CFG樁低應(yīng)變法檢測(cè)的探討

余 呈 水

(福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350002)

CFG樁低應(yīng)變法檢測(cè)的探討

余 呈 水

(福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350002)

結(jié)合工程實(shí)例，論證了低應(yīng)變法對(duì)CFG樁檢測(cè)的適用性，從力錘和檢測(cè)時(shí)間選擇兩方面，分析了CFG樁低應(yīng)變檢測(cè)過程中應(yīng)注意的問題，并總結(jié)了CFG樁常見曲線形式的判別經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以后的工程檢測(cè)有借鑒意義。

低應(yīng)變法，CFG樁，力錘，檢測(cè)時(shí)間

0 引言

CFG樁是英文Cement Fly-ash Grave的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在C5～C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。CFG樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)于本樁型的檢測(cè)，在《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定：水泥粉煤灰碎石樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。規(guī)范中同時(shí)規(guī)定：試驗(yàn)數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1%，這個(gè)比例對(duì)于抽樣來說是小樣本，不能全面代表工程的質(zhì)量。而鉆芯法對(duì)于小直徑的CFG樁容易偏出樁外，且由于CFG樁通常的強(qiáng)度小于混凝土灌注樁，芯樣采取率一般較低，加上檢測(cè)費(fèi)用較高，所以只能少量用于CFG樁檢測(cè)。因此，要對(duì)CFG樁進(jìn)行較全面的檢測(cè)，低應(yīng)變法是比較好的選擇，這也是《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》要求的。

1 低應(yīng)變法對(duì)CFG樁檢測(cè)的適用性

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定了，應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)的10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)，檢測(cè)樁身完整性。但具體檢測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)在本規(guī)范中就沒有體現(xiàn)。一般，只能參照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行檢測(cè)，但該規(guī)范是針對(duì)要求檢測(cè)樁具有15 MPa的檢測(cè)強(qiáng)度才能檢測(cè)。事實(shí)上，很多CFG樁設(shè)計(jì)的28 d強(qiáng)度并沒有要求15 MPa以上,有的為10 MPa，有的甚至只要求5 MPa，更何況，因?yàn)楣て谠颍┕ず蟛灰欢艿鹊?8 d才檢測(cè)，這樣就更加不能滿足15 MPa的檢測(cè)要求。

雖然在強(qiáng)度上經(jīng)常不能滿足主要為混凝土樁制訂的《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求，但當(dāng)CFG樁彈性模量與樁周土是有明顯差別時(shí)，還是符合低應(yīng)變中一維線彈性桿件的理論依據(jù)，只是波速變異性大一些。而波速的影響，通過同一場地的試驗(yàn)比較可以部分消除。

很多情況下，采用低應(yīng)變法可以較好地檢測(cè)出CFG樁的樁身完整性及缺陷位置，在一定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)推算樁長。但對(duì)于一些缺陷，曲線不能清晰地判別時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證，且部分驗(yàn)證的結(jié)果，如果要推廣到整個(gè)場地的判別，須采用較大的樣本，按統(tǒng)計(jì)原則慎重使用。

2 CFG樁檢測(cè)的注意點(diǎn)

2.1 力錘的選擇

目前，基樁低應(yīng)變法檢測(cè)的激振設(shè)備普遍使用的是力錘、力棒，力棒主要是用于大直徑長樁。而力錘的選擇要根據(jù)CFG樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行。當(dāng)CFG樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度較低時(shí)，宜選擇能產(chǎn)生高頻窄脈沖的鋁合金錘、鐵錘結(jié)合部的橡膠墊層進(jìn)行檢測(cè)。否則，整個(gè)鐘型脈沖過寬，難以識(shí)別淺部甚至中部的缺陷。而如果CFG的設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠高，達(dá)到15 MPa以上時(shí)，其彈性模量基本接近混凝土樁，采用常規(guī)的尼龍錘效果良好。

2.2 檢測(cè)時(shí)間的選擇

對(duì)鋼混凝土樁，《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定15 MPa以上可進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)CFG樁，如果設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常低于C15，即使設(shè)計(jì)為C15，也是要28 d齡期才能達(dá)到，這往往與工期要求是矛盾的。通過上面的分析，我們認(rèn)為，只要CFG樁的彈性模量與樁周土有較明顯的差別就可以嘗試檢測(cè)。所以，檢測(cè)時(shí)間就要根據(jù)強(qiáng)度、氣候狀況、樁周土情況進(jìn)行估算。如果現(xiàn)場檢測(cè)曲線雜亂，重復(fù)性差、不能分辨缺陷及樁底，則需要過一段時(shí)間再次檢測(cè)。通過一些樁的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的總結(jié)，在南方地區(qū)可按表1估計(jì)檢測(cè)時(shí)間。

表1 CFG樁檢測(cè)時(shí)間估算值

3 曲線形式及判斷、驗(yàn)證

下面針對(duì)幾種與常規(guī)鋼混凝土樁不同的CFG樁常見的曲線形式，結(jié)合工程實(shí)例，總結(jié)判別經(jīng)驗(yàn)，供同行參考。

3.1 曲線形式1

類似常規(guī)鋼混凝土完整樁的曲線。

如圖1所示，其波速在合理范圍，在樁底有反射波，應(yīng)當(dāng)判別為Ⅰ類樁。但如果比較鋼混凝土樁，會(huì)發(fā)現(xiàn)，其脈沖寬度較常規(guī)的混凝土樁要略寬，入射波后緊跟的反相過沖也較大，但這是由于CFG樁本身的強(qiáng)度及特性引起的，不應(yīng)求全責(zé)備。

3.2 曲線形式2

入射脈沖寬，但在樁中—下部有一段平直段，且存在樁底反射。

如圖2所示，如果是對(duì)常規(guī)混凝土樁，此曲線應(yīng)該認(rèn)為淺部有缺陷，甚至明顯缺陷，但對(duì)CFG樁開挖檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)此類入射脈沖寬，但有樁底反射的CFG樁并沒有明顯缺陷，甚至沒有輕微缺陷，是完整樁，可根據(jù)情況判別為Ⅰ類或Ⅱ類樁。

3.3 曲線形式3

類似常規(guī)混凝土淺部明顯缺陷樁的曲線(大波浪)。

如圖3所示，這種類型的曲線在設(shè)計(jì)強(qiáng)度較低的CFG樁中經(jīng)常出現(xiàn)，按常規(guī)鋼混凝土樁，應(yīng)該進(jìn)行開挖砍樁處理，然后復(fù)測(cè)。如果每根都這樣處理，一是經(jīng)濟(jì)上負(fù)擔(dān)很重，二是開挖的部分樁側(cè)阻力被顯著削弱了，也影響樁的正常使用。經(jīng)多根樁的開挖檢查，淺部并未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，開挖砍去部分后曲線還是如此，鉆取的芯樣也沒有明顯缺陷。說明，此類曲線的CFG樁，若設(shè)計(jì)強(qiáng)度本身就比較低，大部分情況下并沒有明顯缺陷，可根據(jù)情況進(jìn)行開挖、鉆芯驗(yàn)證，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，綜合進(jìn)行判別，或建議采用其他方法驗(yàn)證。注意，此類型的波形需仔細(xì)鑒別，波形入射脈沖上升段和下降段基本對(duì)稱，尾部偏離零線并不明顯，才可納入此類別。

3.4 曲線形式4

淺部明顯缺陷樁(非對(duì)稱大波浪)。

如圖4所示，這種類型的曲線波形需仔細(xì)鑒別，波形入射脈沖上升段和下降段不對(duì)稱，尾部偏離明顯，為典型的淺部明顯或嚴(yán)重缺陷，應(yīng)當(dāng)開挖檢查，砍樁至曲線改善為正常為止。若曲線持續(xù)得不到改進(jìn)，應(yīng)當(dāng)建議其他檢測(cè)方式驗(yàn)證。

4 結(jié)語

1)CFG樁復(fù)合地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。規(guī)范中同時(shí)規(guī)定：試驗(yàn)數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1%，這個(gè)比例對(duì)于抽樣來說是小樣本，不能全面代表工程的質(zhì)量。當(dāng)CFG樁彈性模量與樁周土是有明顯差別時(shí)，可采用低應(yīng)變法對(duì)CFG樁進(jìn)行普查。

2)針對(duì)CFG樁的特點(diǎn)，選擇合適的力錘、檢測(cè)時(shí)間對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性非常重要。

3)針對(duì)CFG樁的特點(diǎn)，入射脈沖較寬引起的一系列曲線的變化應(yīng)當(dāng)有所了解，若無法取得合理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行其他檢測(cè)方法的輔助驗(yàn)證。

[1] JGJ 106—2014，建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 謝 平,范文斌,秦 敏，等.低應(yīng)變反射波法在CFG樁淺部缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中外建筑,2008(8):178-180.

[3] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 江衛(wèi)華.通過對(duì)比試驗(yàn)簡要分析CFG樁齡期對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)的影響[J].福建建筑，2009(7):63-64.

[5] 陳 波.CFG樁低應(yīng)變反射波檢測(cè)技術(shù)[J].四川水力發(fā)電，2010(S2):170-171.

Discussion on low strain integrity texting detection of CFG pile

Yu Chengshui

(FujianAcademyofBuildingResearch,Fuzhou350002,China)

On the basis of practical engineering, demonstrate the applicability of the low strain integrity texting detection of CFG pile. The problems of the force hammer and the detection time should be paid more attention in the low strain detection process of CFG pile. And summarized the distinguish experience of common form of CFG pile. And some useful proposals of detection in engineering are also suggested.

low strain integrity texting detection, CFG pile, force hammer, detection times

1009-6825(2017)02-0093-03

2016-11-03

余呈水(1983- )，男，助理工程師

TU473.16

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