基于FLAC-3D的粉喷桩复合地基载荷试验数值模拟
摘要：水泥土搅拌桩法是一种有效加固深厚层软粘土的地基处理技术，在处理实际工程技术问题中得到了广泛的应用，如何正确评价和检验加固效果以更好地指导工程实践，仍是一个有待进一步探索的问题。本文用FLAC-3D有限差分软件模拟了水泥土搅拌桩复合地基载荷试验，并结合某软土路基处理工程实践验证了复合地基荷载试验三维数值模拟分析的有效性及可靠性。
关键词：粉喷桩，复合地基，载荷试验，承载力、数值分析
Abstract: the cement-soil piles is a kind of effective reinforcement deep layer of soft clay foundation treatment technology, in dealing with practical engineering problems a wide range of applications, how to correctly evaluation and test reinforcement effect to better guide engineering practice, is still a further exploration of the problem. In this paper, using FLAC-3 D finite difference software simulation of cement-soil pile composite foundation load test, and in combination with an soft soil subgrade treatment engineering practice verification of composite foundation load test three dimensional numerical simulation analysis of the effectiveness and reliability.
Keywords: pile, composite foundation, and the load test, bearing capacity, the numerical analysis
1.前言
水泥土搅拌桩是一种用于加固深厚层软粘土的地基处理技术，以其承载力高、加固效果明显、经济实惠等优点，被广泛应用于加固软弱地基。自70年代引入我国后,得到了广泛的应用,取得了良好的经济效益和社会效益。虽然目前已有一套公认且较为完整的设计理论和施工方法，但在实际工程中,水泥土搅拌桩在桩体质量及其复合地基承载力确定等方面仍存在许多问题，如何正确评价和检验加固效果，是一个有待进一步探索的问题。静载试验是研究复合地基承载力较可靠的原位测试技术之一，但若如全部采用现场试验研究成本太高，难以实现，而对于定性分析复合地基承载力特性，数值模拟方法有其独特优势，正好可以弥补现场试验的不足。本文用FLAC-3D实现了水泥搅拌桩复合地基荷载试验的三维数值模拟，并结合岳荣公路城区连接线软基处理工程检验了水泥搅拌桩复合地基荷载试验三维数值模拟分析的有效性及可靠性，为进一步研究复合地基承载力特性提供了方法。
2. 粉喷桩复合地基数值分析模型
(1)复合地基载荷试验的一般要求 1）一般情况下应加载至复合地基或桩体(竖向增强体)出现破坏或达到终止加载条件，也可按设计要求的最大加载量加载。最大加载量不应小于复合地基或单桩(竖向增强体)承载力设计值的2倍。 2)承压板边缘(或试桩)与基准桩之间的距离,以及承压板(或试桩)与基准桩、压重平台支墩之间的距离均不得小于2m,基准梁应有足够的刚度,基准桩打入地面的深度不应小于1m。 3)加荷装置宜采用压重平台装置,量测仪器应有遮挡设备,严禁日光直射基准梁。每个单体建筑在同一设计参数和施工条件下的测试数量不宜少于3组,并不小于总桩数的0.5%～1%;试验间歇时间不应少于28d;所有荷载传感器和位移传感器、加荷计量装置均应每年送国家法定计量单位进行率定,并出具合格证。 (2)复合地基载荷试验要点。复合地基载荷试验要点如下: 1)本试验要点适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。 2)复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合地基的承载力和变形参数。复合地基载荷试验应采用方形(矩形)或圆形的刚性承压板,其压板面积应按实际桩数所承担的处理面积确定,通常取一根桩或多根桩所承担的处理面积,其计算方法见复合地基参数计算。承压板的中心位置应与一根桩或多根桩所承担的处理面积的中心位置(形心)保持一致,并与荷载作用点重合。当同一工程的面积置换率为多种时,对于重要工程,应分别对几种置换率取有代表性的位置进行检测,对于一般工程可选择面积置换率相对较低,作用荷载相对较大的位置进行测试。 3)承压板底面高程应与基础底面设计高程相同。试验标高处的试坑长度和宽度,应不小于载荷板相应尺寸的3倍。基准梁支点应设在试坑之外。载荷板底面下宜铺设中、粗砂或砂石、碎石垫层,垫层厚度取50～150mm,桩身强度高时宜取大值。承压板安装前后都应保持试验土层的原状结构和天然湿度,应防止试验基
附录四地基土载荷试验要点 （一）基坑宽度不应小于压板宽度或直径的三倍。应注意保持试验土层的原状结构和天然温度。宜在拟试压表面用不超过２０ｍｍ厚的粗、中砂层找平。 （二）加荷等级不应少于８级。最大加载量不应少于荷载设计值的两倍。 （三）每级加载后，按间隔１０、１０、１０、１５、１５ｍｉｎ，以后为每隔半小时读一次沉降，当连续两小时内，每小时的沉降量小于０．１ｍｍ时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。 （四）当出现下列情况之一时，即可终止加载： １．承压板周围的土明显的侧向挤出； ２．沉降ｓ急骤增大，荷载－沉降（ｐ～ｓ）曲线出现陡降段； ３．在某一荷载下，２４ｈ内沉降速率不能达到稳定标准； ４．ｓ/ｂ≥０．０６。（ｂ：承压板宽度或直径）满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 （五）承载力基本值的确定： １．当ｐ～ｓ曲线上有明确的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； ２．当极限荷载能确定，且该值小于对应比例界限的荷载值的１．５倍时，取荷载极限值的一半； ３．不能按上述二点确定时，如压板面积为０．２５～０．５０ｍ２，对低压缩性土和砂土，可取ｓ/ｂ＝０．０１～０．０１５所对应的荷载值；对中、高压缩性土可取ｓ/ｂ＝０．０２所对应的荷载值。 （六）同一土层参加统计的试验点不应少于三点，基本值的极差不得超过平均值的３０，取此平均值作为地基承载力标准值。 现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷板施加荷载，观测记录沉降随时间的发展以及稳定时的沉降量S，将上述试验得到的各级荷载与相应的稳定沉降量绘制成P-S曲线，即获得了地基土载荷试验的结果。静载荷试验-----浅层平板载荷试验通过载荷试验或旁压试验所测得地基沉降(或土的变形)与压力之间近似的比例关系，从而利用地基沉降的弹性力学公式来反算土的变形模量以及确定地基承载力的标准。 地基土的浅层平板载荷试验是工程地质勘察工作中一项基本的原位测试。试验前先在现场试坑中竖立载荷架，使施加的荷载通过承压板传到地层中，以便测
阳光上城住宅楼1#、2#、3#楼工程复合地基试验方案 青岛市建筑工程质量检测中心有限公司 二0一0年
目录 一、前言 二、试桩方法 三、检测使用的仪器设备 四、检测成果提供 五、质量保证措施 六、安全生产及文明工作
一、概述 受青岛阳光滨海置业有限公司的委托，青岛市建筑工程质量检测中心有限公司拟对阳光上城住宅楼1#、2#、3#楼工程CFG桩工程做复合地基试验。低应变按20%抽检。静载试验按1%抽检，不少于3根。供需检9根。基础采用CFG桩加固，桩径Φ500mm。2#、3#楼面积置换率为0.0489。1#楼面积置换率为 0.0468。加固后设计地基承载力200kPa，经与有关部门协商，本次试验9个试点，其位置由委托单位确定。试桩前准备工作包括（桩顶加固，地面夯实，试验现场的平整，试验用车辆进出现场道路的铺设）有委托方负责，。 （一）、试验目的 1.采用接近复合地基实际工作条件的试验方法，确定复合地基 的承载力特征值。 2.了解被测桩的桩身完整性； （二）、试验依据 本次试验依据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002附录一“复合地基载荷试验要点”及《建筑地基基础工程施工验收规范》GB50202-2002进行试验。《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003进行试验。 （三）、试验装置 试验加载装置采用2000kN油压千斤顶加载，反力装置为压重平台，压重重量约为1800kN，2#、3#楼载荷板面积为4.01平方米，1#楼载荷板面积为4.19平方米。荷载的大小由压力传感器通过RS-JYB静载荷测试分析系统控制，并采用联于千斤顶的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算出的各级荷载值校核，试点的沉降采用量程为50mm的调频式防水位移传感器，通过RS-JYB量测。 （四）荷载分级及加载方式
水泥土搅拌桩复合地基静载荷试验 检测报告 检测内容：单桩静载荷试验 目录 一、前言 (4) 二、项目概况 (4) 三、地质概况 (4) 四、检测依据 (5) 五、现场检测 (5) 六、检测结果 (6) 七、检测结论 (7) 八、附图表 (7)
一、前言 受湖南金沙路桥建设有限公司梧贵高速公路第二施工合同段项目经理部委托，我公司对其在建的梧州至贵港高速公路K76+940～K77+025段的复合地基进行抗压静载荷试验，用来检验复合地基承载力。该工程采用水泥土搅拌桩复合地基。按合同约定此次共试验了三个试验点，试验采用单桩复合压板试验，承压板尺寸为1.0×1.0m。所试点位由甲方、监理选取，试点编号由甲方提供。外业试验于2010年12月02日至2010年12月20日进行。 二、项目概况 表1
三、地质概况 根据甲方提供的《不良地质地段表》，K76+940～K77+025属水田地段，为冲积灰色淤泥质粘土和褐黄色软塑状饱和粉质粘土，软土平均厚度6.0m，其下为可～硬塑状粉质粘土。 四、检测依据 1、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002) 2、广西梧州至贵港高速公路有关设计及变更文件。 五、现场检测 1、加载方式 现场试验最大加载量按复合地基承载力标准值的2倍即300kPa进行，分为10级，每级加载量为30kPa，总堆载量360kN。 单桩复合地基静载荷试验承压板1.00m×1.00m，板底铺设50mm中粗砂找平层，试坑底开挖至基底标高，坑底面积为 6.00m×6.00m。采用电动油压千斤顶加载、工字钢搭设堆载平台、沙袋堆积提供反力，最大压重量360kN。 2、荷载及沉降测量 荷载值通过压力传感器测量，试桩沉降则通过承压板四边对称架设的位移传感器，测试仪自动记录测量，所有位移传感器均用磁性表座固定于由脚手架钢管构成的基准梁上，基准梁在独立的基准桩上安装，基准桩中心与承压板中心
1、单桩竖向承载力特征值： 设置桩长为空桩1.8m ，实桩6.5m ，桩底穿透淤泥质土夹粉砂5.2m ，进入粉质粘土0.5m ；桩距为1.5*1.5m 。 由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力： kN 102.72455.014.31504.05.0152.5555.014.321=÷???+?+???=+=∑=）（p p n i i si p a A q l q u R α——① 由桩身材料强度确定的单桩承载力 kN 275.71455.014.3120025.02=÷???==p cu a A f R η——② 取①、②两者中较小值，R a =71.275kN ； 式中 cu f —与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm 的立方体，也可采用边长为50mm 的立方体）在标准养护条件下90d 龄期的立方体抗压强度平均值（kPa ）； η—桩身强度折减系数，干法可取0.20~0.30；湿法可取0.25~0.33； p u —桩的周长（m ）； n —桩长范围内所划分的土层数； si q —桩周第i 层土的侧阻力特征值； i l —桩长范围内第i 层土的厚度（m ）； p q —桩端地基土未经修正的承载力特征值（kPa ），可按现行国家标准《建
筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定确定； α—桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4~0.6，承载力高时取低值。 2、复合地基承载力特征值 kPa f m A R m sk p a 508.6750)1055.01(8.0237.0275.711055.0)1(f spk =?-?+?=-+=β 1055.05.1455.014.3m 2 2=÷?= 式中 spk f —复合地基承载力特征值（kPa ）； m —面积置换率； a R —单桩竖向承载力特征值（kN ）； p A —桩的截面积（m 2）； β—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75~0.95，天然地基承载力较高时取大值。 要复合地基承载力达到90KPa ，需调整搅拌桩间距，最疏为1.1m*1.1m ，计算得： kPa kPa f m A R m sk p a 9017.9150)196.01(8.0237 .0275.71196.0)1(f spk >=?-?+?=-+=β 196.01 .1455.014.3m 22=÷?= 2010-11-10
合川城区涪江上段防洪护岸工程(赵家渡段)二标段 桩基静荷载试验 报告编号:2014桩基(J)001 检 测 报 告 重庆恒信水利工程质量检测有限责任公司 2014年7月1日
注意事项 1、报告无检测单位“报告专用章”无效; 2、报告无报告编写、报告校对、报告审核人签字无效; 3、报告涂改无效; 4、非经同意,不得部分复制本报告; 5、对本检测报告若有异议,应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出,逾期不予受理; 6、对于委托检验,样品代表性由委托单位负责.
建设单位:重庆江城水务有限公司 设计单位:重庆市水利电力建筑勘察设计研究院 监理单位:黄河工程监理咨询有限责任公司 施工单位:重庆洪源建筑集团有限公司 检测单位:重庆恒信水利工程质量检测有限责任公司项目参与人员: 报告编写: 报告校对: 报告审核:
合川城区涪江上段防洪护岸工程(赵家渡段)二标段 桩基静荷载试验检测报告 一、工程概况 ××工程地上2层.地基基础采用深层搅拌桩.桩径为ф700,基础混凝土强度等级为C25.单桩设计承载力为200kN,经深层搅拌处理后地基承载力特征值不得小于180KPa,建筑结构安全等级为二级. 我中心于历时3日完成对该工程地基的静载荷试验检测工作,试验点(桩)总数为6个.(具体情况见下表1,平面布置示意图见下图1).现依据试验原始数据提交本次试验检测报告. 表1 各试验点具体情况一览表
图1 各试验点平面布置示意图 二、检测依据 1、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002) 2、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) 3、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 4、《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003) 5、《江西省桩基质量检测管理规定》(试行) 6、《江西省建筑基桩及复合地基检测方法及取样数量》 ---赣力基础【2005】第001号 7 、设计图纸及相关说明文件 三、载荷试验 ㈠、复合地基土载荷试验检测 1、试验设备 试验采用砂袋压重平台反力装置,千斤顶施压,主梁由4根18号工字钢组成,副梁由
××工程复合地基静荷载试验报告编号：07地基（J）02 检 测 报 告 ××检测中心 ×年×月×日
注意事项 1、报告无检测单位“报告专用章”无效； 2、报告无报告编写、报告校对、报告审核人签字无效； 3、报告涂改无效； 4、非经同意，不得部分复制本报告； 5、对本检测报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出，逾期不予受理； 6、对于委托检验，样品代表性由委托单位负责。
建设单位：×××高速公路建设项目办公室设计单位：×××设计院 监理单位：×××工程监理公司 施工单位：×××公司 检测单位：××检测中心 项目参与人员： 报告编写： 报告校对： 报告审核：
××工程复合地基静荷载试验检测报告 一、工程概况 ××工程地上2层。地基基础采用深层搅拌桩。桩径为ф700，基础混凝土强度等级为C25。单桩设计承载力为200kN，经深层搅拌处理后地基承载力特征值不得小于180KPa，建筑结构安全等级为二级。 我中心于历时3日完成对该工程地基的静载荷试验检测工作，试验点（桩）总数为6个。（具体情况见下表1，平面布置示意图见下图1）。现依据试验原始数据提交本次试验检测报告。 表1 各试验点具体情况一览表 二、检测依据 1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002） 2、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)
3、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94） 4、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003） 5、《江西省桩基质量检测管理规定》（试行） 6、《江西省建筑基桩及复合地基检测方法及取样数量》 ---赣力基础【2005】第001号 7 、设计图纸及相关说明文件 三、载荷试验 ㈠、复合地基土载荷试验检测 1、试验设备 试验采用砂袋压重平台反力装置，千斤顶施压，主梁由4根18号工字钢组成，副梁由5根18号工字钢组成。采用1只QYL50型千斤顶加载，承压板顶面沉降变形分别采用对角的2个百分表(精度为0.01mm)测读。加载量由千斤顶上的精密压力表控制（承载板试验装置见图3-1-1）。 图3-1-1 承压板载荷试验装置 2、试验方法 采用分级对试点进行加载。试验标准参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）进行。 ①加载与卸载分级：分8级进行加载。 ②沉降观测时间：每级加载前后测读一次，以后每隔30min测读一次沉降。当1小时内沉降量小于0.1mm时，施加下一级荷载。 3、终止加载条件 当出现下列情况之一时，即可终止加载： ①沉降量急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起； ②承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%； ③当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍； 4、复合地基承载力特征值的确定： ①当压力－沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半； ②当压力－沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：水泥土搅拌桩
复合xx 力试验 复合xx 力试验 1 复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验承压板可用圆形和方形。面积为一根桩承担的处理面积，多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定，桩的中心应与承压板中心保持一致，并与载荷试验点重合。 2 承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50-150m m,桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的 3 倍。基准梁的支点应设在坑外。 3试验前应采取措施,防止试验场地地基土的含水量变化或地基土的扰动, 以免影响试验结果。 4加载等级为8-12级。最大加载压力不应小于设计值的 2 倍。 5每加一级荷载前后均应各记录承压板沉降量一次,以后每半小时记录一次，当1小时沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。 6当出现下列现象之一时可终止试验： 6.1沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围有明显的隆起； 6.2承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％； 6.3当达不到极限荷载,而最大荷载已大于设计要求的 2 倍。 7卸载级数可为加载级数的一半,等量进行,每卸一级,间隔半小时,读记回弹量,待卸完全部荷载后间隔三小 时读记总回弹量。 8复合xx力特征值的确定
8.1 当压力－沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的 2 倍时，可取比例界限，当其值小于对应比例界限的 2 倍时，可取进行荷载的一半； 8.2 当压力－沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定； 8.2.1 对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩，当以粘性土为主的地基，可取s/b 或s/d 等于0.015 所对应的压力；当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b 或s/d 等于0.01 所对应的压力。 822对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于 0.012所对应的压力；对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.08所对应 的压力； 8.2.3对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.08所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力； 8.2.4对于水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力； 8.2.5 对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载 压力的一半。 9 试验点的数量不应少于 3 点，当满足极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。
住宅小区 地基土浅层平板载荷试验方案 编写： 校核： 审定： 公司 资质证书编号：号 二0一三年二月十八日
一、工程概况 公司拟在其位于路与路交界处的规划用地内兴建住宅小区项目。根据拟建场地的岩土工程勘察报告资料，工程场地内地层从上至下分别为耕土①、含粘性土中砂②、含粘性土砾砂③、含砾粗砂④、粉质粘土④1、粘土⑤、粗砂⑥、粘土⑦、粗（砾）砂⑧、粘土⑨和砾砂⑩。 根据项目的规划情况，地下室底板基底标高约为3.7m（高程）。住宅楼场地在该深度水平线上分布的土层为含砾粗砂④和粉质粘土④1，根据勘察报告提供的资料：含砾粗砂④层的天然地基承载力特征值为220kPa；粉质粘土④1层的天然地基承载力特征值为180kPa，该粉质粘土④1层于住宅楼场地中以透镜体形式分布。 受业主委托，通过对住宅楼场地内的地层进行地基土浅层平板载荷试验，以了解地基土实际的天然地基承载力特征值和极限承载力情况，为设计优化提供实际的土层力学参数和依据。 本次地基土浅层平板载荷试验结合设计要求进行，设计要求地基土实际的天然地基承载力特征值≥280kPa，预估地基土的极限承载力约为 660kPa。 二、试验依据和投检测数量 检测依据： 1.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202 -2002） 3.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002） 4.《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版） 5. 设计院提供的本工程设计图。 检测数量：
根据甲方要求及《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）附录C 浅层平板载荷试验要点C.0.7“同一土层参加统计的试验点不应少于三点”，因此，本次地基土浅层平板载荷试验共进行3个试验点。结合粉质粘土④1层在场地中的分布情况，建议其中1个试验点在勘察报告的钻孔zk23所在地段选取。 三、检测设备 试验专用千斤顶、大量程百分表、精密压力表一台套，整套仪器设备经过计量部门校准并在有效使用期内。 四、试验方法 1、根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）附录C 浅层平板载荷试验要点“承压板面积不应小于0.25m 2，对于软土不应小于0.5m 2”。 本次试验结合设计要求进行，承压板面积采用0.5㎡的钢性板，设计要求地基土实际的天然地基承载力特征值≥280kPa ，分8级进行加载试验，试验分级荷载取：280kPa ×0.5㎡×2倍÷8=35kN ，并逐级累加至破坏，以试验出实际极限承载力。 试验采用钢梁平台堆重反力装置。试验点用粗砂或中砂找平，其厚度不超过20mm 。然后安放承压板，加力千斤顶安置在承压板顶面，并保证压 序号 仪器设备名称 型号规格 出厂编号 检定证书编号 1 千斤顶 QYL100 力值字第120209138号 2 精密压力表 (0～100)MPa 16 号 3 百分表 （0-50）mm 412 号 4 百分表 （0-50）mm 001 号 5 百分表 （0-50）mm 415 号 6 百分表 （0-50）mm 002 号
（建筑工程管理）CFG桩复合地基承载力及施工检 测
CFG桩复合地基承载力及施工检测 闫明礼1,申计春2,刘伟3，闫雪峰4 中国建筑科学研究院地基所,北京,100013；2.邢台钢铁X公司，邢台，054027；3.北京科技大学基建处，北京，100083；4.冶金部建筑研究总院地基所,北京,100088) 提要 本文讨论了CFG桩复合地基承载力确定，以及复合地基检测应注意的几个问题。 关键词：CFG桩复合地基，承载力，施工检测，褥垫厚度 Abstract:Inthispaper,bearingcapacityofCFGpilecompositefoundationanditstestingafterconstructiona rediscussed. Keywords:compositefoundationofCFGpile;bearingcapacity;constructiontesting;thicknessofflexiblec usion 中图分类号：TU4文献标识码：A 作者简介：闫明礼（1942－），男，汉族，河北乐亭人，研究员，博士生导师，硕士学位。壹、引言 CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在壹些差异。本文将根据自己壹些粗浅体会就上述问题做壹些讨论。 二、复合地基承载力的确定 根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。 1、设计阶段 在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按下式估算： fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(1) 式中：fspk—复合地基承载力特征值(kpa)； m—面积置换率； Ra—单桩竖向承载力特征值(kN)； Ap—桩的截面积(m2)； β—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值； fsk—桩间土承载力特征值(kPa)，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。 实际工程中，有条件时先在拟建场地做现场载荷试验，可为设计提供可靠的设计参数。而很多情况是在无试验资料条件下按(1)式估算复合地基承载力，但要结合工程实践经验，合理确定Ra、fsk、β等参数的取值。希望公式计算值接近但不大于载荷试验结果，而大量试验结果表明，公式计算结果壹般不大于载荷试验结果。 2、竣工验收阶段 由之上讨论可知，在复合地基设计阶段，确定复合地基设计参数时，用公式(1)估算复合地基承载力是符合规范要求的。在竣工验收阶段，能否只做单桩静载试验.用单桩承载力Ra和地质报告提供的天然地基承载力fak(或桩间土静载试验结果fsk)按公式(1)计算确定复合地基承
附录A 复合地基载荷试验要点 A.0.1本试验要点适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。 A.0.2复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验承压板应具有足够刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形。面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点相重合。 A.0.3承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50～150mm，桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。 A.0.4试验前应采取措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动，以免影响试验结果。 A.0.5加载等级可分为8～12级。最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。 A.0.6每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。 A.0.7当出现下列现象之一时可终止试验： 1沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起； 2承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％； 3当达不到极限荷载，而最大加载压力已大子设计要求压力值的2倍。 A.0.8卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。 A.0.9复合xx力特征值的确定：
1当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半； 2当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定： 1）对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩： 当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力（为载荷试验承压板的沉降量；b和d分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算）；当以粉土或砂上为主的地基，可取s/d或s/d等于0.01所对应的压力。 2）对上挤密桩。石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取5小或s/d等于 0.012所对应的压力。 对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。 3）对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基， 4）对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力。 5）对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。 按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。 A.0.10试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。
建筑地基处理技术规范·附录A 复合地基载荷试验要点 本试验要点适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。 复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验承压板应具有足够刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形。面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点相重合。 承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50～150MM，桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。 试验前应采取措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动，以免影响试验结果。 加载等级可分为8～12级。最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。 每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于时，即可加下一级荷载。 当出现下列现象之一时可终止试验： 1 沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起； 2 承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％： 3 当达不到极限荷载，而最大加载压力已大子设计要求压力值的2倍。 卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。 复合地基承载力特征值的确定： 1 当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半； 2 当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定： 1）对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以粘性土为主的地基，可取S/B
××工程复合地基静荷载试验 检 测 报 告 ××检测中心 ×年×月×日
注意事项 1、报告无检测单位“报告专用章”无效； 2、报告无报告编写、报告校对、报告审核人签字无效； 3、报告涂改无效； 4、非经同意，不得部分复制本报告； 5、对本检测报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提出，逾期不予受理； 6、对于委托检验，样品代表性由委托单位负责。
建设单位：×××高速公路建设项目办公室设计单位：×××设计院 监理单位：×××工程监理公司 施工单位：×××公司 检测单位：××检测中心 报告编写： 报告校对： 报告审核：
××工程复合地基静荷载试验检测报告 一、工程概况 ××工程地上2层。地基基础采用深层搅拌桩。桩径为ф700，基础混凝土强度等级为C25。单桩设计承载力为200kN，经深层搅拌处理后地基承载力特征值不得小于180KPa，建筑结构安全等级为二级。 我中心于历时3日完成对该工程地基的静载荷试验检测工作，试验点（桩）总数为6个。（具体情况见下表1，平面布置示意图见下图1）。现依据试验原始数据提交本次试验检测报告。 表1 各试验点具体情况一览表
图1 各试验点平面布置示意图 二、检测依据 1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002） 2、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) 3、《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94） 4、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003） 5、《江西省桩基质量检测管理规定》（试行） 6、《江西省建筑基桩及复合地基检测方法及取样数量》 ---赣力基础【2005】第001号 7 、设计图纸及相关说明文件 三、载荷试验 ㈠、复合地基土载荷试验检测 1、试验设备 试验采用砂袋压重平台反力装置，千斤顶施压，主梁由4根18号工字钢组成，副梁由5根18号工字钢组成。采用1只QYL50型千斤顶加载，承压板顶面沉降变形分别采用对角的2个百分表(精度为0.01mm)测读。加载量由千斤顶上的精密压力表控制（承载板试验装置见图3-1-1）。 图3-1-1 承压板载荷试验装置
研究大型平板载荷试验在刚性桩复合地基施工中的应用 发表时间：2019-08-23T15:18:28.593Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年9期作者：王建恩[导读] 复合地基的承压板面积应等于受检桩所承担的处理面积，承压板形状宜根据受检桩的分布确定。广州开发区建设工程质量安全检测中心 摘要：本文主要浅谈了大型平板载荷试验的方法，并分析了大型平板载荷试验案例的操作方法。 关键词：平板载荷试验；静载试验；复合地基；质量检测 平板载荷试验是在土木工程中广泛应用的一种原位测试方法，适用于检测浅层天然地基、处理土地基和复合地基的承载力，通过该试验可以确定承压板下应力主要影响范围内天然地基、处理土地基和复合地基的承载力特征值及变形参数。现行规范天然地基和处理土地基的承压板尺寸应根据所评估的地基土的应力主要影响深度范围确定，承压板面积不应小于 0.5m 2。复合地基的承压板面积应等于受检桩所承担的处理面积，承压板形状宜根据受检桩的分布确定。 目前复合地基种类较多，常见的搅拌桩复合地基桩距较小，单桩复合地基压板边长（或直径）小于2m，有些项目采用刚性桩或者刚、柔性桩组合组成复合地基，该类型地基承载力检测需要采用较大尺寸的压板，且试验荷载较大，对板的刚度要求较高，如何进行大型平板载荷试验，还需要解决一些关键的问题。 一、大型平板载荷试验的方法 试验点位置选取应遵循随即、典型具有代表性原则，要针对地层分布情况选取试验位置。对于复合地基试验采用的压板，应尽量选择面积较大的压板，且压板面积与设计置换率相符。 1.试坑的开挖及垫层 试坑底标高应尽量同地基底标高相同，对于堆场等场地可直接在地面开挖 30～ 50 cm 作为试坑就可。试坑垫层采用碎石作为垫层，并对碎石垫层进行碾压，控制垫层平整度和标高，垫层厚度根据实际需要，10～ 30 cm 左右就可。 2.承压板问题 根据规范要求，承压板要具有刚性的特点，但是对于大尺寸承压板，往往是现浇钢筋混凝土板，如采用绝对刚性板造价较高，因此根据预估沉降板厚控制在 50 ～ 80 cm 即可，具体可根据上部荷载及弹性板计算确定。混凝土承压板可选用早强高强度混凝土，如笔者的 3m ×3 m板采用 C50 的早强混凝土，厚度 50 cm。 3.承压板沉降观测 对小型的平板载荷试验，通常架设基准桩、基准梁进行人工百分表观测或电测位移计，但是对大尺寸载荷板如果采用同样方法存在一定的难度。通常采用自动采集并记录数据的静载荷测试分析仪，全自动检测。也可在载荷板四周较远的距离埋设 3 个基准点，根据基准点标高采用精密水准测量观测承压板沉降情况。每次观测前应进行 3 个基准点联测，确保基准点未受变形扰动。沉降的收敛及加载标准可参照规范相关标准要求执行。承压板沉降观测点应随同承压板浇筑时一同埋设，观测点均匀分布在承压板周边，有条件在承压板中心埋设观测点进行精密水准测量。 4.荷载施加的问题 对小型的平板载荷试验，一般采用千斤顶加载，通过叠加钢板或其它措施来达到刚性板的目的。但是对于大尺寸承压板如果采用千斤顶加载往往存在较大难度，而且对重心和钢梁要求较高。因此可在载荷板上搭设钢梁平台，控制好堆载体的重心，一次性堆载至试验最大荷载的1.2倍，直接分级在平台上加载，加载完后根据沉降稳定观测情况进行下一级加载。堆载操作具有一定的安全问题，在堆载过程中应进行变形监控，确保堆载的稳定性。如在底层压块或钢梁平台上贴标尺，通过加载过程中水准观测了解加载过程中的沉降变形均匀情况；在上部压块角点贴十字标尺，通过经纬仪观测某些角点水平位移，判断堆载体的整体稳定性等。 二、大型平板载荷试验案例 对于大板载荷试验，国内已普遍采用，检测技术相对成熟。 （1）广州黄埔区某工程为验证某重要承台地基承载力，需进行大型复合平板载荷试验，试验压板厚度为 50 cm，边长为3m正方形的现浇钢筋混凝土板，板下共不均匀布置 PHC-AB400（95）管桩 6 根，试验最大加载量为 1500 t，采用混凝土试块作为配重，现场堆载图片如图 1 所示。采用桩基静载荷测试分析仪进行自动加荷记录检测，自动采集数据如下表
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程桩基检验项目(复合地基静载试验） 检测技术方案
XXXXXXXXXXXX检测有限公司 二○一三年八月二十七日 1．工程概况 XXXXXXXXXXXXXXXXX1#、2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#号楼工程桩基检 验项目位XXX。该工程基础采用CFG桩,桩径400mm, 混凝土标号为C20。1#、 2#、3#、5#、6#、7#楼桩间距为1450m m×1350mm，8#楼桩间距为1400m m ×1300mm，9#楼桩间距为1500m m×1300mm，呈矩形布桩。桩数及桩参数 见表1。 大唐名村名人居1#、2#、3#、5#、6#、7#、8#、9#号楼工程桩基检验项目参数表1 2．检测依据
依据标准：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003） 《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）。3．检测项目及目的 3．1验收性检测阶段 （1）复合地基静载试验 确定复合地基承载力特征值是否满足设计要求。 （2）单桩静载试验 确定单桩承载力特征值是否满足设计要求。 （3）低应变法 检测桩身缺陷及位置，判定桩身完整性类别。 4．检测工作量 4．1验收性检测阶段 （1）复合地基静载试验： 检测数量24根，试验最大加载至极限值。 （2）单桩静载试验 检测数量24根，试验最大加载至极限值。 （3）桩身完整性（低应变法）试验 检测数量30%。 5．现场试验（检测） 5．1复合地基抗压静载试验 5．1．1仪器设备 （1）试验加载装置
反力系统：采用堆载反力装置组成，油压千斤顶加载，具体布置详见下图1。 1台超高压电动油泵站。 （2）荷载与沉降的量测仪表 荷载用液压传感器测定，试桩沉降采用位移传感器测定。使用仪表包括： 1套RS－JYB型静载荷测试分析系统 1只压阻式压力传感器； 4只调频式位移传感器。 该系统控制超高压油泵进行自动加载、自动补载，自动判稳；调频式位移传感器量程0～50mm，以量测桩身在荷载作用下的垂直沉降，沉降量由调频式位移传感器测读并被系统自动记录。 5．1．2复合地基静载试验实施细则
CFG桩复合地基承载力及施工检测 闫明礼1, 申计春2,刘伟3，闫雪峰4 (1.中国建筑科学研究院地基所,北京,100013；2.邢台钢铁公司，邢台，054027；3.北京科技 大学基建处，北京，100083；4. 冶金部建筑研究总院地基所,北京,100088) 提要 本文讨论了CFG桩复合地基承载力确定，以及复合地基检测应注意的几个问题。 关键词：CFG桩复合地基，承载力，施工检测，褥垫厚度 Abstract : In this paper, bearing capacity of CFG pile composite foundation and its testing after construction are discussed. Key words:composite foundation of CFG pile; bearing capacity; construction testing; thickness of flexible cusion 中图分类号：TU4 文献标识码：A 作者简介：闫明礼（1942－），男，汉族，河北乐亭人，研究员，博士生导师，硕士学位。 一、引言 CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)的颁布，为工程技术人员进行 CFG桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的确定及复合地基检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在一些差异。本文将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。 二、复合地基承载力的确定 根据《建筑地基基础设计规范》(GBJ79-2002)(简称地基规范)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)(简称地基处理规范)，复合地基承载力确定可分为设计阶段和竣工验收阶段进行讨论。 1、设计阶段 在复合地基设计阶段，地基规范规定：复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定；地基处理规范规定：复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，也可按下式估算： fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk (1) 式中：fspk—复合地基承载力特征值(kpa)； m —面积置换率； Ra —单桩竖向承载力特征值(kN)； Ap —桩的截面积(m2)； β—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～ 0.95，天然地基承载力较高时取大值； fsk —桩间土承载力特征值(kPa)，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。
复合地基承载力试验 复合地基承载力试验 1复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。复合地基载荷试验承压板可用圆形和方形。面积为一根桩承担的处理面积，多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定，桩的中心应与承压板中心保持一致，并与载荷试验点重合。2承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50-150mm，桩身强度高时宜取大值。试验标高处的试坑长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在坑外。 3试验前应采取措施，防止试验场地地基土的含水量变化或地基土的扰动，以免影响试验结果。 4 加载等级为8-12级。最大加载压力不应小于设计值的2倍。 5 每加一级荷载前后均应各记录承压板沉降量一次，以后每半小时记录一次，当1小时沉降量小于0.1mm时， 即可加下一级荷载。 6当出现下列现象之一时可终止试验： 6.1 沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围有明显的隆起； 6.2承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6％； 6.3当达不到极限荷载，而最大荷载已大于设计要求的2倍。 7卸载级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小 时读记总回弹量。 8复合地基承载力特征值的确定 8.1当压力－沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限，当其值小于对 应比例界限的2倍时，可取进行荷载的一半； 8.2当压力－沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定； 8.2.1对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩，当以粘性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压 力；当以粉土或砂土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。 8.2.2 对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力；对灰土挤密桩复合 地基，可取s/b或s/d等于0.08所对应的压力； 8.2.3 对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d 等于0.08所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力； 8.2.4 对于水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.006所对应的压力； 8.2.5 对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载 压力的一半。 9试验点的数量不应少于3点，当满足极差不超过平均值的30％时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。