CFG樁復合地基中樁間土承載特性的試驗研究

丁家宏， 張 磊， 趙 君

1江蘇省水文地質工程地質勘察院（223005） 2中國地質大學（武漢）工程學院（430074）

剛性樁復合地基是由樁土共同承擔荷載，共同作用，相互影響。樁在設置過程中會產生擾動、擠密效應，從而改變土物理力學性能,樁對土側向變形的限制及樁側摩阻力在土中的擴散都會影響樁間土的工作特性。研究樁間土的承載特性對于全面了解復合地基的作用機理、完善復合地基的計算理論是很有意義的。本文擬利用不同狀態下樁間土的室內土工試驗及靜載荷試驗結果來分析樁間土的承載特性，以促進對樁間土工作特性的理解。

某工程擬采用CFG樁進行地基處理，為取得CFG樁復合地基的有關設計和施工參數，優化設計方案和施工工藝，在前期做了大量的試驗和檢測工作，其中包括天然地基土、樁間土和復合地基靜載荷試驗及樁、土應力測試。

根據巖土工程勘察報告，本試驗場地地層分布如下:①素填土層；②-1粉質黏土層，可塑；③-1可塑的粉質黏土；③-2硬塑的粉質黏土。

1 地基處理前后土的物理力學及平板載荷試驗

1.1 地基土的物理力學試驗

為比較打樁前后土的物理力學性能指標的變化,對打樁前后的樁間土進行了土工試驗，試驗結果見表1。

表1 地基處理前后A區地基土的物理力學性能指標

1.2 天然地基土的平板載荷試驗

在試樁施工前，進行了平板載荷試驗，試驗結果見圖1。

1.3 打樁后樁間土的平板載荷試驗

在試樁施工完成后，進行了三處平板載荷試驗，試驗結果見圖2。試驗采用的壓板面積同天然地基。

1.4 試驗數據整理

根據《建筑地基基礎設計規范GB5007-2002》取s/d=0.01對應的荷載作為承載力基本值，則各點承載力見表2。

表2 地基土平板載荷試驗成果表

式中:ω-系數,對圓形承壓板取0.79;d-承壓板直徑（mm）；s1-P-S曲線直線段某一沉降或取s/d=0.01；p1-與s1對應的荷載（kPa）；μ-泊松比，取 0.3。

2 復合地基條件中樁間土的工作特性分析

本次試驗取3根樁做了復合地基靜載荷試驗,并埋設了土壓力盒測試樁土的應力分布,根據試驗結果及樁土應力測試結果，可得出在復合地基中樁間土的荷載-沉降關系及其與加固前后地基土的荷載-沉降關系對比，見圖3。圖中粗實線為復合地基條件下樁間土P-S曲線,細實線為加固后地基土的P-S曲線，虛線為天然地基土土P-S曲線。

由圖3可以看出，在同一荷載作用下，復合地基條件下樁間土的沉降量大于加固后地基土的沉降量,并且隨著荷載的增大，兩者的差別加大，且樁間土強度越低、壓縮性越大，差別越大。另一方面，加固后地基土的強度比天然地基土有所提高，根據表1，地基處理后，重度提高 2%，孔隙比降低9.1%，承載力提高53%，變形模量提高22%。說明在成樁過程中，產生了明顯的擠土效應，使地基土的工程性能得到改善。復合地基中樁的應力擴散與成樁過程中的擠土效應綜合作用的結果使復合地基條件下樁間土的承載特性更接近天然地基土。因此，目前普遍將復合地基中樁間土當作天然地基土進行計算，是比較合適的。

3 結論

1）復合地基在成樁過程中，產生了明顯的擠土效應，使樁間土的強度提高。2）在同一荷載作用下，復合地基條件下樁間土的沉降量大于加固后地基土的沉降,并且隨著荷載的增大，兩者的差別加大，且樁間土強度越低、壓縮性越大，差別越大。3）復合地基條件下樁間土的承載特性與天然地基土接近，因此，將復合地基中樁間土當作天然地基土進行計算，是比較合適的。

[1]JGJ79-91,中華人民共和國行業標準.建筑地基處理技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2001.

[2]巖土工程手冊編委會.巖土工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1994.