西藏地區(qū)振沖碎石樁復合地基試樁施工與檢測

姜 濤

中建一局集團第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概況

背景工程位于西藏拉薩市城關區(qū)民族路2號，占地面積為21 795.82 m2，總建筑面積約為57 869 m2，建筑高度為36.325 m，本工程包括老館加固改造和新館擴建。工程地下局部1層，地上3層，層高為8 m，設計使用年限100 a?；A形式為獨立基礎、獨立基礎＋筏板基礎，主體為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。

2 地質(zhì)概況

經(jīng)勘察查明，在本次鉆探揭露深度范圍內(nèi)，場地巖土主要由第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）組成。各層土的構(gòu)成和特征分述如下。

2.1 第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）

人工填土（Q4ml）：雜色，稍濕，松散，主要由砂土、粉土、圓礫、卵石等回填組成，局部含建筑垃圾及生活垃圾，該層在場地內(nèi)普遍分布，層厚0.50～5.30 m，回填時間大于10 a，局部小于3 a。

2.2 第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）

1）粉砂（Q4al）：黃褐色，濕，松散。主要由長石、石英顆粒組成，含云母碎片，局部含少量泥質(zhì)，局部含5%～10%的礫石。以透鏡體形式分布于卵礫石層頂，層厚0.50～3.80 m。

2）圓礫（Q4al）：黃褐色-灰褐色，稍濕-飽和，松散。卵石成分以灰?guī)r、砂巖、玄武巖和花崗巖為主。圓礫呈次圓形，充填物為砂土、粉土，卵石含量為10%～35%，礫石含量大于40%，局部卵石含量較高，夾薄層卵石及細中砂。多呈似層狀或透鏡體形式分布，揭露層厚0.50～8.40 m。

3）卵石（Q4al）：黃褐色-灰褐色，濕-飽和。卵石成分以灰?guī)r、砂巖、玄武巖和花崗巖為主。卵石呈亞圓形、圓形，一般為中等風化，局部呈強風化或微風化。充填物為砂土及圓礫。卵石在場地內(nèi)分布較穩(wěn)定，卵石頂面埋深為0.50～5.20 m，卵石層厚度大于100 m，根據(jù)GB 50021－2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版），按超重型動力觸探錘擊數(shù)將其分為3個亞層：

①稍密卵石（Q4al）：黃褐色-灰褐色，稍密，飽和，卵石粒徑一般2～5 cm，個別約20 cm，呈亞圓形。含50%～55%的卵石，充填砂土及圓礫。N120修正擊數(shù)一般為3～6擊。

②中密卵石（Q4al）：黃褐色-灰褐色，中密，飽和，卵石粒徑一般3～8 cm，個別大于20 cm，呈亞圓形。含55%～65%的卵石，充填砂土及圓礫。N120修正擊數(shù)一般為6～11擊。

③密實卵石（Q4al）：黃褐色-灰褐色，密實，飽和，卵石粒徑一般3～12 cm，個別大于20 cm，呈亞圓形。含大于65%的卵石，充填砂土及圓礫。N120修正擊數(shù)大于11擊。

3 基底持力層

根據(jù)設計要求，基底坐落于稍密卵石層，振沖碎石樁石子粒徑30～100 mm，樁徑1.0 m，樁距1.2 m，呈等邊三角形布置，落于中密卵石層、密實卵石層中。振沖碎石樁上側(cè)鋪厚300 mm褥墊層，夯填度小于等于0.9，石子粒徑小于30 mm，砂石配比為3∶7。復合地基為400 kPa，樁間土為182 kPa，施工樁長8 m，加載方式為慢速維持荷載法。

4 選樁方法

選定試驗樁前，業(yè)主、監(jiān)理、勘察、設計、總包五方召開選樁、試樁會議，制訂選定試樁原則，按1%且不少于3根進行試樁。

1）試驗樁選擇在地質(zhì)條件差、邊角、成樁短的部位。

2）監(jiān)理、勘察、設計根據(jù)選樁原則各挑選3根，總計9根。

3）業(yè)主從3家單位選定的樁中，各抽取1根，總計3根進行試樁。

4）由專業(yè)檢測單位對3根試樁進行檢測。

5 施工檢測方法

5.1 檢測目的

復合地基靜載及多參數(shù)綜合試驗，通過靜載試驗、樁土應力比測試、動力觸探試驗等，掌握振沖碎石樁復合地基的承載力特征值、變形參數(shù)等是否符合設計要求[1-2]。

5.2 單樁復合地基載荷試驗現(xiàn)場檢測

5.2.1 加載方法

1）承壓板及加載裝置。單樁復合地基靜載荷試驗采用承壓板，在板底鋪設厚100～150 mm中粗砂墊層。承壓板高程處的基坑寬度不小于壓板寬度或直徑的 3 倍?；鶞蕵丁⒍演d支點與承壓板之間的凈距不小于承壓板寬度的 2倍。采用千斤頂作加載裝置，反力系統(tǒng)為壓重平臺反力裝置，采用工字鋼搭設堆載平臺，砂石袋作反力（圖1）。另外，根據(jù)GB/T 50783—2012《復合地基技術規(guī)范》的相關要求，由于墊層不密實，正式開始試驗前應適當進行預壓，預壓荷載5%～10%（本工程預壓荷載取為5 t），以保證恢復原狀和測量儀器的正常工作。

2）沉降觀測裝置。在承壓板四邊分別架設機械式百分表，百分表固定在基準梁上。

圖1 復合地基靜載荷載試驗原理示意

3）最大加載量及加載分級。試驗最大加載量按復合地基承載力特征值的2倍進行，加荷等級不應少于 8 級。

5.2.2 沉降觀測

1）每加一級荷載，在加荷前后應各讀記壓板沉降量一次，以后每0.5 h讀一次，當1 h內(nèi)的沉降量小于0.1 mm時，即可加下一級荷載。

2）當出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時，可終止試驗：沉降急驟增大，土被擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯的裂縫；累計沉降量已大于其寬度或直徑的6%；總加載量已大于復合地基承載力特征值2倍。

5.2.3 復合地基承載力特征值確定

1）當壓力-沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對應比例界限的2倍時，可取比例界限；當其值小于對應比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半。

2）當壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線時，可按相對變形值確定：

①對砂石樁、振沖樁復合地基或強夯置換墩：以黏性土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所對應的壓力（s為載荷試驗承壓板的沉降量；b和d分別為承壓板寬度和直徑）；以粉土或砂土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所對應的壓力。

②對有經(jīng)驗的地區(qū)，可按當?shù)亟?jīng)驗確定相對變形值。對變形控制嚴格的工程也可按設計要求的沉降允許值作為相對變形值。

③復合地基荷載試驗，當采用承壓板邊長或直徑超過2 m的大承壓板進行試驗時，b和d按2 m計。

綜合上述兩種觀點,依據(jù)《刑法修正案(八)》對危險駕駛罪的規(guī)定,筆者認為,醉酒駕駛行為屬于抽象危險犯?！缎谭ㄐ拚?八)》規(guī)定:“道路上醉酒駕駛機動車的處拘役,并處罰金”。首先,當行為人在酒后或者醉酒的情況下,在道路上駕駛機動車行駛的行為本身對公共安全造成很大的隱患,其行為的危險性在于其行為本身,而非造成實質(zhì)的危害后果，此行為本身構(gòu)成犯罪。其次,抽象危險犯同具體危險犯相比,對法益的要求程度較低,即只要法益受到較低的侵害時犯罪就成立。立法者本意只是為了防止醉酒駕駛這種危險情況的存在,更好地保護人民生命和財產(chǎn)安全,因此,醉酒型危險駕駛罪應當定性為抽象危險犯。

3）按相對變形值確定的承載力特征值不應大于最大加載壓力的一半。

4）試驗點的數(shù)量不應少于3點，當滿足其極差不超過平均值的30%時，設計可取其平均值為復合地基承載力特征值。工程驗收時應視建筑物結(jié)構(gòu)、基礎形式綜合評價，對于獨立基礎，樁數(shù)少于5根或條形基礎，樁數(shù)少于3排時應取最低值。

5.3 樁土應力比現(xiàn)場試驗

5.3.1 基本原理

樁土應力比是反映復合地基工作性狀的一個重要參數(shù)，是指復合地基中樁頂?shù)钠骄鶓蜆堕g土上的平均應力比值，對復合地基穩(wěn)定性驗算和地基承載力計算有著重要的意義。

通常情況下，由于豎向增強體的作用，復合地基一個作用單元內(nèi)力的分布是不平衡的，因此要測得承壓板底各部位的受力并掌握其分布規(guī)律。

根據(jù)振沖碎石樁處理地基的原理，當一樁施工完成后，自樁中軸徑由近及遠，檢測體受的擠密作用也由強變?nèi)?，體現(xiàn)在土的壓縮性上為由小變大。在同樣的變形條件下，樁周應力隨著與樁軸的距離的增大而變小。因此，復合地基的樁土應力并不存在著唯一的量值關系，而是換算出的等效值。據(jù)此得出的樁土應力比也是對應與總應力的等效的樁總應力與土總應力的比值。

5.3.2 土壓力盒設置

測試樁土應力時可采用特征點法（土壓力盒自樁邊緣到承壓板邊緣依次埋設），也可采用平均應力法（土壓力盒埋設在樁邊緣到承壓板邊緣的應力平均位置）。在垂直斷面上土壓力盒埋設于墊層頂，墊層為厚15 cm砂石。本次試驗采用等效應力法（圖2）。

圖2 土壓力盒的埋設方法示意

5.3.3 計算樁土應力分擔

1）根據(jù)埋設壓力盒的特點，每個壓力盒的實測值代表一定面積范圍內(nèi)樁或土的平均應力，則可據(jù)此計算樁或土的總應力。

2）樁頂應力既可以實測，也可以利用總應力與土應力計算獲得。

5.4 樁間土承載力檢測

5.4.1 檢測方法

采用超重型動力觸探對樁間土承載力進行檢測，即利用一定的落錘動能，將一定尺寸、一定形狀的探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度（可用貫入度錘擊數(shù)或探頭單位面積動貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測試方法。根據(jù)本工程實際情況，選用N120超重型動力觸探儀進行檢測，根據(jù)錘擊數(shù)和經(jīng)驗公式換算地基承載力[3-4]。

5.4.2 檢測要點

1）貫入時應使穿心錘自由下落，地面上的觸探桿的應變不應過高，以免傾斜或擺動過大。

2）貫入過程應盡量連續(xù)，錘擊速率宜為15～25擊/min。

3）貫入深度一般不宜超過20 m。

5.4.3 數(shù)據(jù)資料整理及計算

超重型動力觸探實測擊數(shù)先按式（1）換算成相當于重型動力觸探的實測擊數(shù)后，再按式（2）進行修正。

式中：N′63.5——重型動力觸探修正后擊數(shù)；

α——桿長擊數(shù)修正系數(shù)。

由此可計算修正后擊數(shù)N′63.5算術平均值。

6 檢測結(jié)果

1）復合地基承載力特征值為415 kPa，壓縮模量為23.3～36.1 MPa，大于22 MPa，故復合地基承載力及壓縮模量均滿足設計要求。

2）重力觸探試驗1最大值36擊，最小值4擊，平均10擊；重力觸探試驗2最大值38擊，最小值4擊，平均12擊；重力觸探試驗3最大值40擊，最小值4擊，平均9擊，樁間土極限承載力大于400 kPa，滿足設計要求。

3）復合地基實測樁土應力比在4.07～6.55之間，滿足設計要求。

7 結(jié)語

通過對復合地基承載力、壓縮模量、復合地基應力比3個性能的檢測，有效驗證了復合地基的施工質(zhì)量，為后續(xù)地基處理施工提供了技術保障，對類似工程施工具有一定的借鑒價值。本工程采用振沖碎石樁復合地基，有效保證了工期、質(zhì)量，收到了良好的施工效果。