取P3。 ②只注意最大加載壓力的一半,而忽視了s/b(或s/d)等于0.01所對(duì)應(yīng)壓力的限制。如圖3(b)所示, 取P3為復(fù)合地基承載力特征值是不妥的,應(yīng)取P1。 4.試驗(yàn)前后對(duì)樁做低應(yīng)變檢測(cè) 由于設(shè)計(jì)或施工的某種失誤,有時(shí)CFG樁復(fù)合地基承載力可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,為弄清承載力偏低的原因,做復(fù)合地基靜載試驗(yàn)前后,對(duì)樁做低應(yīng)變檢測(cè)了解樁身有無缺陷是至關(guān)重要的。 當(dāng)試驗(yàn)前和試驗(yàn)后低應(yīng)變檢測(cè)判定樁身完整,而承載力偏低時(shí),首先復(fù)核設(shè)計(jì)是否有誤。當(dāng)排除設(shè)計(jì)原因后,對(duì)長螺旋鉆成孔管內(nèi)泵送混凝土成樁工藝(采用常規(guī)側(cè)開門鉆頭),且樁端土為飽和砂土、粉土或卵石,是樁端虛土過多樁無端阻所致的可能性最大。為了防止上述問題發(fā)生,需選用本文作者發(fā)明的專利鉆頭(專利號(hào)ZL 00 2 63200.4)。 試驗(yàn)前做低應(yīng)變檢測(cè)判定樁身完整,試驗(yàn)后做低應(yīng)變檢測(cè)發(fā)現(xiàn)樁頭或樁身破壞,說明樁體強(qiáng)度不夠?qū)е鲁休d力偏低。 當(dāng)?shù)蛻?yīng)變檢測(cè)判定樁身有缺陷(縮頸、斷樁、離淅等),靜載試驗(yàn)結(jié)果還能滿足設(shè)計(jì)要求,說明這類樁身缺陷不影響復(fù)合地基豎向承載能力的使用;若靜載試驗(yàn)結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求,再結(jié)合不低于總樁數(shù)10%低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果,可為工程技術(shù)人員提供如何使用這類缺陷樁和采取怎樣的補(bǔ)強(qiáng)措施提供依據(jù)。 需要說明的是,如果靜載試驗(yàn)前沒做低應(yīng)變檢測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)承載力有問題,需要了解試驗(yàn)樁是否有缺陷時(shí),由于靜載試驗(yàn)在荷載作用下可能使樁的初始狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生了改變,樁是否存在固有缺陷已無法判斷,對(duì)分析事故原因帶來很大困難。 此外,當(dāng)靜載試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)承載力有問題,試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行樁身檢驗(yàn),探查樁頭是否被壓壞或低應(yīng)變檢測(cè)判定樁身某個(gè)部位被壓壞。 5.防止樁間土被擾動(dòng)和含水量發(fā)生大的變化 某工程復(fù)合地基承載力檢測(cè)值比予估值大很多,經(jīng)做樁間土靜載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)承載力特征值為400kpa (地質(zhì)報(bào)告提供的承載力特征值為200kpa),其原因是復(fù)合地基涼槽達(dá)60余天,樁間土含水量大幅度降低。另一工程則是在雨季施工,清土后未抓緊檢測(cè),雨后泡槽致使樁間土承載力從140 kpa降低到60~80kpa。顯然上述兩種情況均無法得到可靠的復(fù)合地基承載力值。 6.靜載試驗(yàn)加載量的控制 地基處理規(guī)范規(guī)定,復(fù)合地基靜載試驗(yàn)最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。同時(shí)也規(guī)定,試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn),當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時(shí),可取平均值為復(fù)合地基承載力特征值。但許多檢測(cè)人員多按等于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍設(shè)計(jì)最大加載量,比如,設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力特征值為300kpa , 則設(shè)計(jì)最大加載量定為600kpa 。假如該工程為3臺(tái)靜載試驗(yàn),其中1臺(tái)試驗(yàn)極限荷載為590kpa ,其余為600kpa,且P—S曲線是平緩的光滑曲線,承載力由最大加載量的一半控制,復(fù)合地基承載力特征值為298kpa ,不滿足設(shè)計(jì)要求;若最大加載量定為610kpa ,盡管其中1臺(tái)試驗(yàn)極限荷載為590kpa ,其余兩臺(tái)為610kpa ,極差不超過平均值的30%,復(fù)合地基承載力特征值為301kpa ,滿足設(shè)計(jì)要求。因此,試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),最大加載量不一定剛好等于復(fù)合地基承載力特征值的2倍,應(yīng)根據(jù)樁身強(qiáng)度等級(jí)大小,適當(dāng)加大。 7.試驗(yàn)點(diǎn)選擇 復(fù)合地基靜載試驗(yàn)的試驗(yàn)點(diǎn)在平面上應(yīng)均勻分布,當(dāng)土性分布不均勻時(shí),試驗(yàn)點(diǎn)選擇應(yīng)考慮土性對(duì)復(fù)合地基承載力的影響。 低應(yīng)變檢測(cè)試驗(yàn)點(diǎn)選擇除了注意在平面上應(yīng)均勻分布外,還要注意隨機(jī)選點(diǎn),以保證缺陷樁統(tǒng)計(jì)比例的真實(shí)性。比如,某工程因機(jī)械清土不當(dāng),造成樁淺部水平斷裂,隨機(jī)選取143根樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè),發(fā)現(xiàn)25根樁有水平斷裂缺陷,缺陷樁為檢測(cè)樁的17%,又增加143根樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè),缺陷樁為檢測(cè)樁的16.8%,目前,北京地區(qū)多用抽取樁號(hào)尾號(hào)數(shù)字來確定,比如,抽取總樁數(shù)的10%進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè),選尾號(hào)數(shù)字3,則3、13、23、33、43……即為所選被檢測(cè)樁。 四、結(jié)語 1.設(shè)計(jì)階段,CFG樁復(fù)合地基承載力應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定,初步設(shè)計(jì)時(shí)可按公式(1)估算復(fù)合地基承載力特征值。復(fù)合地基竣工驗(yàn)收時(shí),承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定。 2.復(fù)合地基靜載試驗(yàn)前,首先做樁的低應(yīng)變檢測(cè),靜載試驗(yàn)后再做低應(yīng)變檢測(cè)和樁頂部開挖探查,對(duì)分析判斷復(fù)合地基施工發(fā)生的問題具有重要意義。 3.褥墊厚度及荷載板安裝,褥墊材料是否具有側(cè)限、密實(shí)度大小及荷載板與褥墊層是否密切接觸,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果都有影響。 4.對(duì)于p-s曲線為平緩光滑的緩變型曲線,注意按不大于最大加載壓力的一半和相對(duì)變形值兩個(gè)控制條件,來確定復(fù)合地基承載力特征值。 5.復(fù)合地基靜載試驗(yàn)最大加載量,不一定剛好等于復(fù)合地基承載力特征值的2倍,可根據(jù)樁身強(qiáng)度等級(jí)大小,適當(dāng)加大。 參考文獻(xiàn) [1] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB5007-2002).北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002 [2] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002).北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002 [3] 建筑樁基技術(shù)規(guī)程(JGJ94-94)北京:中國建筑工業(yè)出版社,1995 [4] 閻明禮、張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐.北京:中國水利水電出版社,2001- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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