振沖碎石樁檢測(cè)方法的探討

鮑春艷 胡立雄

摘 要:振沖碎石樁在水利、交通、鐵路、工業(yè)及民用建筑等方面有著廣泛的應(yīng)用。介紹了振沖碎石樁復(fù)合地基的常規(guī)檢測(cè)方法及工程物探方法。為其它形式的復(fù)合地基檢測(cè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞:碎石樁復(fù)合地基檢測(cè)方法工程物探

中圖分類號(hào):TD1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(b)-0100-01

振沖碎石樁是指采用振動(dòng)或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后,再將碎石反復(fù)反插擠壓入土中,形成大直徑密實(shí)的碎石樁體,由于碎石樁和樁間土形成復(fù)合地基,提高了土體的抗剪強(qiáng)度,減少了地基的沉降量,從而增強(qiáng)了地基的承載力和地基的整體穩(wěn)定以及抗液化性。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。

1常規(guī)檢測(cè)手段

1.1 動(dòng)力觸探檢測(cè)

動(dòng)力觸探簡(jiǎn)稱動(dòng)探,也稱為圓錐動(dòng)力觸探(DPT),是利用一定質(zhì)量的重錘,將與探桿相連接的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的探頭打入土中,根據(jù)探頭貫入土中10cm時(shí),所需要的錘擊數(shù),判斷土的力學(xué)特性,具有勘察與測(cè)試的雙重性能。根據(jù)穿心錘質(zhì)量和提升高度的不同,動(dòng)力觸探試驗(yàn)一般分為輕型、重型、超重型動(dòng)力觸探。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。

1.2 復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

《建筑地基處理技術(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)。竣工驗(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。

2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。

2.1 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)。

2.2 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,與周圍介質(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。

3結(jié)論和建議

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。

參考文獻(xiàn)

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