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CFG桩复合地基质量检测中的若干问题
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CFG桩质量控制要求
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& 摘要：结合某工程CFG桩复合地基设计概况，针对CFG桩复合地基检测技术进行了探讨，得出低应变检测是进行判别Ⅳ类桩最有效的手段，复合地基载荷试验是验证承载力的有效手段，在检测过程中应相互配合使用。
&&关键词：CFG桩；低应变检测；复合地基；地基检测
&&CFG桩复合地基通过褥垫层把桩和基础断开，改变了过分依赖桩承担垂直荷载和水平荷载的传统设计思想。桩土剪应力比随褥垫层增大而减小，设计时可通过改变厚度调整桩土水平荷载分担比。与传统的桩基设计思想相比，桩的数量可以大大减少，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰和石屑作为掺和剂，大大降低了工程造价。因此CFG桩复合地基的检测技术也受到了国内外学者的关注。本文通过某工程CFG桩的检测进行详细探讨。
&&1&工程概况及地质情况
某工程位于太原市，占地面积15200m2。主楼占地面积约（60&52）m2，6层框架结构，单独柱基；报告厅占地面积（26&21）m2，1层框架结构，单独柱基。采用CFG桩处理地基，设计桩径400mm，设计桩长15.0m，按1.2m&1.2m正方形布置。复合地基承载力标准值200kPa。场地主要由第四系全新统人工杂填土Q24ml及全新统河流相冲击物Q4lal组成，分述如下：
&&①杂填土层，杂色，主要为近年堆积的建筑垃圾、生活垃圾，以粘性土、砖石碎块、炉灰渣为主，土质不均，稍湿～饱和，中密状态，标贯击数均值为7.5击，该层厚2.4m～4.0m。
&&②粉细砂层，褐黄色，灰褐色，矿物成分以石英、长石为主，饱和，中密状态，标贯击数13击～19击，经杆长修正后平均值15.0，均方差&=2.376，变异系数&=0.158。该层厚1.8m～5.4m。
&&③中砂层，灰褐色，矿物成分以长石、石英为主，砂质佳，颗粒级配均匀，中密状态，标贯击数17击～28击，经杆长修正后平均值17.3，均方差&=2.57，变异系数&=0.148。采用低应变法判断场地CFG桩桩身完整性，判别缺陷类型及其在桩身的部位，对桩基的桩身质量进行综合评价；采用单桩复合地基静载荷试验确定单桩复合地基承载力是否满足设计要求。
&&2&低应变测试技术
&&低应变用于检测桩身的完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置，也可对桩长进行校核，并对桩身的强度等级作出估计。基本原理是在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩颈或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和强度等级。采用中国科学院武汉岩土力学研究所研制的最新产品RSM-PRT（T）便携式智能检测仪（一体机）。该系统包括下列仪器及附属设备：RSM-PRT（T）智能采集仪、加速度传感器、激发锤（手锤）。低应变动测桩身完整性根据波形规则，桩底反射明显，波速在正常范围内，无影响基桩承载力的缺陷，能很好的发挥荷载传递功能等程度分为四级。本工程基桩低应变检测2065根，低应变无损动测检测结果，桩身完整性较好，波速正常。其中Ⅰ类桩1111根，占被测总数的53.8%；Ⅱ类桩97根，占被测总数的4.7%；不存在Ⅲ类桩；Ⅳ类桩857根，占被测总数的41.5%。因此工程中实测波形规则程度，桩底反射明显程度作为Ⅳ类桩的主要依据，同时应配合现场开挖验证。
&&3&复合地基载荷试验技术
&&复合地基载荷试验是验证CFG桩复合地基处理效果最直接明显的手段。可以研究不同桩长、桩身模量、桩距、桩径、土的模量、土的模量随深度、基础面积等参数对复合地基的影响。本工程主要设备为XO1-L200手压千斤顶一套，钢梁两套八件，热轧工字钢，型号为40b，数量为8根，长度分别为3.0m和6.0m，刚性基准梁两个，压力表1块，百分表4块，磁性表座4个，直径1.243m的承压圆形板3块（厚度为30mm），面积为1.21m2，辅助承压板3块，直径依次减小，配重为混凝土试块，规格为2500mm&800mm&400mm，总数为90块，总重量约200t，25t吊车1辆，运输车10辆。本次试验为复合地基堆积载荷试验，采用压力平台反力装置，压板底高程与基础底面设计高程相同，压板下铺设中粗砂找平层，压板为圆形，用一台手动千斤顶对准试点中心，在承压板周围按直径方向对称安置4个30mm行程高精度百分表，以测定沉降量。依照中华人民共和国行业标准JGJ79-2002建筑地基处理技术规范中有关规定进行，加荷采用慢速维持荷载法逐级加载，每级荷载下沉量达到相对稳定后再加下一级荷载。
&&1）加载分级：加荷等级可分为8级～12级（本工程采用8级），单级荷载分别取60.6kN，总加载量不应小于设计要求压力值的1.5倍～2倍（本工程采用2倍，总加载量分别为485.1kN）。
&&2）沉降观测：每级加载前后均测读压板沉降量一次，以后每隔30min测读一次。取两块百分表显示的读数之平均值，作为本次复合地基的相对沉降量。
&&3）沉降相对稳定标准：当1h内的沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。
&&4）根据沉降急剧增大、土被挤出或承压板周围出现明显隆起和最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍可以终止加载。按照JGJ79-2002建筑地基处理技术规范对复合地基载荷试验进行统计计算，确定复合地基极限承载力，复合地基堆积载荷试验承载力特征值计算详细过程如下：承载力特征值=极限承载力/2（kPa）；极限承载力=最大加荷/载荷板面积（kPa）。本场地复合地基承载力静载荷试验16组，最大加荷为485.1kN，复合地基极限承载力为400kPa，复合地基承载力特征值为200kPa，满足设计要求。
&&本次检测过程中发现的Ⅳ类桩，应在监理等有关监督部门的监督下按照规范要求进行补桩工作，在补桩工作结束验收合格后方可进行下一步施工工作。同时低应变检测是进行判别Ⅳ类桩最有效的手段，复合地基载荷试验是验证承载力的有效手段，在检测过程中应相互配合使用。
&&参考文献：
&&[1]&阮麟.CFG桩的几种检测方法对比分析[J].土工基础，）：72-73，88.
&&[2]&苏吉平.低应变反射波法在客运专线CFG桩检测中的应用[J].安徽建筑，）：186-189.
&&[3]&谢平，范文斌，秦敏，等.低应变反射波法在CFG桩浅部缺陷检测中的应用[J].中外建筑，）：178-180.
&&[4]&潘晓刚.复合地基CFG桩检测与施工质量控制技术[J].山西建筑，）：208-210.
&&[5]&徐峰.贵广铁路9标CFG桩检测及分析[J].山西建筑，）：112-113.
&&[6]&崔兵芳.低应变反射波法在CFG桩检测中的应用[J].山西建筑，）：68-69.
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CFG桩施工中常见问题及处理措施
2012年第16期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘?要 分析了CFG桩施工中常见问题形成的原因及控制和处理措施，只要在施工中注意质量控制，完全可以达到设计预期或软基处理的工后控制沉降要求，具有一定实用性。中国论文网 /8/view-3554196.htm　　关键词 CFG桩；堵管；串孔　　中图分类号 TU74 文献标识码 A 文章编号 -(9-01　　近年来，为了满足在土建、交通、水利等方面工程建设中提出的地基处理要求，我国引进、发展了各种地基处理技术，积累了相当丰富的经验，地基处理水平得到了很大提高。　　长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系，是目前普遍应用的CFG成桩工艺。难点主要有：桩位、桩顶标高（负桩）、成孔质量、混凝土质量、灌注质量（堵管、断桩、夹泥、离析）、停水停电等。　　1 堵管　　堵管是长螺旋钻管内泵压CFG常见的主要问题，它不仅影响施工效率，增加劳动强度，而且还会造成材料浪费。　　工程实践证明，坍落度太大的混合料，易产生离析，在管线内水浮到上面，在泵压的作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，摩擦力剧增，从而导致堵管。坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，也容易造成堵管。　　2 消除桩位偏差及桩顶标高的控制措施　　严格按施工图放线，并请监理及建设方复核无误后方可施工。施工中防止负桩：控制灌注砼面的高度，在灌注到最后时要保证按设计桩顶标高超灌0.5 m以上，随时检查已成桩桩顶高度，及时调整超灌高度，难免负桩出现。　　及时清理覆盖在桩位上的弃土，发现桩位不稳定及时改正。　　施工到每根桩时要再次复核确定无误时方可施工。　　3 窜孔　　在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层、流砂层和饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象，在一般情况下，完成一根桩所需时间为30 min～40 min，完成1号桩后，在2号桩钻进成孔过程中，1号桩混合料尚未凝固而流向2号桩钻孔中，所以发现已完的1号桩突然下落，已知1号桩下沉，当2号桩泵入混合料时，泵送压力加大，钻杆提升速度放慢，也可在30 s内，不提升钻杆，迫使2号桩的混合料又流向1号桩恢复到原设计标高。这种现象叫窜孔。　　4 消除成孔质量的措施　　钻机就位后，要保证周正稳固，并用水平仪校准，保证孔斜<1%。　　钻头直径必须满足桩径需要，钻头直径控制在直径≥φ400 mm，每打50根桩必须由质检员检查钻头直径。　　5 断桩、夹泥桩、缩径、离析防止措施　　防止断桩、夹泥桩：灌注砼时保证钻头埋入砼内≥1 m，控制砼坍落度和石料的粒径，保证砼的和易性，防止堵管造成断桩和夹泥。　　防止砼离析：在灌注过程中，严格控制钻头埋深，匀速提升。　　6 断桩、接桩　　桩基施工完毕，对CFG桩及复合地基检测时，用低应变反射波法检测桩身混凝土的完整性，发现桩身裂缝的所在部位，应分析原因，得出自身问题是在施工时，由于提钻速度较快，空气未全部释放出来，致使桩身产生断面裂缝，另外是混合料的搅拌时间不够，和易性差，出现蜂窝麻面桩。外部原因是土建施工时机械挖基坑平整土方时，被挖掘机和铲车碰断。　　解决方案是，浅部断桩，对断桩单独进行处理，剔除上部断桩，用与桩身相同的混合料按桩径设计标高补桩。如果是外部原因土建单位用机械施工，造成大范围的浅部断桩，应与设计单位、监理单位、建设单位共同制定方案。一般情况下，在原定检测方案的基础上，选择几根断桩进行单桩复合地基静载荷试验，对比完整性桩和断桩试验结果，确定断桩是否能够使用，如果确定复合地基承载力和变形能满足设计要求，可不进行处理，实践经验证明，在静荷载试验的前几级荷载作用时，断桩下沉量偏大。主要原因是断裂面以下桩没有发挥作用，主要是桩间土在发挥作用，断桩所承担的荷载很小，但到了一定的荷载作用断缝闭合后，下部桩身开始发挥作用。而在设计荷载下，断桩的沉降与完好桩差距较小。如不符合要求，需进行设计方案论证。但在CFG桩施工时，要特别注意浅部的施工质量，在开挖基坑时，在桩顶标高以上1m处，一定采用人工开挖，以免碰断桩身，保证CFG桩的完整性和质量。　　7 CFG桩对周边环境的影响　　7.1 影响的原因　　在施工中遇到松散的粉土层，由于钻头很快穿过软土层，到达硬土层时，此时采取钻进——提升——钻进的施工工艺，且反复多次，加之螺旋压力过大地下水位高，此时软土产生流变而成释稀状态，或液化或被揭空，造成临近地基向孔内流动，使得地面下沉或地皮层地基土变形过大，拉裂了周围的建筑物。　　7.2 预防措施　　施工中钻进速度不要过快，控制螺旋钻机的钢丝绳始终处于负荷状态来减小螺旋的压力，遇到硬地层时，应缓缓加压钻入，避免反复提升钻进。这样软土层就不会被稀释，就不会造成流变和液化，地面就不会下沉，表层地基也不会变形。　　7.3 对周边建筑物沉降、位移进行观测　　通过对周边建筑物做沉降和位移观测，及时反映由于地CFG桩施工对周边建筑物产生的不均匀沉降和位移，对周围建筑物能否正常使用及安全提供可靠的观测数据。具体沉降、位移观测基点的布设根据规范、规程及现场的实际情况确定。　　7.4 CFG桩施工时钻机施工路线的合理性　　1）组织全体项目部成员和全体施工人员，认真研究图纸，分析现场情况，结合平时的施工经验，合理组织最佳施工路线，做到在施工时不调集施工技术、管理方面的骨干人员参加本工程的建设，调用先进的机械设备，群策群力建设好该工程。在项目部方面，项目经理部根据项目法施工的要求对本工程行使计划，组织、指挥、协调、监督五项职能。　　2）加强设备和材料的管理工作，材料要提前按计划准备好，及时供应，机械设备要投足数量，严格维修保养制度，保证机械性能良好，运转正常。　　3）编制形象进度计划，作出详细的进度安排，并严格按计划控制每天的进度情况。　　4）按计划组织发各种材料的供应工作，及时做好各种材料的复验工作，做到不窝工。　　5）及时合理地组织安排好各工序之间的衔接受工作，争分夺秒，做到不浪费时间。　　6）做好设备的维修保养，使之不影响工程进度。　　7）做好后勤工作，保障后勤组织供应，为加快工程进度提供有力的保证。　　8）协调好质量与进度之间的关系，做到既保证质量又不影响进度。　　8 施工过程技术控制　　1）对工程实行全过程质量监控，严格按照国家有关施工规程及验收规范，根据设计要求，按制定的保证工程质量的各项指标及控制参数进行施工。严格进行原材料等的质量检查及验收工作，预防为主。加强各个工序的质量检查活动，对各工序的检测计量工作做到有章可循、有据可查。　　2）成孔采用长螺旋钻进工艺，为保证桩孔垂直度，开孔时轻压慢转，采用正常钻进参数钻进，施工过程中要经常检查钻头直径，以防磨损而减小桩身直径。钻头直径控制在≥φ400范围内。　　3）混凝土灌注施工。①砼灌注是成桩的关键环节，灌注砼的各个工序必须做到快速、连续、衔接，灌注时，检查成品砼质量，保证钻头埋深≥1 m。为保证桩头质量，超灌≥0.5 m。②钻机操作人员、现场施工技术员、质检员要作好施工记录、交接班记录及施工过程中异常情况记录，质量责任到人。　　9 结束语　　CFG桩适合楼层复合地基加固处理，其设计合理，施工工艺简单。充分利用了天然地基承载力的优势。在施工操作上采用长螺旋钻机成孔泵送流态混凝土，有效、充分的利用了材料，施工中便于操作，质量容易控制，无污染，符合环保施工要求。　　参考文献　　[1]闫明礼等.CFG桩复合地基技术及工程实践[J].中国水利水电出版社,2006.　　[2]JGJ79-2002 建筑地基基础设计规范[J].北京:中国建筑工业出版社,2002.
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