CFG桩单桩复合地基静载试验

CFG桩单桩复合地基静载试验

摘要本文结合北京某小区住宅楼,叙述了CFG桩单桩复合地基静载试验,用来检测CFG桩单桩复合地基承载力。

关键词CFG桩;单桩复合地基;静载试验

水泥粉煤灰碎石桩法(简称CFG 桩),是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩,并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。

1 工程项目基本概况

北京某住宅区C3楼,拟建建筑物地上32层,地下2层,框架剪力墙结构,筏板基础,设计要求采用CFG桩进行地基处理,处理后复合地基承载力特征值600kPa,其它参数如下:桩径为410mm,桩间距为1.35m,有效桩长为22m,桩体砼强度等级为C20。

2 场地工程地质情况简述

第四纪沉积层

粘质粉土、粉质粘土②层:承载力标准值为160kPa;

粉质粘土、粘质粉土②1层:承载力标准值为120kPa;

粉质粘土、粘质粉土③层:承载力标准值为140kPa;

粘质粉土、粉质粘土③1层:承载力标准值为190kPa;

细砂、粉砂④层:承载力标准值为250kPa;

粉质粘土、粘质粉土⑤层:承载力标准值为180kPa;

粘土、重粉质粘土⑤1层:承载力标准值为170kPa;

粘质粉土、砂质粉土⑤2层:承载力标准值为220kPa;

细砂、中砂⑥层:承载力标准值为300kPa;

圆砾⑥1层:承载力标准值为350kPa;

粉砂、砂质粉土⑥2层:承载力标准值为280kPa;

重粉质粘土、粉质粘土⑦层:承载力标准值为210kPa;

粉砂、砂质粉土⑦1层:承载力标准值为280kPa;

粘质粉土、粉质粘土⑦2层:承载力标准值为240kPa;

细砂、中砂⑧层:承载力标准值为350kPa;

粘土、重粉质粘土⑧1层:承载力标准值为220kPa;

重粉质粘土、粘土⑨层:承载力标准值为230kPa;

粘质粉土、砂质粉土⑨2层:承载力标准值为250kPa;

细砂、中砂⑩层:承载力标准值为380kPa;

重粉质粘土、粉质粘土⑩1层:承载力标准值为260kPa。

3 场地工程地质情况简述

桩管垂直对准桩位(活瓣桩靴闭合);

启动振动锤将桩管振动入土中,达到设计深度,使桩管周围的土进行挤密或挤压;

沉管过程中做好记录,每沉1m记录电流表上电流一次,对土层变化处予以说明;

从桩管上端的投料漏斗加入料,数量根据试桩确定;

逐步拨管边振边拨管,每拨管 1.0m~1.5m停止拨管而继续振动,停拨时间5~10s,直至将管拨出地面。

4 复合地基承载力的确定

在复合地基设计阶段,地基规范规定:复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定;地基处理规范规定:复合地基承载力特征值,应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时,也可按下式估算:

fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1)

式中:fspk为复合地基承载力特征值(kpa);

m为面积置换率;

Ra为单桩竖向承载力特征值(kN);

Ap为桩的截面积(m2);

β为桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;

fsk为桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。

在复合地基设计阶段,确定复合地基设计参数时,用公式(1)估算复合地基承载力是符合规范要求的。实际工程中,有条件时先在拟建场地做现场载荷试验,可为设计提供可靠的设计参数。而很多情况是在无试验资料条件下按(1)式估算复合地基承载力,但要结合工程实践经验,合理确定Ra、fsk、β等参数的取值。希望公式计算值接近但不大于载荷试验结果,而大量试验结果表明,公式计算结果一般不大于载荷试验结果。因此,地基处理规范用强制性条文规定复合地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验确定。

5 单桩复合地基静载荷试验

5.1 目的

选取3个CFG桩单桩复合地基点,试验目的是通过静载荷试验,确定处理后的复合地基承载力能否满足设计要求。

根据设计的桩间距,试验采用1.82m2的圆形承压板。

5.2 试验装置

本次试验采用压重平台反力载荷装置,堆载材料为砂袋。用钢梁搭设平台,将配重均匀稳固地放置于平台上。平台中心位置下的桩顶上放置承压板。千斤顶稳固的放置于承压板上,其活塞与主梁相连。平台中心、承压板中心、千斤顶底面中心与桩中心在同一铅垂线上。以此构成压重平台装置,并保证试验时受力均匀及加载时的垂直度。

加载时,通过压重平台装置提供反力,用千斤顶在承压板上逐级加压,用位移百分表测读每级荷载的沉降量。加载、补压、控载、判稳和测读记录沉降量均由仪器自动控制。

5.3 试验方法

试验采用慢速维持荷载法。试验的最大荷载为1 200 kPa(2184kN),加载分9级,首级加载量为最大荷载的2/10,以后每级加载量为最大荷载的1/10。

每加一级荷载P,在加荷前后各读计承压板沉降量s一次,以后每半小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。

卸载级数为加载级数的一半,等量进行,每卸一级荷载,间隔半小时,读记回弹量,待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。

5.4 终止加载条件

当出现下列现象之一时,可终止试验:

1)沉降急剧增大、土被挤出或压板周围出现明显的隆起;

2)承压板的累积沉降量已大于其宽度或直径的6%;

3)最大加载量已为设计要求压力值的两倍以上。

5.5 资料整理及分析

根据静载荷实测资料,本次参加试验的单桩复合地基测点的P~S和S~lgt关系曲线形态分析,各试验点加荷至设计最大试验载荷值时,均未出现破坏,且未出现明显拐点和陡降段,为一条完整连续的平缓光滑曲线,每级沉降量基本均匀。根据本地基处理工程的类型和工程地质特点,依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中有关确定单桩复合地基承载力特征值的规定:取沉降值s=0.01d(d 为荷载板直径或边长)所对应的荷载值作为该检测点的单桩复合地基承载力特征值,同时特征值不应大于最大加载值的一半。因此,确定3根桩的单桩复合地基承载力特征值均不小于600kPa。

参加试验的单桩复合地基承载力特征值的极差不超过平均值的30%,根据《建筑地基处理技术规范》,取其平均值600kPa为复合地基承载力特征值;通过静载荷试验,桩土复合地基承载力特征值已达到600kPa的设计要求。

6 结论

复合地基静载试验前,首先做桩的低应变检测,静载试验后再做低应变检测和桩顶部开挖探查,这样对分析判断复合地基承载力能否满足要求也很有意义。

参考文献