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土木吧丨为何CFG桩复合地基失败了?

 阿玶 2018-09-11

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中国顶尖岩土专家

孙宏伟

北京市建筑设计研究院有限公司副总工程师

教授级高级工程师

注册土木工程师(岩土)

北京土木建筑学会岩土工程委员会 主任委员

中国建筑学会工程勘察分会 理事

中国建筑学会地基基础分会 理事

中国土木工程学会土力学及岩土工程分会 理事

    按CFG桩复合地基是多层建筑常用的桩体复合地基形式。目前常规CFG桩施工工艺是指长螺旋钻机成孔、中心压灌商品混凝土的成套工艺。CFG桩复合地基虽是常用的地基处理技术方法,但因诸多原因,目前其沉降观测资料并不充分、更不系统,影响到其变形规律的研究。据笔者收集到的现有资料,CFG桩复合地基目前的沉降计算值往往偏小,而其实际沉降变形量偏大,特别是后期沉降量不可忽略,沉降变形特征需要深入研究。选编失败案例二则加以重点说明。

[21](闫明礼,蔡晓鸿,关伟兰,佟建兴. CFG 桩复合地基施工技术[J]. 工程勘察,2007年第2期:第3436指出CFG 桩施工在某些地区存在着一些不可忽视的问题,  比如,长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩,施工设备不具备排气装置,钻孔到预定标高后开始向管内泵料,  钻杆中的空气排不出,导致桩体产生孔洞;又如,钻孔到预定标高后,怕钻头活门打不开,先提3050cm 再灌料,导致桩端有虚土、承载力偏低等等。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩,先再灌料是一种错误的施工方法,应严格禁止。

需要引起注意的是,该案例的桩端持力层赋存地下水且具承压性,严禁先提钻后泵送混凝土,不然极易导致桩端部混凝土浇筑不密实或因扰动而形成桩底虚土,事故时有发生,已成为CFG桩复合地基质量顽症。

失败案例一:

笔者曾参与处理的某工程CFG桩质量事故(如图22所示),局部范围内的单桩承载力检测屡屡不合格,究其原因,概因高承压水头所致。

a

 

b)有问题的CFG桩分布示意

22  某工程CFG桩质量事故示意

按:CFG桩复合地基承载力的验收检验应采用增强体单桩静载荷试验和复合地基静载荷试验。增强体单桩承载力检验作为施工质量检验的主控项目,检测数量不少于同条件下总桩数的1%,且不得不少3根。 

失败案例二:

由图39可知,A工程CFG桩复合地基的后期某个时段沉降速率明显较前期加快,而且实测平均沉降量已经超过了设计要求的限值(s50mm)。

经过检查沉降实测数据,所幸建筑物四周边角沉降值相近,没有出现倾斜因为是单栋高层住宅,与裙房或地下车库相连或相邻因此沉降超限并未引起安全问题。但是需要说明的是,若为大底盘多塔的建筑形式,则有可能因主裙楼沉降差过大导致建筑安全质量隐患,作为设计负责人不可不察。

39  A工程CFG桩复合地基实测沉降-时间曲线

CFG桩的桩径、桩长、桩间距,CFG桩桩端持力层、基底持力层及主要受力层范围内土层的压变性状,褥垫层厚度均影响复合地基承载力和地基变形量。

目前在CFG桩复合地基设计计算中是将增强体(CFG桩)与其周边岩土体均匀化为等效的均质岩土单元,确定其等效的承载力和刚度,即复合地基承载力fspk和复合土层压缩模量EspEsp =ζEs)。目前按国家标准建筑地基基础设计规范和行业标准建筑地基处理技术规范进行复合地基的沉降计算时如此,有限元计算时确定模型参数也常常是如此。但是对于桩位非均匀布设以及桩位偏差的情况,需要重新审视模型参数的确定方法。

CFG桩复合地基的沉降变形的特点,不仅对于其总沉降量的控制,更重要的是对于差异沉降的控制与协调,会产生重要影响,需要深入研究。CFG桩复合地基沉降变形的长期观测至关重要,更应得到有关方面的重视。

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