探讨CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的原因及处理措施

1、探讨CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的原因及处理措施摘要：CFG桩处理后的复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，广 泛应用于工业与民用建筑。但因施工方法不当，周围环境等因素的影响，往往会 造成处理效果不佳，出现CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的质量问题。 本文结合某工程实例，探讨CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的原因及 处理措施，以保障工程安全。关键词：CFG桩；复合地基；承载力；静载试验；注浆1引言CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂、加水拌和，用各 种成桩机械制成的可变强度桩。CFG桩复合地基充分利用了桩间土的承载力，并将荷载传递

2、 到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。但因施工方法不当，周围环境等因素的 影响，往往会造成处理效果不佳，出现CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的质量问 题，给工程安全带来隐患，本文结合某工程实例，探讨CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设 计要求的原因及处理措施。2工程概况2.1 CFG桩复合地基设计概况某工业设备基础采用CFG桩复合地基，基础布置形式为四个独立基础，设计桩长10m， 桩径500mm，强度C25，正三角形布桩，桩间距1.50m，总桩数178根。设计要求单桩竖向 抗压承载力特征值520kN，复合地基承载力特征值340kPa。设备基础的平面布置见图1。2.2工程地质概况

3、拟建场地地貌属淮河冲积平原，地势高低坑洼不平。自上而下的地层顺序为：层杂填 土：层厚1.03.1m。黄褐、灰褐色，湿，松散状态，均匀性差。此层属欠固结高压缩性土。 层粉质粘土：层厚1.23.9m。灰褐、黄褐色，可塑状态。此层属中等偏高压缩性土。 层粘土：层厚2.04.3m。灰褐、黄褐色，硬塑状态。此层属中等压缩性土。层粉质粘土 与粉土互层：层厚1.35.0m。粉质粘土：黄褐、灰褐色、灰色，可塑状态。粉土：黄、褐 灰色，饱和，中密状态。此层属中等偏高压缩性土。层粉细砂：层厚1.53.7m。褐灰、 灰褐、黄色，饱和，中密状态。此层属中等偏低压缩性土。层粉质粘土：层厚2.28.5m。 褐灰、灰褐、黄

4、褐色，可塑状态。此层属中等偏高压缩性土。层粉土夹粉砂：层厚1.1 4.8m。褐灰、灰褐、黄褐色，中密状态。此层属中等偏低压缩性土。2.3水文地质条件地表水主要由大气降水和地表径流补给。地下水类型：上层滞水主要赋存于层杂填土中。层粉质粘土、层粘土为 隔水层。层粉质粘土与粉土互层、层粉细砂孔隙水含量较丰富，为含水层，地下水类型为承压水。层粉质粘土为隔水层。层粉土夹粉砂孔隙水含量较丰富，为含水层，地 下水类型为承压水。对天然基础施工影响较大的为上层滞水，对桩基础施工影响较大的为承 压水。3静载试验检测结果按照规范和设计图纸的要求，本项目每个独立基础各进行1根单桩复合地基载荷 试验和1根单桩竖向抗压静

5、载试验，检测结果为：基础一、基础二、基础三、基础四的单桩复合地基承载力特征值均达到设计要求。基础一、基础二、基础三的单桩竖向抗压承载力特征值均达到设计要求；基础四的单 桩竖向抗压承载力特征值达不到设计要求。基础四33#桩单桩竖向抗压静载试验结果分析从基础四33#桩的单桩竖向抗压静载试验Qs曲线看，当荷载最大加至1040kN后，桩 顶最大沉降量为47.30mm，曲线出现陡降，末级荷载作用下的桩顶沉降量为33.06mm；从 slgt曲线看，末级荷载对应的时程曲线尾部出现明显弯曲。根据规范可得，该受检桩的单 桩竖向抗压极限承载力应取末级试验荷载的前一级试验荷载936kN，单桩竖向抗压承载力特 征值为

6、：936kN/2=468 kN，小于520 kN，不满足设计要求。基础四33#桩单桩竖向抗压静载 试验数据、Qs、slgt曲线见下表：CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的原因分析试验结束后，对基础四33#桩的桩身完整性进行了复测，复测结果表明，在静载试 验后，基础四33#桩的桩身完整，为I类桩。排除了因试验过程中桩身被压坏而造成的单桩 竖向抗压承载力不足。通过查阅岩土工程勘察报告；设计资料；CFG桩施工记录；CFG桩的检测资料；询 问CFG桩施工人员；勘察基础周边环境等方式进行分析研究，在桩长、桩径、桩身完整性均 合格的情况下，可能造成本项目CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的原因

7、有：询问CFG桩施工人员和查阅施工记录，基础四的CFG桩在施工时，为了抢工期，未 采用隔桩跳打的工艺进行施工，造成桩周土体的过度扰动，使得桩侧、桩端阻力下降，在静 载试验时未得到充分恢复，进而影响CFG桩的单桩竖向抗压承载力。混凝土灌注时，施工不规范，桩机钻至桩端后，先提钻后泵送混凝土，造成桩端混凝 土不密实，影响桩端承载力的发挥，进而影响CFG桩的单桩竖向抗压承载力。勘察基础周边环境，发现在基础四西北角的5m处，有一废弃的取水井，以往取水井 在取水时，因地下水的动力作用，可能会带走基础四下土层中的部分土颗粒，造成基础四范 围内的桩侧、桩端阻力相对于其他基础有所偏低，进而影响CFG桩的单桩竖向

8、抗压承载力。CFG桩单桩竖向抗压承载力达不到设计要求的处理措施5.1加固处理措施考虑到工业设备对基础变形要求较高，对本项目基础四的CFG桩进行了加固处理，根据 本项目特点，提出采用注浆加固的处理措施。注浆加固在不改变地层的情况下，将土层颗粒 间的孔隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的，使土体强度指标：黏聚力和内摩 擦角增大，进而增大桩侧、桩端阻力，提高CFG桩的单桩竖向抗压承载力。具体措施为：（1）加固范围为基础四承台底下的桩间土，加固深度为桩端以下0.5m至桩顶设计标高 处，注浆管垂直布设，注浆孔的数量、间距、布置见图2。（2）采用先外侧后内侧、先深后浅的注浆方法，结合注浆压力分析地

9、层的吸浆量，对 注浆不足的孔应二次注浆。（3）注浆施工时，应检查注浆压力、流量、浆液及周围环境的变化，认真做好施工记录， 保证施工质量。5.2注浆加固效果的检验（1）为了检验注浆加固的效果，注浆施工结束，达到静载试验条件后，对本项目基础 四的33#桩进行了单桩竖向抗压承载力复测，从复测的Qs曲线看，当荷载最大加至 1040kN后，桩顶最大沉降量为20.52mm，曲线未出现陡降，末级荷载作用下的桩顶沉降量 为4.24mm；从slgt曲线看，各级荷载对应的时程曲线均较平坦，未见明显下弯。根据规 范可得，该受检桩的单桩竖向抗压极限承载力可取末级试验荷载1040kN，单桩竖向抗压承载 力特征值为：10

10、40kN/2=520kN，达到设计要求。加固后复测基础四33#桩的单桩竖向抗压静 载试验数据、Qs、slgt曲线见下表：（2）从注浆加固前后的静载试验结果可以看出，注浆加固的处理措施是可行的，有效 的。6结束语桩基承载力不足，直接影响到建筑物结构的稳定性和耐久性，对工程的质量安全起决定 性作用。因此，应在施工前，应准确探明工程地质条件，水文地质条件、周边的环境状况， 采取行之有效的预防措施，避免问题桩的出现；同时，在施工的过程中，应严格按照规范的 施工工艺进行施工，确保桩基的施工质量；施工结束后，按照设计图纸和规范的要求，对桩 基施工质量进行检测，确保工程安全。参考文献：JGJ106-2014.建