淺談CFG樁的檢測

趙樂

淺談CFG樁的檢測

趙樂

一、概述

水泥粉煤灰碎石樁（簡稱CFG樁，下同）復(fù)合地基適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級在C15～C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁一般不用配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價。CFG樁對獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基都適用。

CFG樁樁間距一般根據(jù)基礎(chǔ)形式、設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力和變形、土性及施工工藝確定：非擠土成樁工藝和部分?jǐn)D土成樁工藝，樁間距一般采用3～5倍樁徑；擠土成樁工藝和墻下條形基礎(chǔ)單排布樁的樁間距一般采用3～6倍樁徑；樁長范圍內(nèi)有飽和粉土、粉細(xì)土、淤泥、淤泥質(zhì)土層，采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工中可能發(fā)生竄孔時一般采用較大樁間距。

樁頂和基礎(chǔ)之間有褥墊層，其厚度一般為樁徑的40%～60%。褥墊層采用中砂、粗砂、級配碎石和碎石等，最大粒徑不宜大于30mm。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較低時，也可采用動力夯實(shí)法，夯填度不應(yīng)大于0.9。

近幾年，由于CFG樁成樁速度快、施工成本低，廣泛用于高層建筑物的基礎(chǔ)處理。但基樁工程畢竟屬于隱蔽工程，保證其質(zhì)量比較困難，為了使建筑物的結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠，應(yīng)對其各項指標(biāo)進(jìn)行檢測，檢測重要內(nèi)容分為承載力及完整性兩大部分。

本文介紹了CFG樁的承載力和完整性檢測，簡單描述了檢測要求、單樁靜載荷、單樁復(fù)合地基靜載荷、低應(yīng)變法的試驗方法及原理。強(qiáng)調(diào)指出CFG樁成樁后應(yīng)對樁頭和樁間土進(jìn)行保護(hù)，避免工程基礎(chǔ)開挖時對其質(zhì)量造成破壞。明確了CFG樁檢測的重要性，必須要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，公正、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是，重視檢測過程中出現(xiàn)的每一個細(xì)節(jié)，應(yīng)把質(zhì)量問題消滅在形成過程中，以預(yù)防為主。

二、檢測的要求及方法

1.質(zhì)量檢驗要求

施工質(zhì)量檢驗應(yīng)檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數(shù)、樁位偏差、褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強(qiáng)度等。

竣工驗收時，應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗。承載力檢測宜在施工結(jié)束28d后進(jìn)行，其樁身強(qiáng)度應(yīng)滿足試驗荷載條件；復(fù)合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)1%，且每個單體工程的復(fù)合地基靜載荷試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)。

采用低應(yīng)變動力試驗檢測樁身完整性，檢查數(shù)量不低于總樁數(shù)10%。

2.單樁靜載荷試驗

確定單樁豎向抗壓極限承載力；判定豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計要求；通過樁身內(nèi)力及變形測試、測定樁側(cè)、樁端阻力。

采用慢速維持荷載法。加載使用油壓千斤頂，反力裝置通常有上部堆荷載法。測量沉降系統(tǒng)為位移測試表（百分表、千分表、高精度位移傳感器）。具體做法是按一定要求將荷載等量分級加到試樁上，每級荷載保持不變，直至樁頂下沉降量達(dá)到一定穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，然后加載下一級荷載，最大加載量為預(yù)估極限承載力或者特征值的2倍，再分級卸荷，直至荷載卸完，同時觀察每一時段的沉降量。

為確定單樁極限荷載，一般要繪制Q-s，s-lgt等曲線（Q荷載，s沉降量，t時間），然后根據(jù)規(guī)范規(guī)定，結(jié)合曲線走勢，確定承載力。

3.單樁復(fù)合地基靜載荷試驗

確定單樁復(fù)合地基承載力極限值是否滿足設(shè)計要求。

試驗采用慢速維持荷載法。復(fù)合地基荷載板的選取按置換率或樁間距確定，檢測時選取具有一定剛度的載荷板。

為確保試驗與實(shí)際情況相符，試驗點(diǎn)處壓板底高程與基礎(chǔ)底面設(shè)計高程基本一致，各試驗點(diǎn)的樁頭頂面均修鑿平整；為保證承壓板和樁的良好接觸，樁頂與樁四周應(yīng)鋪設(shè)10～20mm的粗砂找平。

一般采用堆載法，目標(biāo)加載值為單樁處理面積乘以處理后復(fù)合地基承載力特征值的2倍，加載等級分為9級。每加一級荷載，在加載前后各測讀承壓板沉降一次，以后每隔30min測讀一次，當(dāng)一小時內(nèi)沉降不大于0.1mm，即可加下一級荷載。當(dāng)加載不少于設(shè)計荷載2倍時，終止加載。

4.低應(yīng)變法

檢測樁身缺陷及其位置，判定樁身完整性類別。

工程中絕大多數(shù)樁具有樁長大于樁徑這一特點(diǎn)，其原理是將嵌入土中的樁看作為阻尼介質(zhì)中上端自由、下端彈性聯(lián)結(jié)的一維彈性桿件。當(dāng)在樁頂施加一瞬態(tài)激振后，樁頂將產(chǎn)生縱向振動，彈性應(yīng)力波沿著樁身向下傳播，如果遇到樁體內(nèi)存在明顯波阻抗差異的界面（樁端、斷裂、離析等部位）或樁身截面變化處（縮徑、擴(kuò)徑）將產(chǎn)生反射波，并被安裝在樁頂上的傳感器所接收。這樣通過對采集到的樁身內(nèi)反射波時域信號特征的分析并結(jié)合頻譜特性進(jìn)行研究，即可對基樁質(zhì)量進(jìn)行判別。

三、注意事項

CFG樁檢測方法主要還是以靜力載荷試驗為主，它是通過模擬上部荷載直接作用于單樁和樁間土之上，假設(shè)復(fù)合地基實(shí)際受力狀態(tài)，目前是公認(rèn)的最直觀、最可靠的試驗方法。CFG樁的完整性檢測以低應(yīng)變?yōu)橹鳎瑱z測范圍廣、技術(shù)成熟、檢測成本低，保證了樁身質(zhì)量檢測的可靠性。

CFG成樁后應(yīng)對樁頭和樁間土進(jìn)行保護(hù)，冬期施工時，混合料入孔溫度不得低于5℃，對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施；雨季施工時，應(yīng)減少樁頭和樁間土浸泡；清土和截樁時，應(yīng)采用小型機(jī)械或人工剔除等措施，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂或樁間土擾動。

四、結(jié)語

檢測質(zhì)量關(guān)系生命，必須要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，公正、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是，重視檢測過程中出現(xiàn)的每一個細(xì)節(jié)，為人民把關(guān)，為社會盡責(zé)。檢測只是成樁后質(zhì)量把控的最后一道關(guān)口，工程質(zhì)量應(yīng)把質(zhì)量問題消滅在形成過程中，質(zhì)量第一，預(yù)防為主

（作者單位：安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院 233000）