CFG樁復(fù)合地基承載力的試驗研究

1、CFG樁復(fù)合地基承載力的試驗研究論文導(dǎo)讀：樁、土與樁頂褥墊層共同構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基，由于設(shè)置了一定厚度的褥墊層，將上部基礎(chǔ)傳來的基底壓力通過褥墊材料的變形以一定比例分配給樁及樁間土，并通過協(xié)調(diào)樁間土產(chǎn)生的固結(jié)沉降，使樁間土始終與基底面保持接觸，保證樁土共同工作。施工單位于2006年4月15日進行成樁工藝性試驗，成樁6根，樁長20m，經(jīng)反射波法檢測樁身完整性后，取質(zhì)量較好的兩根樁分別做單樁靜載試驗和單樁復(fù)合地基試驗。樁土應(yīng)力比實測的樁土應(yīng)力比。關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基，靜載，樁土應(yīng)力比CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻適量水泥加水拌合制成。樁、土與樁頂褥墊層共同構(gòu)成CFG樁

2、復(fù)合地基，由于設(shè)置了一定厚度的褥墊層，將上部基礎(chǔ)傳來的基底壓力通過褥墊材料的變形以一定比例分配給樁及樁間土，并通過協(xié)調(diào)樁間土產(chǎn)生的固結(jié)沉降，使樁間土始終與基底面保持接觸，保證樁土共同工作。它具有承載力提高幅度大、地基變形小等特點，并對不均勻地基消除不均勻變形具有很好的適應(yīng)性。本文通過工程實例，對其進行探討。論文參考網(wǎng)。1.加固機理武漢至廣州鐵路客運專線英德段內(nèi)軟土路基主要采用CFG樁復(fù)合地基加固技術(shù)，樁徑為500mm，正三角形布置，樁間距為1.4m，樁身采用C15混凝土，要求加固后的復(fù)合地基承載力達(dá)到200kPa。施工單位于2006年4月15日進行成樁工藝性試驗，成樁6根，樁長20m，經(jīng)反射波

3、法檢測樁身完整性后，取質(zhì)量較好的兩根樁分別做單樁靜載試驗和單樁復(fù)合地基試驗。試樁場地覆蓋土層為第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）、坡殘積層（Q4dl+el），下伏基巖為上古生界泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r。土層分布為松軟土，粉質(zhì)粘土，卵石土，下伏石灰?guī)r，裂隙發(fā)育。場地工程地質(zhì)情況見表1。表1 場地工程地質(zhì)概況 層號 土性 底層埋深(m) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa) 極限側(cè)阻力(kPa) 極限端阻力(kPa) 1 粉質(zhì)粘土 0.81.0 140 40 2 卵石土 4.65.2 65 3 粉質(zhì)粘土 1313.7 50 1000 4 粉質(zhì)粘土夾卵礫石 2525.7 60 1500 5 粉質(zhì)粘土夾砂、礫

4、3131.8 60 2試驗方法本次試驗采用慢速維持荷載法，加載分級、測讀時間、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)以及終止加載條件嚴(yán)格按照中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基樁技術(shù)規(guī)范JGJ9494附錄C單樁豎向抗壓靜載試驗和建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002附錄A復(fù)合地基載荷試驗要點進行。 加載系統(tǒng)：橫梁堆載反力裝置。加載裝置：DYG200-200液壓千斤頂，YZB63-0.27-1電動油泵。加卸載與沉降觀測：加載分級：每級加載為預(yù)估極限荷載的1/10，第一級荷載取2倍的分級荷載；沉降觀測：每級加載后按5、10、15、15、15分鐘測讀一次，以后每隔半小時測讀一次；沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時的沉降不超過0.1mm，并連續(xù)

5、出現(xiàn)兩次，認(rèn)為已達(dá)到相對穩(wěn)定，可加下一級荷載；終止加載條件：當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，終止加載。a.樁發(fā)生劇烈或者不停的下沉或傾斜；b.當(dāng)Q s曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂沉降量接近40mm；c. Q s曲線沒有明顯轉(zhuǎn)折點，但樁的沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24小時尚未達(dá)到相對穩(wěn)定；d.達(dá)到要求的加載值；卸載與卸載沉降觀測：每級荷載值為每級加載值的2倍，每級卸載后按15、15、30分鐘測讀一次殘余沉降，方可卸下一級荷載。3 CFG樁及復(fù)合地基試驗31單樁靜載荷試驗測試工作從2006年6月12日上午6點開始，歷時19小時35分鐘。最大堆載200噸，分9級，每級20噸，第一

6、級40噸。 圖1 20m單樁Qs曲線 在加載過程中，前8級沉降均較穩(wěn)定，加載至第9級1800kN時，樁頂出現(xiàn)陡降，油壓急劇下降，說明樁身出現(xiàn)破壞。該樁的最大沉降量為50mm，極限承載力為1600kN。Qs曲線和slgt曲線見圖1和圖2。圖2 CFG單樁slgt曲線32單樁復(fù)合地基靜載荷試驗測試工作從2006年6月27日下午3時52分開始，歷時27小時30分鐘。試驗承壓板尺寸為1.415m1.2m，最大堆載160噸，分9級，每級16噸，第一級32噸。論文參考網(wǎng)。最大沉降量為62.84mm。圖3 CFG單樁復(fù)合地基Qs曲線在試驗過程中，沉降一直較穩(wěn)定，至第7級時，沉降量為62.84mm，壓應(yīng)力達(dá)到

7、659kPa，終止加載。荷載為復(fù)合地基承載力特征值。b=1200mm，s=12mm，對應(yīng)的荷載為244 kPa，則單樁復(fù)合地基承載力特征值為244 kPa。圖4 CFG單樁復(fù)合地基ps曲線圖5 CFG單樁復(fù)合地基slgt曲線321 樁頂荷載沉降關(guān)系根據(jù)樁頂埋設(shè)的土壓力盒和樁頂沉降標(biāo)可得到復(fù)合地基中樁的荷載-沉降關(guān)系，試驗結(jié)果圖6。復(fù)合地基中樁的最大沉降為4.3mm，發(fā)揮的承載力為565kN，占單樁極限值的35.3%，荷載負(fù)擔(dān)比為50.4%。322 褥墊層變形根據(jù)復(fù)合地基試驗過程中對總沉降和樁間土沉降見圖7。在最大試驗荷載作用下，褥墊層的變形量達(dá)30mm，占總沉降的47.7%。圖6復(fù)合地基中樁得

8、Qs曲線圖7 褥墊層荷載沉降曲線323 樁土應(yīng)力比實測的樁土應(yīng)力比見圖8。極限荷載對應(yīng)的樁土應(yīng)力比為8.8，特征值對應(yīng)的樁土應(yīng)力比為7.7。論文參考網(wǎng)。從圖8可以看出，當(dāng)荷載小于極限荷載時，隨著荷載的增大，樁間土承受荷載后被壓縮（壓縮量較小，產(chǎn)生的負(fù)摩擦力很小），增加了樁周土對樁體的約束力和抵抗力，從而增加了樁體的側(cè)摩擦阻力和支撐能力，使荷載逐漸向樁體轉(zhuǎn)移，樁土應(yīng)力比逐漸增大；當(dāng)荷載大于極限荷載的時候，樁體所承擔(dān)的荷載超過其極限荷載值，荷載隨時間向樁體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象消失，樁體承擔(dān)的荷載略向樁間土轉(zhuǎn)移，但很快就消失，樁土應(yīng)力比很快就趨于穩(wěn)定。圖8 樁土應(yīng)力比4 結(jié)論從試驗可以看出，CFG樁在復(fù)合地基中承擔(dān)的荷載占絕大部分，同時樁間土體也充分發(fā)揮了作用。應(yīng)用CFG樁加固客運專線軟土地基，完全可以達(dá)到設(shè)計要求。CFG樁具有選材方便、地基承載力高、變形小、施工簡單、工程質(zhì)量易保證等優(yōu)點, 工程造價是一般樁的1/ 21/ 3, 具有較高的經(jīng)濟和社會效益。復(fù)合地基中樁的性能和單樁的性能差別較大，因此，由單樁的特性出發(fā)設(shè)計復(fù)合地基是不確切的，應(yīng)綜合考慮樁與樁間土的共同作用，用變形控制來進行設(shè)計，以充