CFG桩复合地基检测中存在问题研究

摘要：根据研究，桩基静载荷试验及应变检测工作是工程建设活动中的重要内容，针对CFG桩复合地基检测工作中经常出现褥垫层设置不合理、荷载刚度不足等问题，提出合理设置褥垫层以及采用合适厚度的钢板等对策，以期为我国工程项目建设中CFG桩复合地基检测工作的正常开展提供参考。

关键词：CFG桩;复合地基;检测;改进方法

在实际施工过程中，通常会对地基开展载荷试验以及低应变动力试验，确保CFG桩能够符合工程要求。当前，我国CFG桩的检测工作中还存在许多问题，直接影响施工验收。因此，研究CFG桩复合地基检测的常见问题并提出对策，具有十分重要的现实意义。

1 CFG桩复合地基受力原理

水泥粉煤灰桩，简称CFG桩（C指Cement、F指Flyash、G指Gravel），是由碎石、石屑、粉煤灰，掺适量水泥加水拌合，用各种成桩机制成的具有可变黏结强度的桩型。然后通过上部褥垫层将桩基与桩间土联合，将其整合为一个整体，形成一个整体受力形式。施工完成后，需要对CFG桩进行检测，检测内容为承载力及桩身完整性，在此过程中，需要使用静载荷试验对地基承载力进行检测。

2 CFG常见检测试验方法

2.1 低应变反射波法

低应变反射波法是目前国内外应用最为广泛的一种桩基无损检测方法，基本原理为杆件一维弹性波动理论，即通过在桩顶施加敲击力，产生波动在桩体内传播，当波遇到不连续界面，也即桩阻抗变化界面（如断裂、峰窝、离析、夹泥等缺陷）、桩界面面积发生变化（如缩径或扩径）和桩底面时，将产生反射波，通过安装于桩顶的接受传感器，接受反射波，得到加速度时程曲线，通过曲线形态特征判断得出桩体缺陷的位置或校核桩长。低应变反射波法主要用于检测桩基桩身完整性，可以判别桩身各种病害，如离析、断桩、缩径、扩径等缺陷位置及其影响程度。

2.2 单桩静载试验

单桩静载试验主要用于检测判定单桩的竖向承载力是否满足设计要求，也可用于测定单桩的竖向极限承载力，为桩基设计提供依据。单桩静载试验具有成本低、方法简单的特点，是目前最为准确、可靠的桩基承载力检测方法。单桩静载试验的主要原理是通过在桩顶施加荷载，观测桩的沉降量来确定单桩竖向的承载力，即以一组完全的单桩竖向抗压静载荷试验Q—沉降量s曲线为基础，根据规范取Q—s曲线上个特定点所对应荷载值作为单桩竖向抗压极限承载力。单桩静载试验的主要设备有加载装置、反力装置与沉降观测装置。

2.3 单桩复合地基静载试验

与单桩静载试验试验不同，单桩复合地基静载试验主要用于检测判定单桩复合地基的承载力是否满足要求以及确定上部荷载的要求及其变形参数。单桩复合地基静载试验的基本原理与单桩静载试验基本相似，其通过接近于复合地基的实际工作条件的试验方法，在复合地基表面通过承压板逐级施加竖向压力，观察复合地基所实际产生的沉降，从而确定相应的单桩复合地基承载力的特征值，即以一组完全的单桩复合地基静载试验P—沉降量s曲线为基础，根据规范取P—s曲线上个特定点所对应荷载值作为单桩复合地基承载力。

3 CFG桩复合地基检测常见问题与相关改进方法

3.1 褥垫层设置不合理的问题及相关改进措施

对该住宅工程CFG桩开展检测活动时，在布置褥垫层的过程中，工作人员应严格按照工程要求在地基上挖出一个与荷载板尺寸相当的试验坑，坑体的深度正常情况下要与褥垫层厚度保持一致，一般厚度为100～150mm，以确保褥垫层能够受到土层的侧向约束力。布置完褥垫层与试验坑之后，要结合工程实际状况合理布置荷载板。但是结合该住宅工程CFG桩检测来看，施工单位并未严格按照要求施工，褥垫层的宽度比荷载板多20～30cm，这会导致褥垫层在使用过程中缺乏侧向约束力，在检测活动中，褥垫层往往会因为上部的压力出现竖向变形。

3.2 荷载刚度不足的问题及相关改进措施

在设置CFG桩的过程中，施工人员要注意合理设置桩与桩之间的距离，在完成桩基施工后对其进行检测，根据桩基之间的距离选择合适厚度的荷载板。一些检测单位为了方便检测，通常忽视桩基之间的距离，选择同一厚度的钢板代替荷载板，不能很好地满足检测要求，导致检测结果精准度不高，给检测带来阻碍，不利于后续工程建设的顺利开展，使得工程项目的建设质量无法保障。

在对该工程项目的CFG桩复合地基基础开展检测时，根据设计要求，CFG桩复合地基基础的承载力要达到500k Pa。检测单位在对该项目进行检测时，发现在荷载板的上部荷载压力在不断增大，并且中间部位出现了明显下凹，最终得出该项目基础地基承载力不能满足工程要求的结论。

在得出此结论后，工程建设单位又聘请了另一检测队伍对CFG桩进行检测。该检测单位通过观察CFG桩的施工情况，选择足够刚度的荷载板，最终得出该工程CFG桩复合地基基础满足工程设计要求的结果。

3.3 检测点布置不合理的问题及相关改进措施

在检测CFG桩复合地基基础荷载力时，应该结合工程项目的实际情况，在地基平面上均匀设置监测点，根据地基土体性质的不同，考虑土体性质的承载力，合理布置检测点。在检测CFG桩身完整性时，除了均匀布置之外，还需要根据工程实际情况，随机布置低应变检测点，提高检测结果的准确性，为后续工程建设活动的顺利开展提供保障。根据目前我国工程项目中的低应变检测桩选取情况来看，检测对象基本选取总桩数的10%、位数为5或者5倍数的CFG桩为低应变检测桩对象，该方法的使用不仅满足了选取CFG桩的随机性，又确保CFG桩低应变检测桩的均匀性。

3.4 加载、卸载分级荷载量的控制对检测结果的影响

载荷试验加载宜采用油压千斤顶，加载方式应采用慢速维持荷载法。正式试验前宜进行预压，预压荷载宜为最大加载量的5%，预压时间为5min。预压后卸载至0。以后加载、卸载均应逐级、等量卸载，应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过荷载的±10%。加载前预压在以往静载检测的相关规定中没有提及，有些检测单位的预压做法也不规范。在静载荷试验中预压是为了检测加压系统的工作状态，因此建议取最大加荷的5%，若按10%预压，所得的P-S曲线需要修正。

结论

（1）静载试验结果表明，该工程CFG桩复合地基单桩承载力和复合地基承载力均达不到设计要求；低应变法和钻芯法检测表明，CFG桩完整性差，桩身下部芯样不连续，存在夹泥现象，桩身强度达不到设计要求。

（2）造成桩身质量缺陷的主要原因是CFG桩灌注成桩过程中提钻速度与混凝土泵送压灌速度不匹配，提钻速度过快导致混凝土灌注不连续，出现离析，在孔壁水土压力作用下出现缩径、塌孔，并产生桩身夹泥现象，致使桩身存在缺陷，桩体材料强度达不到设计要求。建议CFG桩施工做好桩身混合料调度，避免灌注过程中出现等料、堵管等问题，并严格按施工规程控制提钻速度，使之与混合料压灌速度匹配，确保灌注的连续性。

参考文献

[1]郭建伟，于洪悦，梁志雄.CFG桩复合地基和预应力混凝土管桩桩基对比的研究[J].山西建筑，2019，45（7）：101-102.