朱新波

摘 要：振沖碎石樁因其加固期短、施工簡(jiǎn)單、費(fèi)用低而廣泛應(yīng)用于軟土區(qū)地基處理工程中。然而由于施工的不規(guī)范往往出現(xiàn)各種質(zhì)量隱患，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)全國(guó)各地各種土建工程事故中，以地基問(wèn)題引起的最多。因此，利用各種檢測(cè)手段來(lái)控制施工質(zhì)量就顯得尤為重要。本文對(duì)振沖碎石樁檢測(cè)技術(shù)及檢測(cè)方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：振沖；碎石樁；檢測(cè)；方法

1 振沖碎石樁施工技術(shù)概述

通過(guò)振沖碎石樁加固軟土地基，稱為碎石樁一軟土復(fù)合地基，能顯著地增強(qiáng)其抗震性能，減小沉降量，增強(qiáng)地基穩(wěn)定性，提高其承載力，是一種合理且比較經(jīng)濟(jì)可靠的軟土地基補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，碎石樁和樁之間軟土形成一個(gè)承載力高、壓縮小的共同體，經(jīng)過(guò)碎石樁處理的地段沉降量小、固結(jié)期短，對(duì)縮短工期也十分有利，承載力大幅提高，振沖碎石樁是高填方軟土地基及橋梁結(jié)構(gòu)物兩側(cè)軟基處理的理想方法。振沖碎石樁施工技術(shù)適宜治理地基強(qiáng)度80kPa以上的不排水的黏性土軟土地基，也廣泛用于加固砂土地基。目前，對(duì)于含水率達(dá)80%的淤泥質(zhì)地基，加固深度可達(dá)21m，加固樁直徑可達(dá)l～2m。

2 振沖碎石樁常規(guī)檢測(cè)手段

2.1 動(dòng)力觸探檢測(cè)

該法本身相當(dāng)直觀，通過(guò)從地表到一定深度范圍的動(dòng)探曲線，能判斷出振沖碎石樁體的密實(shí)程度。然而，由于樁體阻力的滯后效應(yīng)，對(duì)密實(shí)部位的判斷有一定的誤差；由于桿長(zhǎng)和阻力的作用，離地表越遠(yuǎn)，其密實(shí)度指標(biāo)需要修正。另外，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理方法只是簡(jiǎn)單的利用統(tǒng)計(jì)方法輔以經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)評(píng)價(jià)地基效果是比較草率的，主要表現(xiàn)在選取的試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量過(guò)少，所測(cè)成果的離散性大。沒(méi)有反映場(chǎng)地的不均勻性，所以對(duì)整個(gè)場(chǎng)地也就不能客觀評(píng)價(jià)其變形穩(wěn)定性問(wèn)題。對(duì)采集的數(shù)據(jù)采用概率和統(tǒng)計(jì)結(jié)合的方法評(píng)價(jià)地基土，，可直觀得出該地基的效果及其可靠度，比規(guī)范中單純用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)評(píng)價(jià)更有效。

2.2 復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

振沖碎石樁復(fù)合地基承載力檢測(cè)采用靜荷載試驗(yàn)來(lái)確定復(fù)合地基承載力特征值，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析判斷地基質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）第7.4.4條規(guī)定，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)?？⒐を?yàn)收一般是業(yè)主或施工單位委托具有檢測(cè)資質(zhì)的第三方進(jìn)行。復(fù)合地基載荷試驗(yàn)一般分為單樁復(fù)合地基和多樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)。單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板的面積等于一根樁所分擔(dān)的處理面積，多樁復(fù)合地基載荷板的面積等于多根樁分擔(dān)的處理面積。

由于工程設(shè)計(jì)的千差萬(wàn)別，實(shí)際檢測(cè)時(shí)，載荷試驗(yàn)承壓板的面積，往往并不等于設(shè)計(jì)置換率所控制的面積，測(cè)得的結(jié)果需進(jìn)行修正。另外，載荷板的影響深度大約在1.5～2倍于板寬（或者板的直徑），復(fù)合地基載荷試驗(yàn)對(duì)地基深部的影響有限。在當(dāng)前的施工中，某些施工單位為了節(jié)約成本及保證檢測(cè)合格，振沖填料時(shí)填入粒徑很大的塊體，有的直徑甚至達(dá)到100cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范規(guī)定的填料粒徑限制；或者在地基淺層進(jìn)行特別的處理，如二次成孔，擴(kuò)大表層的樁徑。在驗(yàn)收檢測(cè)這種短暫荷載的作用下，能保證合格，但是對(duì)建筑物建成后的長(zhǎng)期荷載，則有可能發(fā)生差異沉降，造成危害。因此，檢測(cè)手段還需進(jìn)一步完善。

具體操作方法：載荷試驗(yàn)承壓板安放在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高處，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以平臺(tái)堆載作為反力，采用100t油壓千斤頂加載，壓力表控制加載值。承壓板直徑為1.58m圓形鋼板，利用4個(gè)對(duì)稱的百分表進(jìn)行觀測(cè)。加載方法采用慢速維持荷載法，每級(jí)加載值57.5kPa，共分8級(jí)，最終加載值460kPa。卸載分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載值為加載值的2倍。沉降穩(wěn)定及沉降觀測(cè)時(shí)間按照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，每加一級(jí)荷載的前、后應(yīng)分別測(cè)記一次壓板下沉量，以后每0.5h測(cè)記一次，當(dāng)連續(xù)2h內(nèi)，每1h小于0.1mm時(shí)，認(rèn)為壓板下沉量已趨穩(wěn)定，即加下一級(jí)荷載。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可終止加載：①壓板周?chē)耐脸霈F(xiàn)明顯的側(cè)向擠出。②沉降s急劇增大、壓力-沉降（P-s）曲線出現(xiàn)陡降段。③在某一級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。④累計(jì)沉降量已大于壓板直徑的6%（63.00mm）。⑤當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而已達(dá)到方案設(shè)計(jì)最大加載壓力時(shí)。

載荷試驗(yàn)設(shè)備主要由下列三部分構(gòu)成：反力系統(tǒng)：由堆重平臺(tái)和配重組成。加載系統(tǒng)：由QYL-100油壓千金、壓力表、承壓板組成。觀測(cè)系統(tǒng)：由基準(zhǔn)柱、基準(zhǔn)梁、百分表及其連接件組成。7檢測(cè)資料分析與評(píng)價(jià)靜載荷試驗(yàn)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算校核復(fù)合地基承載力特征值確定如下：①比例界限法：當(dāng)P-s曲線上有明顯比例界限時(shí)，可取比例界限對(duì)應(yīng)的荷載；②極限荷載法：當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載值的2倍時(shí)，可取極限荷載值的一半。從地基的靜荷載試驗(yàn)成果顯示，P-s曲線隨著載荷試驗(yàn)的逐級(jí)加載，曲線上直比較平順，未出現(xiàn)明顯的陡降現(xiàn)象，且沉降差異不大，說(shuō)明地基土在各級(jí)荷載作用下，其沉降量變化較為均勻。在460kPa作用下，沉降量也無(wú)明顯增大，表明地基承載力不小于460kPa。

3 工程物探技術(shù)手段

隨著科技水平的提高，各學(xué)科的相互交叉使得地基檢測(cè)領(lǐng)域獲得了更大的發(fā)展。特別是工程物探技術(shù)在地基檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越多。比較常用的包括瑞利波法、探地雷達(dá)法等。

3.1 瑞利波法

如前所述，動(dòng)力觸探和靜載荷試驗(yàn)是地基檢測(cè)的傳統(tǒng)方法，對(duì)淺層地基來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是經(jīng)濟(jì)和直觀的有效方法。這些年來(lái)，隨著工程建設(shè)的規(guī)模和技術(shù)水平的提高，深層地基檢測(cè)的項(xiàng)目越來(lái)越多，傳統(tǒng)方法顯得力不從心，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，準(zhǔn)確性和可靠性也存在懷疑。瑞利波法較好的解決了這一問(wèn)題。它是一種新的淺層地震勘探方法，該法使用重錘或其他脈沖荷載作為振源，設(shè)備簡(jiǎn)便，效率更高。當(dāng)在介質(zhì)表面施加一瞬態(tài)激振力時(shí)，在彈性界面上不僅產(chǎn)生縱波（也叫體波）和橫波（剪切波），他們相互干涉產(chǎn)生不同頻率的面波（瑞利波），利用測(cè)試得到的瑞利波波速與頻率曲線轉(zhuǎn)換為瑞利波波速與深度曲線，該曲線的變化規(guī)律反映了該點(diǎn)介質(zhì)隨深度變化的規(guī)律，拐點(diǎn)、突變點(diǎn)等特征點(diǎn)反映了地層的地質(zhì)力學(xué)特性。瑞利波法工作原理主要是以下三條：瑞利波的傳播速度與土層介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)；在分層介質(zhì)中，瑞利波具有頻散特性；瑞利波在傳播過(guò)程中波長(zhǎng)不同，穿透深度也不同。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，瑞雷波法不僅功能上可以間接的反映地基土的特征參數(shù)，而且操作上簡(jiǎn)便易行、快速、經(jīng)濟(jì)，，可大面積采集數(shù)據(jù)，比較全面的反映整個(gè)地基，一定程度上可以克服傳統(tǒng)方法數(shù)的離散性大的缺點(diǎn)。

3.2 地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)是采用無(wú)線電波檢測(cè)地下介質(zhì)分布和對(duì)不可見(jiàn)目標(biāo)體和地下界面進(jìn)行掃描，以確定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)或位置的電磁技術(shù)。依據(jù)碎石樁的反射波組特征，如波形、振幅、頻率、相位等參數(shù)就可以定性判斷碎石樁結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和連續(xù)性。若碎石層密實(shí)，分布均勻，則表現(xiàn)在雷達(dá)剖面上波形平緩、規(guī)則，其振幅、頻率、相位基本一致，無(wú)雜亂反射存在。當(dāng)碎石樁結(jié)構(gòu)不密實(shí)，則連續(xù)性差，與周?chē)橘|(zhì)介電常數(shù)有較大差異，造成反射面多而亂，在雷達(dá)剖面上表現(xiàn)為反射波多，但波組不連續(xù)，反射能量強(qiáng)弱變化大，頻率和相位都不穩(wěn)定，整個(gè)剖面顯得雜亂無(wú)章。目前，地質(zhì)雷達(dá)法尚不能定量評(píng)價(jià)碎石樁的施工質(zhì)量，只能定性評(píng)價(jià)其密實(shí)度和施工效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

振沖碎石樁檢測(cè)的方法較多，各種方法都有其適用性和限制性，實(shí)際工程檢測(cè)中，必須結(jié)合工程重要程度、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、檢測(cè)費(fèi)用及工期等因素，采取多種檢測(cè)手段進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。同時(shí)，應(yīng)努力掌握新技術(shù)，在其它形式的復(fù)合地基檢測(cè)中推廣應(yīng)用。

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