2.1 工程地質(zhì)條件
在建的河南科技大學(xué)綜合實驗樓位于洛陽市澗西區(qū)西苑路北側(cè)。場地地形較平坦，地貌單元屬澗河II級階地。其工程地質(zhì)條件如表1所示。
編號 土層名 厚度（m） 承載力標準值（kpa） 極限側(cè)阻力標準值qsik(kpa) 極限端承力標準值pqk(dqa) 1 填土 0.50-3.10 — — — 2 黃土狀粉質(zhì)粘土及粉土（新近堆積） 4.70-7.00 100 36 — 3 黃土狀粉制粘土 0.70-1.70 160 40 — 4 黃土狀粉制粘土及粉土 1.50-2.10 180 42 — 5 黃土狀粉制粘土 1.00-2.40 150 48 — 6 黃土狀粉制粘土及粉土 2.50-4.50 180 50 — 7 黃土狀粉制粘土及粉土 2.60-4.90 170 46 500 8 黃土狀粉制粘土及粉土 2.00-4.10 155 40 350 9 黃土狀粉制粘土及粉土 3.00-5.20 180 52 550 10 卵石 7.50 650 — 2100，綜合實驗樓占地45×143.4m2，主樓高52.5m，平面形狀為長方形，主樓東、西兩側(cè)各有一副樓，高38m。復(fù)合地基所采用的樁的類型有3種：CFG樁，水泥土長樁，水泥土短樁。布樁時考慮樁受力的合理性，盡量利用樁間土應(yīng)力σs產(chǎn)生的附加應(yīng)力對樁側(cè)阻力的增大作用。通常σs越大，作用在樁上的水平力越大，樁的側(cè)阻力越大。此復(fù)合地基采用夯實水泥土短樁與CFG樁成排間隔布置，CFG樁與水泥土短樁間隔0.75m，并在褥墊層周圍采取水泥土長樁圍護的隔水措施。主樓的CFG樁有效樁長不小于12m，水泥土樁短樁有效樁長不小于7.5m，水泥土樁長樁有效樁長不小于12m，副樓的CFG樁有效樁長不小于14.5m，水泥土樁短樁的有效樁長不小于7m，水泥土樁長樁的有效樁長不小于14.5m，樁徑均為0.5m。由于此場地19.3m處出現(xiàn)地下水位，而設(shè)計的CFG樁達到地下26m，這就需要降水處理。CFG樁復(fù)合地基的設(shè)置，不僅可以大幅度的提高地基承載力，而且具有很好的排水作用，這就無需其它的排水措施。水泥土樁體具有很高的模量，因此，用夯實水泥土樁加固的復(fù)合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。
3. 試驗結(jié)果分析
3.1 復(fù)合地基靜載荷試驗
受現(xiàn)場條件限制，試驗采用對不同樁型單樁復(fù)合地基承載力按單樁處理面積加權(quán)平均的辦法，評價CFG樁和水泥土樁混合地基承載力。試驗有兩組復(fù)合地基試驗，每組試驗各有一個CFG樁與一個水泥土樁單樁復(fù)合地基試驗點。兩組CFG樁與水泥土樁復(fù)合地基靜載荷試驗P-S曲線如圖1所示。第一組為CFG-308#和SNT-410#，第二組為CFG-518#和SNT-632#。從P-S曲線可以看出，復(fù)合地基靜載荷試驗曲線基本屬于漸進型的光滑曲線，不存在陡降點。取s/b=0.01(b為方形壓板的寬度)對應(yīng)的荷載，其值均超過加荷量的一半，因此取加荷量的一半作為CFG樁、水泥土樁的單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值。即CFG樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值大于550kpa，水泥土樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值大于200kpa，對兩組值進行加權(quán)平均后，可知CFG樁與夯實水泥土樁混合樁型復(fù)合地基承載力不小于375kpa，復(fù)合地基承載力提高1倍，滿足設(shè)計要求。分別對兩組中的CFG樁及夯實水泥土樁的試驗曲線作比較，兩組復(fù)合地基的承載力相差不大，說明主樓部分的地基土質(zhì)分布比較均勻，基底持力層的承載力和壓縮模量差別不大。
3.2 單樁豎向抗壓靜載荷試驗結(jié)果
試驗進行了2根水泥土樁及2根CFG樁單樁靜荷試驗，Q-S曲線如圖2所示。CFG樁單樁極限承載力不小于1000KN，地基承載力提高130%；水泥土樁單樁極限承載力不小于5000KN，地基承載力提高近20%，均滿足設(shè)計要求。從曲線可以看出，4根樁的總沉降都小于10mm，遠小于《規(guī)范》要求，且沉降隨時間、荷載的變化都是均勻的，基本上是彈性的。由此可以看出，當(dāng)Q=1000KN時，CFG樁還沒有達到極限承載力狀態(tài)，當(dāng)Q=500KN時，水泥土樁也沒有達到極限承載力狀態(tài)，還有很大“儲備”。由卸載曲線可以看出，樁的彈性回彈量很小，最多只有2m，說明樁體剛度很大，沉降量主要是由于樁整體下沉造成的。從單樁復(fù)合地基靜荷試驗的結(jié)果分析，692#CFG樁比53#CFG樁的樁間土好，382#水泥土樁比416#水泥土樁的樁間土好，單樁復(fù)合地基承載力偏高。說明樁間土的作用明顯，壓板下樁土協(xié)調(diào)作用效果良好。
測試結(jié)果可知，經(jīng)水泥土樁與CFG樁處理后淺層樁間土的承載力基本值不低于120kpa，比地基處理前的樁間土承載力有所提高。
3.4 應(yīng)變樁身完整性檢測
本工程低應(yīng)變檢測CFG樁樁身完整性463根樁，檢測比例約為30%。所測的463根CFG均屬于完整樁或基本完整樁。主樓、副樓均沒有影響正常使用的樁。
4. 結(jié)論
(1)以復(fù)合地基靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看，本工程所采用的組合型復(fù)合地基的應(yīng)用，可限度地發(fā)揮這兩種樁的優(yōu)點，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。
(2)復(fù)合地基中由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩(wěn)定快、施工簡單易行、工程質(zhì)量易保證等優(yōu)點，工程造價一般為樁基的1/3~1/2，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。
(3)夯實水泥土樁處理地基是一種效果明顯的處理方法，用夯實水泥土樁加固后的復(fù)合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。
(4)是否設(shè)置褥墊層以及墊層的材料和厚度，直接影響復(fù)合地基的樁和樁間土強度的發(fā)揮，合理的墊層厚度對提高復(fù)合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。
(5)由該工程證明此種地基處理方案，質(zhì)量易控制，造價低，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益明顯，有極大的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
在建的河南科技大學(xué)綜合實驗樓位于洛陽市澗西區(qū)西苑路北側(cè)。場地地形較平坦，地貌單元屬澗河II級階地。其工程地質(zhì)條件如表1所示。
編號 土層名 厚度（m） 承載力標準值（kpa） 極限側(cè)阻力標準值qsik(kpa) 極限端承力標準值pqk(dqa) 1 填土 0.50-3.10 — — — 2 黃土狀粉質(zhì)粘土及粉土（新近堆積） 4.70-7.00 100 36 — 3 黃土狀粉制粘土 0.70-1.70 160 40 — 4 黃土狀粉制粘土及粉土 1.50-2.10 180 42 — 5 黃土狀粉制粘土 1.00-2.40 150 48 — 6 黃土狀粉制粘土及粉土 2.50-4.50 180 50 — 7 黃土狀粉制粘土及粉土 2.60-4.90 170 46 500 8 黃土狀粉制粘土及粉土 2.00-4.10 155 40 350 9 黃土狀粉制粘土及粉土 3.00-5.20 180 52 550 10 卵石 7.50 650 — 2100，綜合實驗樓占地45×143.4m2，主樓高52.5m，平面形狀為長方形，主樓東、西兩側(cè)各有一副樓，高38m。復(fù)合地基所采用的樁的類型有3種：CFG樁，水泥土長樁，水泥土短樁。布樁時考慮樁受力的合理性，盡量利用樁間土應(yīng)力σs產(chǎn)生的附加應(yīng)力對樁側(cè)阻力的增大作用。通常σs越大，作用在樁上的水平力越大，樁的側(cè)阻力越大。此復(fù)合地基采用夯實水泥土短樁與CFG樁成排間隔布置，CFG樁與水泥土短樁間隔0.75m，并在褥墊層周圍采取水泥土長樁圍護的隔水措施。主樓的CFG樁有效樁長不小于12m，水泥土樁短樁有效樁長不小于7.5m，水泥土樁長樁有效樁長不小于12m，副樓的CFG樁有效樁長不小于14.5m，水泥土樁短樁的有效樁長不小于7m，水泥土樁長樁的有效樁長不小于14.5m，樁徑均為0.5m。由于此場地19.3m處出現(xiàn)地下水位，而設(shè)計的CFG樁達到地下26m，這就需要降水處理。CFG樁復(fù)合地基的設(shè)置，不僅可以大幅度的提高地基承載力，而且具有很好的排水作用，這就無需其它的排水措施。水泥土樁體具有很高的模量，因此，用夯實水泥土樁加固的復(fù)合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。
3. 試驗結(jié)果分析
3.1 復(fù)合地基靜載荷試驗
受現(xiàn)場條件限制，試驗采用對不同樁型單樁復(fù)合地基承載力按單樁處理面積加權(quán)平均的辦法，評價CFG樁和水泥土樁混合地基承載力。試驗有兩組復(fù)合地基試驗，每組試驗各有一個CFG樁與一個水泥土樁單樁復(fù)合地基試驗點。兩組CFG樁與水泥土樁復(fù)合地基靜載荷試驗P-S曲線如圖1所示。第一組為CFG-308#和SNT-410#，第二組為CFG-518#和SNT-632#。從P-S曲線可以看出，復(fù)合地基靜載荷試驗曲線基本屬于漸進型的光滑曲線，不存在陡降點。取s/b=0.01(b為方形壓板的寬度)對應(yīng)的荷載，其值均超過加荷量的一半，因此取加荷量的一半作為CFG樁、水泥土樁的單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值。即CFG樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值大于550kpa，水泥土樁單樁復(fù)合地基承載力設(shè)計值大于200kpa，對兩組值進行加權(quán)平均后，可知CFG樁與夯實水泥土樁混合樁型復(fù)合地基承載力不小于375kpa，復(fù)合地基承載力提高1倍，滿足設(shè)計要求。分別對兩組中的CFG樁及夯實水泥土樁的試驗曲線作比較，兩組復(fù)合地基的承載力相差不大，說明主樓部分的地基土質(zhì)分布比較均勻，基底持力層的承載力和壓縮模量差別不大。
3.2 單樁豎向抗壓靜載荷試驗結(jié)果
試驗進行了2根水泥土樁及2根CFG樁單樁靜荷試驗，Q-S曲線如圖2所示。CFG樁單樁極限承載力不小于1000KN，地基承載力提高130%；水泥土樁單樁極限承載力不小于5000KN，地基承載力提高近20%，均滿足設(shè)計要求。從曲線可以看出，4根樁的總沉降都小于10mm，遠小于《規(guī)范》要求，且沉降隨時間、荷載的變化都是均勻的，基本上是彈性的。由此可以看出，當(dāng)Q=1000KN時，CFG樁還沒有達到極限承載力狀態(tài)，當(dāng)Q=500KN時，水泥土樁也沒有達到極限承載力狀態(tài)，還有很大“儲備”。由卸載曲線可以看出，樁的彈性回彈量很小，最多只有2m，說明樁體剛度很大，沉降量主要是由于樁整體下沉造成的。從單樁復(fù)合地基靜荷試驗的結(jié)果分析，692#CFG樁比53#CFG樁的樁間土好，382#水泥土樁比416#水泥土樁的樁間土好，單樁復(fù)合地基承載力偏高。說明樁間土的作用明顯，壓板下樁土協(xié)調(diào)作用效果良好。
測試結(jié)果可知，經(jīng)水泥土樁與CFG樁處理后淺層樁間土的承載力基本值不低于120kpa，比地基處理前的樁間土承載力有所提高。
3.4 應(yīng)變樁身完整性檢測
本工程低應(yīng)變檢測CFG樁樁身完整性463根樁，檢測比例約為30%。所測的463根CFG均屬于完整樁或基本完整樁。主樓、副樓均沒有影響正常使用的樁。
4. 結(jié)論
(1)以復(fù)合地基靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看，本工程所采用的組合型復(fù)合地基的應(yīng)用，可限度地發(fā)揮這兩種樁的優(yōu)點，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。
(2)復(fù)合地基中由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高、變形小、穩(wěn)定快、施工簡單易行、工程質(zhì)量易保證等優(yōu)點，工程造價一般為樁基的1/3~1/2，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。
(3)夯實水泥土樁處理地基是一種效果明顯的處理方法，用夯實水泥土樁加固后的復(fù)合地基比原地基變形模量會有較大增長，抗變形能力有明顯提高。
(4)是否設(shè)置褥墊層以及墊層的材料和厚度，直接影響復(fù)合地基的樁和樁間土強度的發(fā)揮，合理的墊層厚度對提高復(fù)合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。
(5)由該工程證明此種地基處理方案，質(zhì)量易控制，造價低，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益明顯，有極大的發(fā)展?jié)摿Α?BR>