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摘要：随着复合地基CFG桩应用要求的不断提高，研究其检测与施工质量控制技术凸显出重要意义。本文首先介绍了CFG桩工作原理及其作用，分析了复合地基CFG桩检测方法。在探讨复合地基CFG桩载荷试验应注意问题的同时，研究了其中的常见问题处理。
关键词：复合地基；CFG桩；检测；施工；质量；控制
一、前言
作为一项实际应用效果良好的桩基模式，复合地基CFG桩在近期得到了广泛的应用。研究其检查与施工质量控制，能够更好地提升其在实际应用中的水平，从而有效优化复合地基CFG桩在应用中的整体效果。本文从介绍其原理与作用着手本课题的研究。
二、CFG桩工作原理及其作用
1.工作原理
CFG桩复合地基是近年发展起来的处理软弱地基的一种方法。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和成高黏结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫一起组成复合地基的地基处理方法。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，它提供向上贯入的条件来调整桩、土应力比，实现桩、土协调变形，保证了桩间土始终参与工作，充分利用桩间土的承载力。
2.CFG桩复合地基对地基作用
（一）桩体作用。CFG桩中的水泥经水化反应和与粉煤灰的凝硬反应，使桩体的抗剪强度和变形模量均大大提高。
（二）挤密作用。CFG桩用于砂土、粉土时，采用振动沉管法施工可使土挤密，桩间土承载力有较大幅度提高。
（三）排水作用。刚施工完的CFG桩是一个良好的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，直到CFG桩桩体结硬为止。
（四）褥垫层作用。褥垫层在复合地基中可以减少基础底面的应力集中、土荷载（竖直和水平）分担。
（五）桩间土作用。在粉土、砂土和塑性指数较低的粘性土地基中，采用不排土法施工时，施工对土体的振动或挤压使摩阻力得到增加。
（六）加筋作用。CFG桩复合地基中，桩体强度与桩间土强度相差较大，在自然土层中的柱状体实际上构成了土层的竖向加筋，从而大大提高了复合地基的承载力。
三、复合地基CFG桩检测方法
1.低应变动力测试
将桩视为一维弹性杆件，给桩顶施加一脉冲力，产生的应力波沿桩身向下传播，当遇到桩身波阻抗变化时将产生波的反射和透射现象。通过在桩顶安装的加速度传感器接收反射信号，根据应力波反射规律分析评价桩身结构完整性同时由给定的桩长计算出桩体纵波波速。
检测时，首先要清理桩头，要出现新鲜的混凝土，且不可留有杂物。然后将传感器放置于距桩中心2/3半径处，锤击处位于桩顶的中心处，传感器要同桩顶位于同一平面，与桩顶垂直，用耦合剂粘结牢固。
根据检测结果，将桩分为四类。Ⅰ类：桩身完整；Ⅱ类：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类：桩身存在严重缺陷，应进行工程处理。
2.静载荷试验方法
竖向荷载逐渐施加于单桩桩顶承压板，桩身上部受压缩而产生相对于土体的向下位移，桩侧表面有向上的摩擦阻力，随着桩身荷载的增大，桩身压缩变形和位移量也增大，以单桩竖向抗压载荷试验Q-s曲线为基础，取该曲线的前几级荷载下沉降原始数据进行分析，进而对Q-s曲线的发展趋势作出预测。
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加荷方式采用慢速维持荷载法；采用分级等量进行加荷，终止荷载宜大于设计承载力特征值的2倍。测读桩顶沉降时间间隔：每级荷载加荷后隔5、10、15、15、15min各测读一次沉降值，以后每隔30min测读一次；沉降相对稳定标准：每小时的桩顶沉降增量不超过0.1mm，并连续出现两次（以1.5h内连续三次观测值计算），则认为已达到相对稳定标准，可值加下一级荷载，每级荷载维持时间不少于2h；
试验终止条件：某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍；某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，并经24h尚未达到相对稳定；已达到要求的最大加载量。
卸荷：每级卸载值为加载值的两倍，每级卸荷后隔15、15、30min各测读一次残余沉降，完全卸荷后维持3-4小时读记回弹量。
四、复合地基CFG桩载荷试验应注意的问题
1.褥垫铺设及荷载板安装
首先根据设计要求挖一试坑，坑的平面尺寸与荷载板相同，深度和褥垫厚度相同。按设计要求的夯填度铺设褥垫层，厚度为150mm。保证原状土对褥垫层的侧向约束。之后安装荷载板并使荷载板与褥垫层密切接触。
2.褥垫厚度
根据地基处理规范，静载试验褥垫厚度应取150mm。研究表明，褥垫越厚，土承担的荷载越多，桩承担的荷载越少，反之亦然。当褥垫太薄，会导致桩顶应力集中，容易发生桩头压碎或桩过早首先达到单桩极限承载力，复合地基承载力偏低。
3.由载荷试验曲线确定复合地基承载力
当P—S曲线极限荷载能确定，其值不小于对应比例极限的2倍，可取比例极限作为承载力特征值；其值小于对应比例极限的2倍时，可取极限荷载的一半为承载力特征值。
这里就出现了一个问题，某些工程的复合地基载荷试验中，极限荷载能确定，但是P-S曲线较为平滑，比例极限难以确定，而相关规范对比例界限的确定无相关规定，这就造成人为因素比较大，这对试验结果的确定产生了很大影响。林宗元编著的《岩土工程试验监测手册》中介绍了7种常见确定比例界限的方法，其中斜率法适用范围更广，具体方法就是先绘制p-△s/△p曲线，在其曲线上取第一转折点所对应的荷载为比例界限荷载值，取第二转折点对应的荷载值为极限荷载值。
4.试验前后对桩做低应变检测
为弄清承载力偏低的原因，做复合地基静载试验前后，对桩做低应变检测了解桩身有无缺陷是至关重要的。当低应变检测判定桩身有缺陷，静载试验结果还能满足设计要求，说明这类桩身缺陷不影响复合地基竖向承载能力的使用；若静载试验结果不能满足设计要求，再结合不低于总桩数10％低应变检测结果，可为工程技术人员提供如何使用这类缺陷桩和采取怎样的补强措施提供依据。
五、常见问题处理
CFG桩施工中最常见的成桩质量问题就是出现缩颈、断桩现象，桩体强度不足和不均。
1.原因分析
由于土层变化，在高水位的粘性土中，振动作用下会产生缩颈；灌桩填料没有严格按配合比进行配料、搅拌以及搅拌时间不够；在冬期施工中，对粉煤灰碎石桩的混合料保温措施不当，灌注温度不符合要求，浇灌又不及时，使之受冻或达到初凝。雨季施工，防雨措施不利，材料中混入较多的水分，坍落度过大，从而使强度降低。
2.防治措施
要严格按不同土层进行配料，搅拌时间要充分，每盘至少3分钟；控制拔管速度。用浮标观测（测每米混合料灌量是否满足设计灌量）以找出缩颈部位，每拔管1.5～2.0m，留振20秒左右（根据地质情况掌握留振次数与时间或者不留振）；出现缩颈或断桩，可采取扩颈方法（如复打法、翻插法或局部翻插法），或者加桩处理；混合料的供应有两种方法。一是现场搅拌，一是购买商品混合料。但都应注意做好季节施工。
六、结束语
通过对复合地基CFG桩检测与施工质量控制技术的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从复合地基CFG桩应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的检测与施工质量控制技术实施方案。
参考文献：
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[3]韩杰.湿陷性黄土地区建筑技术[J].桩基承载力.2011（20）：36-39.
论文作者:潘帅
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/12/1
标签：荷载论文; 地基论文; 褥垫论文; 承载力论文; 载荷论文; 曲线论文; 极限论文; 《基层建设》2015年17期论文;