復(fù)雜地質(zhì)條件下CFG樁質(zhì)量控制探討

周霜林

Discussion on the Quality Control of CFG Pile Under Complicated Geological Conditions

ZHOU Shuang-lin

（Zunyi Normal University， Zunyi 563006， China）

【摘? 要】在復(fù)雜場地條件下，不均勻地質(zhì)現(xiàn)象十分常見。因此，GB/T 50783—2012《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》[1]規(guī)定，對淤泥、淤泥質(zhì)土或地基應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或現(xiàn)場試驗確定CFG樁的適用性。論文提供了一個工程實(shí)例，通過現(xiàn)場試樁發(fā)現(xiàn)巖土工程地質(zhì)條件與原勘察報告之間的差異，并由此調(diào)整設(shè)計方案，通過提高復(fù)合地基的置換率來確保工程安全，對類似工程具有較好的參考價值。

【Abstract】Under complicated site conditions， uneven geological phenomenon is very common. Therefore， GB/T 50783—2012 "Technical Code for Composite Foundation"[1] stipulates that the applicability of CFG pile should be determined according to regional experience or field test for silt， silty soil or foundation. This paper provides a project example. The project found the difference between the geotechnical project geological conditions and the original survey report through field pile test， and adjusted the design plan accordingly， and ensured the safety of the project by increasing the replacement rate of the composite foundation， which has good reference value for similar projects.

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì);CFG樁;現(xiàn)場試樁;質(zhì)量控制

【Keywords】complicated geology; CFG pile; field pile test; quality control

【中圖分類號】TU473.1+6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）05-0186-02

1 工程概況

該工程由兩幢框剪結(jié)構(gòu)的建筑物和純地下室構(gòu)成，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，其重要性等級判定為二級，場地等級和地基等級均判定為二級，巖土工程勘察等級為乙級（擬建物性質(zhì)見表1）。

本工程天然地基無法滿足承載力要求，擬采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行加固。處理后1號樓復(fù)合地基承載力特征值fspk≥320kPa，2號樓復(fù)合地基承載力特征值fspk≥300kPa，純地下室復(fù)合地基承載力特征值大于fspk≥300kPa，復(fù)合地基壓縮模量均要求Esp≥14MPa。

2 場地工程地質(zhì)條件

擬建場地位于成都市平原西部邊緣，地勢較為平坦?？辈炜卓卓跇?biāo)高為528.44～529.71m，場內(nèi)高差僅為1.27m。該場地的地貌單元屬于岷江水系I級階地。

本項目巖土工程報告提示，場地內(nèi)主要地層為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q4-3al+pl）、第四系全新統(tǒng)中段沖積基層（Q4-2al+pl）及第四系全新統(tǒng)下段沖積基層（Q4-1ml）。由上到下分別為雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、卵石（分為松散、稍密、中密和密實(shí)卵石三個亞層），勘察未見礫石、細(xì)砂、中砂、淤泥和淤泥質(zhì)土。上層滯水是場地上部主要地下水，賦存于人工填土層中。通過大氣降水補(bǔ)給。場地中下部，主要埋藏于砂、卵石層中的孔隙潛水是主要的地下水源，具有很強(qiáng)透水性。該類型以區(qū)域地下水作為補(bǔ)給源。

3 CFG樁復(fù)合地基處理設(shè)計

①1號樓：樁端持力層選擇稍密卵石層，且CFG樁樁端嵌入持力層不應(yīng)小于0.5m。由巖土工程勘察報告提供的設(shè)計參數(shù)值取值為：持力層端阻力特征值qp=1200kPa，CFG樁樁徑d=0.40m，則Up為1.256m;樁周側(cè)阻力特征值qsi取值分別為：粉質(zhì)粘土qsi=20kPa，卵石（稍密）qsi=60kPa，卵石（中密）qsi=80kPa。

計算時取最不利組合，以5#鉆孔計算如下：

Ra=up∑qsili+qpAp=1.256×（20×3.7+80×0.5）+1500×0.1256=331.6kN

則單樁豎向承載力Ra的取值為330kN。

根據(jù)場地地層巖土工程特點(diǎn)，擬采用螺旋鉆機(jī)成孔，孔徑d=0.4m。根據(jù)JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[2]，按fspk=m×Ra/Ap+β×（1-m）×fsk計算，β取0.9，fsk取120kPa，m=0.084。計算公式為：m=d2/de2=d2/（1.05s）2。

式中：d為樁徑取平均值0.4m;s為樁間距。

經(jīng)計算得知：s=1.31m。實(shí)際布樁時，在1號樓筏板基礎(chǔ)內(nèi)按樁間距1.30m的等邊三角形滿堂布置。

②2號樓：參數(shù)同上，計算時取最不利組合，以17#鉆孔計算如下：Ra=up∑qsili+qpAp=1.256×（20×4.1+60×0.5）+1200×0.1256=291.4kN

則單樁豎向承載力Ra的取值為290kN。

經(jīng)計算：m=0.087，s=1.29m。實(shí)際布樁時，在1號樓筏板基礎(chǔ)內(nèi)按樁間距1.25m的等邊三角形滿堂布置。

③純地下室：參數(shù)同上，以29#鉆孔計算如下：

Ra=up∑qsili+qpAp=1.256×（20×3.9+60×0.5）+1200×0.1256

=286.4kN

則單樁豎向承載力Ra的取值為280kN。

經(jīng)計算：m=0.091。

純地下室采用獨(dú)立柱基和條形基礎(chǔ)。經(jīng)驗算，實(shí)際置換率大于設(shè)計置換率，布樁情況詳見表2。

樁身強(qiáng)度校核：

CFG樁砼強(qiáng)度為C15，則fcu=15MPa。

4Ra/Ap=4×320kN/0.1256m2=10191kPa

fcu=15000kPa>4Ra/Ap，滿足規(guī)范要求。

4 現(xiàn)場試樁

為確保工程質(zhì)量，在正式施工前，采用螺旋鉆機(jī)進(jìn)行實(shí)地試樁，情況如下：①現(xiàn)場基坑已經(jīng)開挖至設(shè)計基礎(chǔ)底標(biāo)高，場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)一條寬約6m的灰黑色土帶自場地東南側(cè)延伸至場地西北側(cè)，其深度及成因不確定，疑似古河道。②試樁共9根，分別位于8#、18#、22#、39#勘探孔附近，其中3根位于疑似古河道范圍內(nèi)。全部試樁鉆進(jìn)容易，其中8根可以成孔，1根不能成孔（疑似古河道內(nèi)），鉆進(jìn)深度5.5～11.0m。疑似古河道內(nèi)試樁時，淤泥質(zhì)土粘附于螺旋鉆桿上，極難脫落（見圖1）。③在能成孔的8根試樁中，有2根試樁超過了地勘報告顯示的持力層深度，達(dá)11m，剩余6根試樁鉆孔深度為5.5～7.5m，均位于勘察報告顯示的持力層中。經(jīng)現(xiàn)場夯底，夯錘提升至孔口夯擊，擊數(shù)4次，其中2根夯擊聲清脆，夯錘底部能見擊碎的白色粉末狀卵石痕跡，夯沉量小于10cm，其余試樁夯沉量均大于10cm，最大為40cm。④6根鉆孔深度為5.5～7.5m的試樁中，鉆孔上部所取出的土主要為可塑、軟塑狀深灰色粉質(zhì)粘土，下部卵石含量約40%，其中夯沉量小于10cm的鉆孔卵石主要粒徑為3～5cm，其余鉆孔主要粒徑均小于3cm，充填物為中砂、礫石，狀態(tài)松散（見圖2）。其中3根試樁上層滯水較豐富（見圖3）。⑤在39#鉆孔附近，螺旋鉆桿上附著大量細(xì)砂，表明場地內(nèi)可能以透鏡體形式存在砂層，厚約2.0m（見圖4）。

綜上所述，由于原巖土工程勘察報告未能揭示以透鏡體存在的礫砂、中細(xì)砂以及疑似古河道的淤泥質(zhì)土，為確保工程質(zhì)量，需對原設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整。

5 方案調(diào)整

現(xiàn)場試樁的情況，表明場地內(nèi)地質(zhì)條件極為復(fù)雜。但如何選取巖土工程參數(shù)成了難題。由于復(fù)合地基的核心是樁土共擔(dān)，當(dāng)樁間土的承載力較差時，可以通過提高樁承擔(dān)的荷載來調(diào)整整個復(fù)合地基的承載力以達(dá)到設(shè)計要求。如果考慮場地內(nèi)的不均勻性，以及巖土工程勘察時以點(diǎn)代面的特點(diǎn)，在場地內(nèi)不能確定最不利地質(zhì)條件，也就不能確定其巖土體的物理力學(xué)參數(shù)及地層厚度。這對于方案調(diào)整將是一個難點(diǎn)。然而，可以考慮到復(fù)合地基所有的計算都是為了確定置換率。置換率越高，其他條件相同的情況下，其承載力越高。因此，實(shí)際工程中，可以回避上述難點(diǎn)，以提高置換率為方案調(diào)整的核心工作。根據(jù)現(xiàn)場條件及地區(qū)經(jīng)驗，本工程方案在原有基礎(chǔ)上作如下調(diào)整：場地內(nèi)的最低置換率由0.084提高至0.12;場地中疑似古河道范圍內(nèi)的置換率提高至0.16。

6 質(zhì)量控制

現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，復(fù)合地基現(xiàn)場施工結(jié)束后28d，必須進(jìn)行樁身完整性檢測、復(fù)合地基豎向抗壓載荷試驗以及單樁豎向抗壓載荷試驗。選擇檢測點(diǎn)一般需業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、勘察和施工等單位共同確定，并需遵循以下原則選擇有代表性的點(diǎn)位：結(jié)構(gòu)荷載變化較大處;地質(zhì)條件較弱處;施工時有異常情況處;隨機(jī)選擇。該項目現(xiàn)場施工結(jié)束28d后按規(guī)范進(jìn)行檢測，樁身完整性、復(fù)合地基承載力特征值和壓縮模量完全滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。

7 結(jié)論和建議

復(fù)合地基質(zhì)量控制是工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，CFG樁的設(shè)計及施工質(zhì)量控制是廣大工程技術(shù)人員面臨的難題之一。本文通過一個工程實(shí)例，提供了較為詳細(xì)的設(shè)計方案和現(xiàn)場試樁資料。通過該工程實(shí)例，可以得到以下結(jié)論或建議：①對于特殊地質(zhì)條件，一定要按規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場試樁;②復(fù)合地基設(shè)計的控制因素是置換率，可以通過提高置換率來保證設(shè)計和施工的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GB/T 50783—2012 復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范[S].

【2】JGJ 79—2012 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].