某工程地基处理CFG桩检测及缺陷成因分析

董承全 邵雨男 秦成超

摘 要：某地基基础采用CFG桩基础，为检测CFG桩质量，采用低应变反射波法检测CFG桩桩身混凝土完整性，采用复合地基静载荷试验检测CFG桩复合地基承载力。结果表明：该场地软基处理采用CFG桩是适宜的，满足工程对承载力和沉降控制要求。针对发现的桩身缺陷，对缺陷形成原因进行了分析，并提出了改进措施。

关键词：CFG桩；完整性检测；承载力试验；缺陷成因；改进措施

1 工程概况

某机械车间为地上4层，框架结构，独立基础，基底土主要为粘质粉土、粉质粘土。地下水静止水位标高为35.82～38.03m（埋深6.10～7.50m），地下水类型为承压水。天然地基持力层承载力不足，地基沉降变形大，不能满足设计要求。采用CFG桩复合地基处理方案。

2 复合地基承载力试验参数分析计算

地基处理CFG桩设计桩径为Φ400mm，桩长12m，桩身强度等级C20。复合地基承载力标准值为？芏350kPa，单桩承载力？芏440kN。其中厂房基础116个，总布桩数为1110根；加工车间基础69个，总布桩数585根。根据提供的实际置换率、桩数、复合地基承载力标准值等参数，计算承压板尺寸及最大堆载值见表1、表2。

从表1和表2可以看出，除个别基础外，静载试验所需承压板宽度均在1.3～1.5m之间，最大堆载量在1300～1500kN之间。综合考虑基础的布设位置和重要性，静载试验点的选择应尽可能在上述基础之中。

3 检测方法

根据有关规定并结合有关资料[1-4]，本次工程采用低应变反射波法检测CFG桩桩身混凝土完整性，采用复合地基静载荷试验检测CFG桩复合地基承载力。本工程CFG桩低应变完整性检测按30%进行，复合地基承载力试验按1%进行，则低应变检测数量为：总计508根；复合地基承载力试验点数为：总计17根。复合地基承载力具体试验点及根数见表1和表2。

单桩复合地基载荷试验技术是在一定面积的刚性承压板上加荷，测定单桩与地基土的共同变形。用于测定单桩复合地基承载力。

单桩复合地基载荷试验设备包括刚性承压板、加卸荷装置、测量荷载及沉降的仪器等（如图1所示）。单桩复合地基载荷试验时，承压板面积可用圆形或方形，面积为一根桩承担的处理面积。

低应变反射波法的基本原理为：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如缩颈、扩径、蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将会发生反射和透射，用记录仪器记录下反射波在桩身中传播的波形，通过对反射波的曲线特征的分析即可对桩身的完整性、缺陷的位置进行判定，并对桩身混凝土強度进行推定。

4 检测结果及缺陷成因分析

4.1 桩身完整性检测结果分析

图2a为完整桩波形，由图可见桩底反射清楚，波速正常，为该场地桩平均波速，桩底反射前无缺陷反射。图2b为缺陷桩波形，可见桩身存在一明显缺陷反射波，无明显桩底反射。图2c为浅部断桩，波形特征表现为低频振动与反射波的迭加。据了解，造成桩身深部缺陷主要是由于施工过程机械故障所致，桩身浅部缺陷主要是由于桩头开挖施工过程机械碰撞所致，采取补桩接桩处理。

4.2 静载试验结果分析

图1a为完整桩静载试验曲线。由图3b可看出桩身中部存在局部缺陷，造成某级荷载作用下沉降偏大，随着荷载进一步加大，介质压密，沉降减小趋于稳定，最终承载力满足设计要求。由图3c可看出，曲线存在明显台阶，这主要是由于桩端处存在虚土或桩端混合料离析造成端阻力减小，当荷载继续增加时，桩端虚土或散体材料进一步压实，端阻力进一步发挥，承载力又进一步提高。

造成此现象原因可能是由于钻杆成孔钻进时，管内充满空气，钻孔到预定标高后开始灌注混合料，此时要求排气阀工作正常，能将管内空气排出，若排气阀被混合料浆液堵塞，不能正常工作，钻杆内空气无法排出，将导致空气在桩身中形成空洞。

解决办法：施工过程中经常检查排气阀是否正常工作。如果发生堵塞，及时进行处理。

5 结束语

某工程基础CFG桩完整性检测及承载力试验结果表明：该场地软基处理采用CFG桩是适宜的，满足工程对承载力和沉降控制要求。针对发现的桩身缺陷，对缺陷形成原因进行了分析，并提出了改进措施。

参考文献

[1]闫明礼，等.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].中国水利水电出版社，

2006.

[2]熊昌盛，等.CFG桩桩身完整性与承载力检测技术[J].铁道建筑，2008（2）：71-73.

[3]祝成展.房屋建筑施工中地基处理技术探讨[J].科技创新与应用，2012（22）：208.

[4]中华人民共和国铁道部.TB 10218-2008.铁路基桩检测技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2008.