王于剛

（陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院 陜西 西安 710018）

1 概述

CFG樁，是在碎石樁基礎上加以改進而發(fā)展起來的，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏結性強度樁，樁和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。因該法具有振沖擠密和置換作用、承載力提高幅度大、地基變形小等特點，已成為應用較廣泛的常用地基處理措施。

CFG樁的處理效果必須對處理后的地基進行現(xiàn)場檢驗，檢測內(nèi)容有承載力、地基處理質(zhì)量和均勻性、復合地基增強體的質(zhì)量等。復合地基承載力檢測值或計算值是評價地基處理措施、處理效果的重要指標。

目前，CFG復合地基承載力的計算方法很多，而現(xiàn)場靜載荷試驗無疑是比較可靠、最直接的方法，其中如何應用樁的試驗資料（如P～S關系，其中P、S分別為樁頂荷載和沉降）來正確評價和確定樁的承載力一直是樁基研究工作的一個重要課題。

2 P～S解析法

影響樁承載能力的因素很多，要建立一個包括所有因素在內(nèi)的承載力計算模式是不現(xiàn)實的。而建立在現(xiàn)場原位靜載試驗的P～S表達式解析法，因其人為干擾小，取值標準統(tǒng)一，誤差可量化，預測效果比較好，尤其是便于采用計算機來分析大量的靜載荷試驗資料，可大大減少工作量和計算時間。

當靜載荷試驗加至CFG樁或復合地基破壞情況下，得到的曲線相對比較完整，其靜載試驗結果的P～S關系曲線綜合反映了各種因素對樁的影響。

因此，本文采用P～S表達式解析法計算復合地基承載力。

2.1 P～S表達式解析法的計算模型

當試驗未加載至復合地基破壞時，得到的P～S曲線相對不完整，因此合理地利用試樁資料來確定復合地基極限承載力就顯得十分重要了。P～S表達式解析法采用的典型計算模型主要有：雙曲線模型、指數(shù)曲線模型和灰色預測模型。

雙曲線模型是一種確定極限承載力的方法，又稱斜率倒數(shù)方法[4][5]，是在工程實際中用得比較廣泛的一種方法，因為它可以化成線性形式：

式中，P——樁頂荷載，kN；

S——樁頂沉降，mm；

a、b——常數(shù)，確定參數(shù)、時可用最小二乘法求出比較方便。

令y=S/P，x=S則上式可演變?yōu)榫€性方程：

y=ax+b

按最小二乘法原理，求出式中的參數(shù)a，b。則極限承載力為：

該方法具有要求數(shù)據(jù)少、計算簡單而嚴密、精度高等特點，可以利用已知數(shù)據(jù)對單樁的豎向抗壓極限承載力進行預測，為靜載荷試驗提供了可行的預測工具，已成為復合地基承載力計算的常用模型。

2.2 實例工程應用

某房建工程，場地地貌單元為黃河沖積平原，地形比較平坦，地層起伏較大。地層主要由粉土、粉質(zhì)粘土、粗砂及粉砂組成，第4層粉土為液化土層，液化等級為輕微。場地類別為Ⅲ類，建筑場地特征周期為0.45s，本場地應屬對建筑抗震的不利地段。地基采用素混凝土樁（CFG樁）處理，設計總樁數(shù)1219根，有效樁長10.5m，樁徑400mm，樁間距1200mm×1200mm，以正方形和三角形布置。第⑧層粉細砂層為樁端持力層，樁頂標高-5.93m，樁底標高-16.43m，樁身強度C20砼。要求處理后的復合地基承載力特征值≥380kPa。

2.2.1 試驗裝置和方法

采用堆重平臺反力裝置，油壓千斤頂加載。本次復合地基載荷試驗壓板采用1.2m×1.2m正方形鋼板，荷載采用安裝在千斤頂上的油壓傳感器測定，沉降量采用安裝在基準梁上的位移傳感器測定。

加荷方法按照《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）規(guī)定的慢速維持荷載法進行，試驗步驟為加載、分級記讀數(shù)據(jù)、終止加荷、卸荷。

圖1 復合地基靜載荷試驗裝置示意圖

表1 單樁復合地基靜載荷試驗結果

加荷：分8級加載，按最大加載量760kPa計算，每級荷載95kPa。

分級記讀：每級加荷前后各讀記承壓板沉降一次，以后每半小時讀記一次，達到相對穩(wěn)定標準后，加下一級荷載。

終止加荷：達到終止加荷條件時，終止加荷。

卸荷：分4級等量進行，每卸一級，間隔半小時讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時讀記總回彈量。

2.2.2 雙曲線模型應用

根據(jù)現(xiàn)場的試驗樁布設，選取了7個試驗點進行了單樁的載荷試驗，試驗結果見表1。

利用表達式解析法來求各個工程場地CFG樁的地基極限承載力，先將野外現(xiàn)場試驗記錄送入計算機進行數(shù)據(jù)處理，用雙曲線模型計算出各自相應的復合地基極限承載力，1號～7號七個試驗點的單樁復合地基承載力特征值均為380kPa。故該場地復合地基承載力特征值為380kPa，滿足工程要求。

同時，本文對實際工程中若干未做到極限階段的試樁做了推測計算，對部分CFG樁復合地基承載力靜載試驗實測值與雙曲線計算模型值進行了對比分析，計算的誤差是較小的，效果是理想的。

3 結語

根據(jù)現(xiàn)場的單樁原位試驗數(shù)據(jù)，利用解析法中的雙曲線模型，計算得到場地的復合地基承載力，并與實際工程中的靜荷載試驗實測值進行了對比分析，表明雙曲線模型計算結果合理，能通過試驗樁的檢測結果較好地反映CFG樁地基處理效果及質(zhì)量，為下步工程施工把好基礎質(zhì)量關。陜西水利

[1]龔曉南．地基處理手冊（第三版）[M]．中國建筑工業(yè)出版社，2007.6．

[2]王恩遠，吳邁.工程實用地基處理手冊[M]．中國建材工業(yè)出版社，2005.7．

[3]建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79—2012）[S]．2012.8．

[4]安新正.邯鄲地區(qū)粉噴樁復合地基承載力可靠度分析與研究[D].華北水利水電學院，2005．[5]趙國藩，曹居易，張寬權.工程結構可靠度[M].大連：水利電力出版社，1984．