某工程CFG桩浅部缺陷成因分析以及对复合地基承载力影响.docVIP

某工程CFG桩浅部缺陷成因分析以及对复合地基承载力影响 　　摘 要：本文简要介绍了某工地在CFG桩检测工程中出现的不合格实例，对采用低应变反射法对基桩完整性的检测结果进行了分析，并通过对典型桩的单桩复合地基载荷试验，检验该缺陷类型桩对复合地基承载力的影响。 　　关键词：基桩 ；低应变；桩身完整性；单桩复合地基载荷试验；承载力 　　中图分类号：TU473.1+1文献标识码： A 文章编号： 　　1工程实例 　　山东某油罐罐体为立式圆形钢储罐，油罐直径为60m，罐壁高度为19.5m，设计液位高度为17.5m。该工程采用CFG桩复合地基基础，共布置CFG桩739根（砼标号C20），桩径500mm，桩距2200mm，三角形布桩，设计桩长22.5m，设计承载力特征值要求不低于225kPa。施工工艺采用长螺旋泵送混凝土施工，根据场地岩土工程勘察报告，场地地貌单元属于冲洪积和海积平原，勘察最大揭露深度60.00米范围内的地层，除表??为人工填土外，主要为第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）、海积（Q4m）和上更新统冲洪积（Q3al+pl）、海积（Q3m）形成的粉土、粉质粘土及砂土层。 　　现场进行低应变检测工作时发现大量浅部缺陷导致的IV类桩，桩身完整性的不合格数量约占桩总数20%左右，现场也对此类不合格桩进行开挖、处理。同时对两根IV类桩进行了单桩复合地基载荷试验以验证桩身完整性对承载力的影响。 　　2检测方法 　　2.1测试前的准备 　　低应变检测现场检测前需要凿掉桩头部分的多余浮浆及其他杂物，对桩头进行磨光处理。用“角磨机”在桩头处打磨若干个面积大于传感器底面的光洁面，严禁用砂浆或混凝土等涂抹做找平处理，以保证传感器与桩头的紧密偶合，有效地接收反射波信号；保证力锤敲击处干净、平整、坚硬，有良好激振条件以便于敲击能量能更多地传到桩底，保证在不同方位进行测试。 　　单桩复合地基载荷试验要求试验点处标高与基础底面设计标高相同，承压板下铺设约10cm左右厚的砂，并压实找平。 　　2.2低应变反射法 　　其基本原理是在桩头用锤敲击产生应力波，并以波速C沿桩身向下传播，传播过程中应力波如遇到波阻抗Z (Z=pCA)发生变化的界面时，如缩径、扩径、混凝土内部夹有异物或离析等，一部分应力波发生反射，回传至桩头，另一部分发生透射继续向下传播至桩底，并且在桩底处发生反射回传至桩头。这些反射波由安装在桩头的传感器(速度型或加速度型)所接收，接收到的信号经过仪器接收、放大等处理，最后得到速度或加速度时程曲线(时域曲线)，通过对曲线形态特征的分析便可进行桩身缺陷位置的判定及校核桩长等工作，对桩身完整性做出评价。当在桩顶施一脉冲冲击力，就有弹性波沿桩身向下传播，根据波动理论，介质中传播的波列到达波阻抗差异界面时，就会产生反射，设桩底反射初至时间为T，桩长为L，则混凝土平均波速为：Vp=2L/T。对于中间缺陷桩来说，如果缺陷部位的反射初至时间为t，则缺陷部位深度为：H=（1/2）t.Vp。缺陷（离析、扩径、缩径、夹泥、断桩等）的性质，可根据反射波的振幅、相位、频率、波列组合以及衰减历时特征，结合场地施工及地质情况做出相应评价。 　　2.3单桩复合地基载荷试验 　　采用油压千斤顶加载，加载反力由堆载反力梁及混凝土预制块提供。承压板为方形钢制压板，面积4.15m2（2.04m×2.04m，与一根桩承担的处理面积相同）。荷载用压力传感器测读，在承压板上对称设置4个位移传感器量测承压板沉降。采用慢速维持荷载法，逐级加载，每级荷载达到相对稳定后再施加下一级荷载。加载分级分10级，单级荷载45kPa，总加载量为450kPa。 　　3结果分析 　　3.1低应变检测结果分析 　　该工程对现场大部分不合格桩进行了判断比较，出现了如下两种典型情况： 　　情况1：明显具有不合格桩的同向多次反射波形，根据波动理论分析，介质中传播的波列到达波阻抗差异界面时，就会产生反射，设桩底反射初至时间为T，桩长为L，对于中间缺陷桩来说，如果缺陷部位的反射初至时间为t，则缺陷部位深度为：H=（1/2）t.Vp，根据实测波形经分析判断，按波速3800m/s左右计算该桩缺陷位置，缺陷应该位于应在距离桩顶位置约2.5m左右。经过现场开挖验证，桩身明显存在严重断裂并有夹泥现象，经过测量，缺陷位置为2.55米左右，与理论计算相差不大。该工程中也有些桩的曲线与以上典型曲线类似，但开挖后桩身外无明显缺陷，在经过取芯样品中发现，芯样明显存在蜂窝现象。 　　经现场分析原因研究，认为出现夹泥的不合格桩可能造成原因为隔桩跳打的时候打桩机对桩间土的挤压导致桩身断裂，造成有夹泥现象，或者为土建单位进行开挖时碰断桩身，导致低应变检测波形出现多次同向反射波形。判断该桩桩身完整性为IV类不合格桩