浅谈CFG桩的检测

赵乐

浅谈CFG桩的检测

赵乐

一、概述

水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩，下同）复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15～C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩一般不用配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。

CFG桩桩间距一般根据基础形式、设计要求的复合地基承载力和变形、土性及施工工艺确定：非挤土成桩工艺和部分挤土成桩工艺，桩间距一般采用3～5倍桩径；挤土成桩工艺和墙下条形基础单排布桩的桩间距一般采用3～6倍桩径；桩长范围内有饱和粉土、粉细土、淤泥、淤泥质土层，采用长螺旋钻中心压灌成桩施工中可能发生窜孔时一般采用较大桩间距。

桩顶和基础之间有褥垫层，其厚度一般为桩径的40%～60%。褥垫层采用中砂、粗砂、级配碎石和碎石等，最大粒径不宜大于30mm。褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较低时，也可采用动力夯实法，夯填度不应大于0.9。

近几年，由于CFG桩成桩速度快、施工成本低，广泛用于高层建筑物的基础处理。但基桩工程毕竟属于隐蔽工程，保证其质量比较困难，为了使建筑物的结构质量安全可靠，应对其各项指标进行检测，检测重要内容分为承载力及完整性两大部分。

本文介绍了CFG桩的承载力和完整性检测，简单描述了检测要求、单桩静载荷、单桩复合地基静载荷、低应变法的试验方法及原理。强调指出CFG桩成桩后应对桩头和桩间土进行保护，避免工程基础开挖时对其质量造成破坏。明确了CFG桩检测的重要性，必须要严格按照规范要求，公正、科学、严谨、实事求是，重视检测过程中出现的每一个细节，应把质量问题消灭在形成过程中，以预防为主。

二、检测的要求及方法

1.质量检验要求

施工质量检验应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。

竣工验收时，应进行复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验。承载力检测宜在施工结束28d后进行，其桩身强度应满足试验荷载条件；复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验数量不应少于总桩数1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验数量不应少于3点。

采用低应变动力试验检测桩身完整性，检查数量不低于总桩数10%。

2.单桩静载荷试验

确定单桩竖向抗压极限承载力；判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；通过桩身内力及变形测试、测定桩侧、桩端阻力。

采用慢速维持荷载法。加载使用油压千斤顶，反力装置通常有上部堆荷载法。测量沉降系统为位移测试表（百分表、千分表、高精度位移传感器）。具体做法是按一定要求将荷载等量分级加到试桩上，每级荷载保持不变，直至桩顶下沉降量达到一定稳定标准，然后加载下一级荷载，最大加载量为预估极限承载力或者特征值的2倍，再分级卸荷，直至荷载卸完，同时观察每一时段的沉降量。

为确定单桩极限荷载，一般要绘制Q-s，s-lgt等曲线（Q荷载，s沉降量，t时间），然后根据规范规定，结合曲线走势，确定承载力。

3.单桩复合地基静载荷试验

确定单桩复合地基承载力极限值是否满足设计要求。

试验采用慢速维持荷载法。复合地基荷载板的选取按置换率或桩间距确定，检测时选取具有一定刚度的载荷板。

为确保试验与实际情况相符，试验点处压板底高程与基础底面设计高程基本一致，各试验点的桩头顶面均修凿平整；为保证承压板和桩的良好接触，桩顶与桩四周应铺设10～20mm的粗砂找平。

一般采用堆载法，目标加载值为单桩处理面积乘以处理后复合地基承载力特征值的2倍，加载等级分为9级。每加一级荷载，在加载前后各测读承压板沉降一次，以后每隔30min测读一次，当一小时内沉降不大于0.1mm，即可加下一级荷载。当加载不少于设计荷载2倍时，终止加载。

4.低应变法

检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。

工程中绝大多数桩具有桩长大于桩径这一特点，其原理是将嵌入土中的桩看作为阻尼介质中上端自由、下端弹性联结的一维弹性杆件。当在桩顶施加一瞬态激振后，桩顶将产生纵向振动，弹性应力波沿着桩身向下传播，如果遇到桩体内存在明显波阻抗差异的界面（桩端、断裂、离析等部位）或桩身截面变化处（缩径、扩径）将产生反射波，并被安装在桩顶上的传感器所接收。这样通过对采集到的桩身内反射波时域信号特征的分析并结合频谱特性进行研究，即可对基桩质量进行判别。

三、注意事项

CFG桩检测方法主要还是以静力载荷试验为主，它是通过模拟上部荷载直接作用于单桩和桩间土之上，假设复合地基实际受力状态，目前是公认的最直观、最可靠的试验方法。CFG桩的完整性检测以低应变为主，检测范围广、技术成熟、检测成本低，保证了桩身质量检测的可靠性。

CFG成桩后应对桩头和桩间土进行保护，冬期施工时，混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施；雨季施工时，应减少桩头和桩间土浸泡；清土和截桩时，应采用小型机械或人工剔除等措施，不得造成桩顶标高以下桩身断裂或桩间土扰动。

四、结语

检测质量关系生命，必须要严格按照规范要求，公正、科学、严谨、实事求是，重视检测过程中出现的每一个细节，为人民把关，为社会尽责。检测只是成桩后质量把控的最后一道关口，工程质量应把质量问题消灭在形成过程中，质量第一，预防为主

（作者单位：安徽省·水利部淮委水利科学研究院 233000）