某CFG桩、PHC桩软基处理检测方案

客专CFG桩、PHC桩软基处理检测方案××××××质量检测有限公司××××年××月××日一、前言1、CFG桩简介：CFG桩（Cement Fly-ask Gravel piles）是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来发展起来的一种新型的地基处理方法，目前已作为国家重点科研成果向全国推广。

CFG桩是由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动（锤击）沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种低标号的桩体，其主要用来加固地基，和被挤密的桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同承担上部荷载。

CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大、变形模量大、沉降变形小的特点，用于建筑物对地基承载力和变形要求高的地基是比较理想的。

CFG桩用振动沉管打桩机成桩，由于不放钢筋笼，施工速度快，工期短，质量容易控制；并能利用工业废料（粉煤灰），变废为宝，经济实用，比一般振动（锤击）沉管灌注桩和钻孔灌注桩造价都低得多。

CFG桩虽然在地基处理中具有以上优势，但在施工过程中如施工工艺控制不严、施工方法不当，也容易出现一些质量问题，如：①施工过程中拔管速度太快可能造成缩径或断桩，太慢有可能造成桩端一段范围的桩体水泥含量较少，桩体强度降低；②连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩径，应采取隔桩跳打法施工；配合比控制不严，坍落度控制不合理，碎石质量的好坏，均有可能造成桩身出现空洞和断桩；④粉煤灰混凝土投料不足，容易出现缩径或断桩现象。

2、PHC桩简介：PHC桩是一种在工厂批量预制的高强度预应力管桩。

采用静压和锤击两种工艺施工，将桩植入土层中，用来加固地基，与被挤密的桩间土一起形成复合地基共同承担上部荷载。

PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。

随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，PHC桩的施工技术会不断得到提高。

PHC桩在软土地基处理中，虽然具有综合经济效益好的优势，但在施工过程中，如施工工艺控制不严、施工方法不科学，也容易出现桩体移位、桩身上浮、桩身倾斜、桩身断裂等现象。

静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩基施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密等，都会加剧挤土效应。

也有可能是某一土层的不排水抗剪强度低、压缩性高，桩在静压过程中，桩入土体使其产生冲剪破坏，同时对桩周围土体进行排挤，孔隙水受此冲剪挤压形成不均匀水头，产生巨大的超孔隙水压力，而上部杂填土层未做清理，使土体向上的应力无法释放，加大了地基土的侧向应力。

在施工过程中，相邻的桩会产生横向位移和桩身上浮，严重时，会出现断桩现象。

主要原因有下列几方面：a、桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。

b、两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折。

c、桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。

d、在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

二、工程概况客运专线许昌段软土地基处理采用CFG桩和PHC桩,为保证桩基施工质量及软土地基处理效果,应对桩身质量及复合地基承载能力进行相关的项目检测。

三、检测方法依据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号及《铁路工程基桩检测技术规程》（TB 10218-2008）的有关要求，本次采用的检测方法见表1。

检测方法及适用范围表1四、检测依据1、《铁路工程基桩检测技术规程》TB 10218-20082、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002五、检测频率根据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号及《铁路工程基桩检测技术规程》（TB 10218-2008）的有关要求进行。

1、低应变反射波法检测数量：总桩数的10%。

2、静载荷试验检测数量：总桩数的2‰，且每批不少于3根。

3、钻芯法检测数量：根据需要，对检测不合格桩进行复核。

当用上述方法检测出不合格桩，应按不合格桩数量的双倍数量进行扩大检测。

六、抽样方案1、施工质量有疑问的桩；2、设计方认为重要的桩；3、局部地质条件出现异常的桩；4、施工工艺不同的桩；5、采用低应变法等无损检测，桩身完整性被判为Ⅱ类及以下的桩；6、除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。

七、检测仪器设备1、低应变检测仪：RSM-PRT型；带宽10～12000Hz；A/D转换精度24位；采样间隔10～65536s 。

2、传感器：加速度传感器，SY-3型，灵敏度150pc/m.s-2。

3、地质勘探钻：XY-1型（最大钻进深度100m）4、静载荷测试仪：RSM-JCⅢ型；全自动加载和数据采集。

5、位移传感器：最大量程50mm；精度优于0.01mm。

5、油压千斤顶：1000kN、2000kN。

6、电动油泵：ZBY-500B型；额定工作压力100MPa。

7、其他：电脑、打印机等八、检测人员1、现场检测技术负责人：1名，由具有多年丰富桩基础检测经验，具有中级及以上技术职称专业技术人员担任。

2、现场检测技术人员：5名，由具有多年丰富桩基础检测经验，具有中级技术职称的人员担任。

3、配合人员：民工若干名。

九、检测工作程序1、检测工作的程序框图，见图1进行：图1 检测工作程序框图十、检测前的准备工作1、调查、收集有关资料1）收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况。

2）进一步明确委托方的具体要求。

3）检测项目现场实施的可行性。

2、检测前应对仪器设备检查调试。

3、检测仪器设备应经国家授权的计量部门计量，计量检定合格后方可投入使用，始终确保所使用的仪器设备在计量检定周期的有效期内。

4、其他准备工作：如水、电、桩头处理、场地平整、安全防护设施等。

十一、现场检测（一）低应变反射波法1、受检桩应符合下列规定：1）桩身强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。

2）桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。

3）桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。

a.桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。

灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正常测试的桩顶外面主筋应割掉。

对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。

b.当桩头与承台或垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响。

因此，测试时桩头应与混凝土承台断开；当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。

2、测试参数设定应符合下列规定：1）时域信号记录的时间段长度应在2L /c 时刻后延续不少于5ms ；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz 。

2）设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。

3）桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。

4）采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点。

5）传感器的设定值应按计量检定结果设定。

3、测量传感器安装和激振操作应符合下列规定：1）传感器安装应与桩顶面垂直；用耙合剂（黄油、石膏等）粘结时，应具有足够的粘结强度。

传感器用藕合剂粘结时，粘结层应尽可能薄；必要时可采用冲击钻打孔安装方式，但传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。

2）实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为900，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

3）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。

4）激振方向应沿桩轴线方向。

5）瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。

6）传感器的粘贴处和激振点应打磨平整。

4、信号采集和筛选应符合下列规定：1）根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。

2）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。

3）不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分析原因，增加检测点数量。

4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。

5、检测数据的分析与判定1）波速计算：当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根Ⅰ类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：a.完整桩的波速计算： t Lc ∆=2 或 f L c ∆⋅=2式中(图2)： c ——桩身材料的一维应力波纵波波速（m/s ），简称波速；L ——测点下桩的长度（m ）；Δt ——桩底反射波峰值与入射波峰值的时刻差（s ）；Δf ——幅值谱上完整桩相邻峰值间的频率差（Hz ）。

被检工程的桩身材料平均波速值m c 为5根以上完整桩的波速平均值。

b.桩身缺陷位置的算：2j m j t c L ∆=或 j m j f c L ∆=2式中： m c ——场区同条件桩平均波速；j L ——桩身第j 个缺陷的距离(m)；j t ∆——桩身第j 个缺陷的首次反射波峰与入射波波峰对应的时差(s)；j f ∆——同一缺陷两相邻峰间频差。

2）检测结果判定：完整性分类及判别标准：见表2和表3。

桩身完整性分类表 表2桩身完整性判定标准 表31、基本要求1）试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。

2）桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。

混凝土桩头加固可按下列规定执行：3）混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土；4）桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合；5）桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上；6）距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3～5mm 的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm 。

桩顶应设置钢筋网片2～3层，间距60～100mm ；7）桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级，且不得低于C30；8）高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。

9）混凝土强度应达到设计强度。

10）成桩休止时间应满足表4所规定的时间。

成桩休止时间 表41）采用堆载、慢速维持荷载法进行。

静载荷试验提供反力装置见图2所示。