CFG 桩复合地基承载力试验施设位置分析

姚利兵

（陕西建工第十建设集团有限公司，陕西 汉中723000）

1 “复合地基”的定义及其与桩基础的区别

GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》中定义：复合地基（composite ground, composite foundation），是指部分土体被增强或被置换，而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基2 类，又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基3 种。竖向增强体，最常见的形式有CFG 桩、振冲碎石桩、沉管砂石桩等。

JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中定义：桩基（pile foundation），是指由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础。根据承载性状可分为：

1）摩擦型桩：（1）摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计；（2）端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。

2）端承桩型：（1）端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计；（2）摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。

虽然都是“桩”，但根据上述概念，就可以看出复合地基和桩基础中的“桩”是有非常大的区别的。前者是由“桩”和（处理后的）地基土共同承担上部荷载，后者则完全由桩本身承担荷载。所以，复合地基静载荷的试验是应该作用在桩与（处理后的）地基土二者之上，而不是简单的桩顶。

2 褥垫层的作用

JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》中规定了“桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层厚度宜为桩径的40%～60%”。褥垫层如此设计的原理，就是因为褥垫层在复合地基中具有如下作用：

1）保证桩、土共同承担荷载，它是水泥粉煤灰碎石桩形成复合地基的重要条件。

2）通过改变褥垫层厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高。

3）减少基础底面的应力集中。

4）调整桩、土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。对抗震设防区，不宜采用厚度过薄的褥垫层设计。

5）褥垫层的设置，可使桩间土承载力充分发挥，作用在桩间土表面的荷载在桩侧的土单元体产生竖向和水平附加应力，水平向附加应力作用在桩表面具有增大侧阻的作用，在桩端产生的竖向附加应力对提高单桩承载力是有益的。

根据相关研究，当褥垫层逐级施加荷载时，桩-土受力可分为2 个阶段：第一阶段，荷载较小时，土发挥了较大的承载力；第二阶段，荷载逐渐增大，土达到极限承载状态，桩几乎承担了所有外加荷载，此时桩-土共同工作的极限承载力大于外部荷载之和（见图1）[3]。

图1 桩-土分担比例随荷载变化曲线

3 地基承载力试验施作位置

通过前述的论证，地基承载力试验应该是在褥垫层施工之后在褥垫层之上进行，但笔者看到目前很多试验是直接在桩头破除之后的桩顶做的，但这一做法却也是可以找到规范依据的。同样是出在JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》，附录B“复合地基静载荷试验要点”，B.0.3 规定“试验应在桩顶设计标高进行”。结合前文，可以看出这一规定是有问题的，或者说是不确切的。该规定的存在是本文一开始提到的分歧之根本症结所在，但其是在附录中出现而不是在正文中，又没有相应的条文解释，就导致了不同结论的产生，但又无法在规范范畴内达成一致。

通过与多家地基检测单位交流，其试验规程则是依据JGJ 340—2015《建筑地基检测技术规范》，该规范中却并未像JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》规范那样明确指出试验位置，条文5.1.2“复合地基载荷试验承压板底面标高与设计要求标高相一致”反而愈发增加了技术人员的困惑，“设计要求标高”是具体哪一个标高？大多数的设计图纸中不会说，因为言下之意是规范已有明确规定，但规范规定并不明确或有疑问。

5.1.2 的条文解释也是语焉不详，起不了多大作用。条文5.2.3“承压板底面下宜铺设100～150mm 厚度的粗砂或中砂垫层，承压板尺寸大时取大值”，该条规定看似与本文毫无关系，但其条文解释却如此写到“影响复合地基载荷试验的主要因素有承压板尺寸和褥垫层厚度”。至此，答案应该是已经非常明确了，令人奈何的是，条文解释并不具有法律效力。

地基处理之后，根据GB 50202—2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》第3.0.4 条：“地基基础工程必须进行验槽，验槽检验要点应符合本标准附录A 的规定”，进入验槽程序。翻开附录A，A.1 一般规定中A.1.2“验槽时，现场应具备岩土工程勘察报告、轻型动力触探记录（可不进行轻型动力触探的情况除外）、地基基础设计文件、地基处理或深基础施工质量检测报告等”，以及A.3 地基处理工程验槽中A.3.3“对于增强体复合地基，应现场检查桩位、桩头、桩间土情况和复合地基施工质量检测报告”，此时又一个矛盾出现了。根据前文的推断，复合地基静载试验应在褥垫层施工之后进行，而地基验槽的时候又要求2 个条件：（1）能看到桩和桩间土；（2）有承载力试验报告。奈何鱼与熊掌不可兼得，相关建设主体单位无所适从，只能是地方特色、自由发挥了。

4 结语

笔者认为，无论是从地基处理工艺本身还是规范制定内含上来说，复合地基载荷试验都应该是在褥垫层施工之后进行。各地区实际操作的不同，其根源还是在相关规范的不明确性。GB 50202—2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》、JGJ 79—2012《建筑地基检测技术规范》等规范的相关条文再版修订时应该作出更正或者补充，以便于各相关单位正确领会、执行。