■左廣洲

（福建省交通科研院有限公司，福州 350004）

對于砂樁復(fù)合地基的檢測，一般采用單一的檢測方法，如靜力觸探、動(dòng)力觸探、載荷試驗(yàn)或標(biāo)貫試驗(yàn)等檢測方法，但采用單一的檢測方法存在不能全面檢測復(fù)合地基的缺點(diǎn)[1]。 因此，本文擬采用靜力觸探（CTP）與動(dòng)力觸探（DPT）相結(jié)合的綜合檢測方法，即用靜力觸探試驗(yàn)檢測樁間土的質(zhì)量，用動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測砂樁的質(zhì)量，然后綜合評(píng)定砂樁復(fù)合地基的質(zhì)量，從而為砂樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢測提供有益參考。

1 工程概況

福建沿海某軟基段落為填方路基段，屬于海岸灘涂堆積平原地貌，本路段內(nèi)淤泥強(qiáng)度低、壓縮性高、靈敏度大，工程地質(zhì)條件差，不能直接作為路基持力層，需進(jìn)行專門的地基處理。 本路段上伏地層為第四系沖海積形成的粉質(zhì)粘土、淤泥及殘積砂質(zhì)粘性土，零星分布第四系人工填土，下伏地層為燕山晚期侵入花崗巖（γ53）及其風(fēng)化層，具體分述如下：（1）粉質(zhì)粘土：灰黃色，濕，軟塑-可塑。 主要由粘粉粒組成，切面稍光滑，韌性中等，干強(qiáng)度中等。 （2）淤泥：深灰色，飽和，流塑，以粉粘粒為主，富含有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)，具腥臭味，韌性中等。（3）殘積粘性土：灰黃色，濕，可塑，由粉粘粒組成，干強(qiáng)度中等，韌性低。

具體的巖土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1， 從表中可以看出該場地的工程地質(zhì)條件較差，其中表層的粉質(zhì)粘土處于可塑狀態(tài)， 其下的淤泥含水率較大，處于流塑狀態(tài)。

表1 巖土層物理力學(xué)指標(biāo)

本項(xiàng)目擬采用砂樁+堆載預(yù)壓處理軟土地基，砂樁的作用就是擠密樁周圍的軟弱或松散土層，使其與砂樁共同組成持力層以提高地基強(qiáng)度和減少地基變形，同時(shí)砂樁有置換作用和排水作用，也加快地基固結(jié)沉降速率[2]；其次在上部堆載作用下，樁間土與砂樁進(jìn)一步受到擠壓密實(shí)，樁間土的物理力學(xué)特性得到進(jìn)一步的改良，提高了砂樁與樁間土之間的相互作用，軟土地基載承力提高。 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的砂樁長度6.0～13.0 m， 樁直徑0.5 m， 樁間距1.5 m，等邊三角形布置。 為了了解砂樁處理該軟土地基的效果，本次測試共對9 根砂樁進(jìn)行了動(dòng)力觸探試驗(yàn)，并對部分樁間土進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)，通過2 種試驗(yàn)方法的綜合分析判斷， 綜合評(píng)定砂樁復(fù)合地基的整體質(zhì)量。

2 試驗(yàn)檢測及相關(guān)數(shù)據(jù)處理與分析

2.1 靜力觸探試驗(yàn)（CTP）

靜力觸探試驗(yàn)（CTP）適用于軟土、一般粘性土、粉土、 砂土和含礫較少的碎石土， 是一種快速、準(zhǔn)確、有效的巖土原位測試方法，具有對砂樁影響小，檢測周期短及功效高的優(yōu)點(diǎn)[3]，但同時(shí)也存在以下幾個(gè)問題：（1）檢測樁身的連續(xù)性和密實(shí)程度，需進(jìn)行大量對比試驗(yàn)，以確定量化值與密實(shí)度的關(guān)系[4]；（2）在檢測中需配穩(wěn)定反力基礎(chǔ)，以免檢測深度和垂直度受影響。

本文擬采用靜力觸探方法檢測砂樁施工前后樁間軟土的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）數(shù)值，通過前后數(shù)值比較，評(píng)價(jià)軟土地基的加固效果。 具體過程為：通過開展靜力觸探試驗(yàn)，分別采集砂樁施工前后樁間軟土不同深度的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）數(shù)值，并按規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算及繪圖，利用繪制的qc、fs曲線圖形，據(jù)此判斷砂樁施工對軟土地基的處理效果及其排水固結(jié)情況。 本次試驗(yàn)選取6-1 樁與6-2 樁之間的樁間土，具體的樁間土靜力觸探曲線見圖1～2。 從圖1、2 可以得出經(jīng)過砂樁處理后樁間土的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）有較大的提高，通過該試驗(yàn)可以判斷砂樁的質(zhì)量良好，能有效促進(jìn)軟土地基的排水固結(jié)，提高軟土地基的穩(wěn)定性和承載力，且隨著軟土排水固結(jié)時(shí)間的增加和固結(jié)度的增長， 地基的承載力將繼續(xù)增大。從表2 可以看出，經(jīng)過砂樁處理后的軟土地基承載力總體上提高了20%～35%， 其中表層的粉質(zhì)粘土承載力提高約35%， 下層的淤泥承載力提高了約22%，說明砂樁對表層土層的處理效果更佳。

表2 砂樁處理前后樁間土靜力觸探試驗(yàn)結(jié)果

圖1 加固前樁間土靜力觸探曲線

圖2 加固后樁間土靜力觸探曲線

2.2 動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT）

動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT）是利用一定的錘擊能量，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)貫入錘擊數(shù)所達(dá)到的深度判別土層的類別， 確定土的工程性質(zhì)，對地基土做出評(píng)價(jià)的一種方法[5]。

動(dòng)力觸探分為輕型、重型和超重型3 種試驗(yàn)，3 種重錘的重量分別為10 kg、63.5 kg 和120 kg，本次砂樁試驗(yàn)采用重型（63.5 kg）圓錐動(dòng)力觸探。 試驗(yàn)過程中穿心錘呈自由下落，落距為0.76 m，將探頭豎直打入9 根砂樁中， 觸探位置位于砂樁中心附近，每打入0.1 m 的錘擊數(shù)即為N63.5；采用自動(dòng)落錘方式，探桿偏斜不超過2%，錘擊速率宜為15～30擊/min， 當(dāng)連續(xù)3 次錘擊數(shù)大于50 擊時(shí)，可停止試驗(yàn)或改用鉆探、超重型動(dòng)力觸探；當(dāng)試驗(yàn)工程中遇到硬夾層時(shí)，應(yīng)穿過硬夾層繼續(xù)試驗(yàn)。

對采集的實(shí)測錘擊數(shù)據(jù)進(jìn)行桿長修正后進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析， 具體試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。 從表1動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果可以看出，樁身動(dòng)力觸探錘擊數(shù)較大，樁身密實(shí)度為中密-密實(shí)，說明砂樁的樁身密實(shí)性比較好。 從圖3、4 可以看出6-1 樁和7-1 樁2根砂樁動(dòng)力觸探錘擊數(shù)在7～11 之間，曲線比較順滑，沒有突出異常點(diǎn)，說明砂樁均勻性也比較好。 從圖3、4 也可以看出隨試驗(yàn)深度的增加錘擊數(shù)不斷產(chǎn)生波動(dòng)有增有減。 經(jīng)過對現(xiàn)場試驗(yàn)及試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的分析，砂樁不同深度擠密程度的差異是引起觸探錘擊數(shù)波動(dòng)的主要因素， 即砂樁的擠密程度不同，在試驗(yàn)的過程中，探頭受力不斷的發(fā)生變化，從而出現(xiàn)了觸探錘擊數(shù)的波動(dòng)。

表1 砂樁重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果

圖3 6-1 砂樁動(dòng)力觸探曲線

圖4 7-1 砂樁動(dòng)力觸探曲線

3 砂樁復(fù)合地基質(zhì)量評(píng)價(jià)

若在同一根砂樁上同時(shí)進(jìn)行靜力觸探和動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測，2 種檢測方法可能相互影響，影響評(píng)定，并對砂樁的質(zhì)量有較大影響，為了較準(zhǔn)確判斷砂樁質(zhì)量及其處理軟土地基的效果，本文采用了對樁間土進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)及對砂樁進(jìn)行動(dòng)力觸探試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)方法，判斷砂樁質(zhì)量及其處理軟土地基的效果。 通過靜力觸探試驗(yàn)檢測砂樁處理前后的軟土地基處理效果及其排水固結(jié)情況，檢測結(jié)果表明經(jīng)過砂樁處理后的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）有較大的提高，由此判斷砂樁處理的軟土地基效果良好；采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)對砂樁進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明樁身動(dòng)力觸探錘擊數(shù)較大， 樁身密實(shí)度為中密-密實(shí)，從而判斷砂樁密實(shí)性和均勻性均較好。通過對以上2 種試驗(yàn)方法綜合分析，表明砂樁復(fù)合地基質(zhì)量良好，軟土地基的承載性能和固結(jié)排水能力顯著提高。

4 結(jié)語

相比當(dāng)下現(xiàn)行單一的檢測方法，本文采用靜力觸探和動(dòng)力觸探綜合分析方法檢測砂樁復(fù)合地基，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）該綜合試驗(yàn)方法只對砂樁檢測一次，避免了對砂樁的雙重破壞；（2）該試驗(yàn)方法相互配合，不但檢測了砂樁本身，同時(shí)也檢測了樁間土，更加全面的評(píng)價(jià)了砂樁復(fù)合地基。 試驗(yàn)檢測結(jié)果表明該方法全面有效，為砂樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢測提供了有益參考。