靜力觸探和動(dòng)力觸探在砂樁復(fù)合地基工程檢測中的綜合應(yīng)用

陳鵬

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

現(xiàn)階段，開展砂樁復(fù)合地基的檢測工作方式單一，如標(biāo)貫試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)、動(dòng)力觸探、靜力觸探等，但是利用單一的檢測方法開展檢測工作可能會(huì)出現(xiàn)較為片面的復(fù)合地基檢測結(jié)果，無法使復(fù)合地基的實(shí)際情況得到準(zhǔn)確反映[1]。所以，本文嘗試在砂樁復(fù)合地基工程檢測中綜合運(yùn)用靜力觸探和動(dòng)力觸探，希望能夠提升復(fù)合地基工程檢測的準(zhǔn)確性，具體的操作方法為砂樁質(zhì)量檢測使用動(dòng)力觸探，樁間土質(zhì)量檢測使用靜力觸探，利用這兩種檢測方法的優(yōu)勢了解砂樁和樁間土的實(shí)際情況，然后完成砂樁復(fù)合地基質(zhì)量的評定，希望能夠獲得更準(zhǔn)確的砂樁復(fù)合地基質(zhì)量檢測結(jié)果。

一、工程概況

某工程擁有填方路基段類型的軟基段落，經(jīng)測試，地貌為海岸灘涂堆積平原地貌，在本路段中大部分為淤泥，且擁有較高的壓縮性、較低的強(qiáng)度和較大的靈敏性，經(jīng)過綜合評定可知該區(qū)域的地質(zhì)條件不良，無法滿足作為路基的各項(xiàng)條件，為了有效開展后續(xù)的工程建設(shè)，必須對該地段地基進(jìn)行合理處理。在該路段中是以砂質(zhì)黏性土、淤泥及粉質(zhì)黏土作為上伏地層的主要成分，同時(shí)還摻雜著少量的人工填土，以花崗巖為下伏地層的主要成分，詳細(xì)情況如下：殘積黏性土濕度較高，黃黑色，擁有可塑性，主要由粉黏粒組成，雖然擁有中等水平的干強(qiáng)度但韌性較差；淤泥飽和，深灰色，流塑，主要為粉黏粒，腐殖質(zhì)和有機(jī)質(zhì)含量較高，擁有中等的韌性和腥臭味[2]；粉質(zhì)黏土濕度較高，與殘積黏性土嚴(yán)格相同，雖然具有可塑性但是需要軟塑，其中最主要的物質(zhì)是黏粉粒，擁有中等水平干強(qiáng)度和韌性，并且切面的光滑程度較高。

表1為巖土層各項(xiàng)物理學(xué)數(shù)據(jù)，通過分析這些數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域明顯存在地質(zhì)條件不良的情況，會(huì)在一定程度上提升施工難度，其中可塑的粉質(zhì)黏土主要存在巖土層的上層，有含水率非常高的淤泥位于其下方，淤泥狀態(tài)為流塑。

表1 巖土層物理力學(xué)詳細(xì)指標(biāo)

處理軟土地基時(shí)，施工人員有效結(jié)合了砂樁和堆載預(yù)壓的方式，通過合理設(shè)置砂樁，能夠提升工程中松散或軟弱土層擠密的密實(shí)程度，有效提升土層的承載力，幫助土層滿足地基持力層的條件，從而減少地基變形和提高地基強(qiáng)度，并且砂樁的排水和置換效果也非常明顯，能夠幫助地基在更短的時(shí)間內(nèi)完成固結(jié)沉降；其次，通過上部向下部形成的壓力，能夠使樁間土和砂樁變得更加緊固，有效提升樁間土的物理學(xué)特性，并在砂樁與樁間土之間形成更加緊密的聯(lián)系，形成相互擠壓的局面，從而進(jìn)一步提升軟土地基的承載力。經(jīng)過有效對比各種砂樁設(shè)計(jì)方案，在此次工程中最終選擇了6m～13m長度的砂樁，0.5m的樁直徑，1.5m的樁間距，在布置時(shí)呈等邊三角形[3]。為了明確該軟土地基處理中砂樁的效果，動(dòng)力觸探試驗(yàn)的對象為9根砂樁，使用靜力觸探試驗(yàn)檢測部分樁間土，然后綜合考慮兩種試驗(yàn)方法的結(jié)果，完成砂樁復(fù)合地基整體質(zhì)量的綜合評定。

二、試驗(yàn)處理及結(jié)果

（一）靜力觸探試驗(yàn)

靜力觸探試驗(yàn)在含礫較少的碎石土、粉土、黏性土、軟土中能夠得到非常準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，該巖土原位測試方法具有有效、準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)，對砂樁影響較小，但也存在一定的弊端，例如只有以大量對比試驗(yàn)為基礎(chǔ)才能夠明確樁身密實(shí)度與量化值之間的關(guān)系；需要在擁有穩(wěn)定反力基礎(chǔ)的情況下開展檢測，從而避免出現(xiàn)影響檢測垂直度和檢測深度的情況。

砂樁施工前后樁間軟土的側(cè)壁阻力、錐尖阻力使用靜力觸探方法檢測，通過比較前后數(shù)值，完成軟土地基加固效果評價(jià)。根據(jù)以下流程進(jìn)行操作：與相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)范相結(jié)合有效開展靜力觸探試驗(yàn)，在施工前后收集砂樁在不同深度的軟土側(cè)壁阻力、錐尖阻力，并且與相關(guān)規(guī)范相結(jié)合統(tǒng)計(jì)和計(jì)算數(shù)據(jù)數(shù)理，再與側(cè)壁阻力、錐尖阻力曲線圖形相結(jié)合，準(zhǔn)確計(jì)算在軟土地基中實(shí)施砂樁施工的加固作用和排水固結(jié)水平。此次試驗(yàn)的結(jié)果證明，在開展砂樁施工后，能夠較大程度提升樁間土的側(cè)壁阻力、錐尖阻力，由此可以證明砂樁質(zhì)量良好，能夠有效促進(jìn)軟土地基排水固結(jié)，提升軟土地基的承載力和穩(wěn)定性，并且在增加軟土排水固結(jié)時(shí)間的過程中也會(huì)提升固結(jié)度，將會(huì)不斷提升地基的承載力。結(jié)合表2顯示的結(jié)果，在有效開展砂樁施工后能夠增強(qiáng)軟土地基的承載力，增強(qiáng)幅度約為20%～35%，其中表層粉質(zhì)黏土擁有最大的承載力提升幅度，能夠提升約35%的幅度，下層淤泥能夠提升22%左右的承載力，證明砂樁對表層土層擁有更為明顯的處理效果。

表2 施工前后樁間土數(shù)據(jù)

（二）動(dòng)力觸探試驗(yàn)

錘擊是動(dòng)力觸探試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相關(guān)人員通過錘擊數(shù)量能夠評估物質(zhì)的密實(shí)程度等。在此次工程中，將在施工后的砂樁內(nèi)中打入一定規(guī)格的圓錐探頭，然后與實(shí)際錘擊次數(shù)相結(jié)合判斷砂樁的密實(shí)程度，屬于一種較科學(xué)地評價(jià)地基的方法。動(dòng)力觸探試驗(yàn)可以分為三種，分別為超重型、重型及輕型，重錘分別擁有120kg、63.5kg及10kg的重量，本文使用重型圓錐動(dòng)力觸探開展砂樁試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中自由下落穿心錐，設(shè)置0.76m的落距，在9根砂樁中豎直打入探頭，以砂樁中心位置作為觸探位置，錘擊數(shù)每打入0.1m就是N63.5；落錘方式為自動(dòng)落錘，探桿應(yīng)該控制2%以內(nèi)的偏斜，設(shè)置每分鐘15次～30次的錘擊速度，當(dāng)高于50次的錘擊次數(shù)連續(xù)出現(xiàn)3次時(shí)，證明這種檢測方法并不適合在此次工程中使用，相關(guān)人員應(yīng)該合理選擇其他種類的動(dòng)力觸探試驗(yàn)或者其他檢測方法，只有這樣才能夠保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性[4]。當(dāng)由于硬夾層的影響試驗(yàn)無法正常進(jìn)行時(shí)，應(yīng)該越過硬夾層正常開展試驗(yàn)。

收集各種錘擊數(shù)據(jù)后，開始修正桿長，再分析統(tǒng)計(jì)數(shù)理，詳細(xì)結(jié)果如表3所示。通過分析相關(guān)數(shù)據(jù)可知，在開展動(dòng)力觸探試驗(yàn)的過程中樁身承受的錘擊數(shù)較大，所有樁身都能夠達(dá)到中度以上的密實(shí)度水平，證明砂樁樁身的密實(shí)性良好。另外經(jīng)過試驗(yàn)可知，在不斷增加試驗(yàn)深度的過程中，錘擊數(shù)會(huì)出現(xiàn)增減不一的情況。通過分析現(xiàn)場試驗(yàn)和試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)會(huì)受到砂樁不同深度擠密程度的影響，也就是說當(dāng)砂樁擁有不同的擠密程度時(shí)，在開展試驗(yàn)時(shí)會(huì)不斷改變探頭受力情況，從而導(dǎo)致觸探錘擊數(shù)存在差異。

表3 動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果

三、砂樁復(fù)合地基質(zhì)量評價(jià)

若是靜力觸探和動(dòng)力觸探的試驗(yàn)對象為同一砂樁，他們之間可能存在相互影響的關(guān)系，會(huì)影響評定結(jié)果和砂樁質(zhì)量[5]。為了使判斷軟土地基處理效果和砂樁質(zhì)量變得更加準(zhǔn)確，在本文中使用動(dòng)力觸探檢測砂樁，使用靜力觸探檢測樁間土，通過綜合運(yùn)用這兩種試驗(yàn)方法，能夠全面準(zhǔn)確評估砂樁的質(zhì)量和加固軟土地基的效果。借助靜力觸探試驗(yàn)?zāi)軌蛎鞔_砂樁處理影響軟土地基的實(shí)際情況和排水固結(jié)速度等.試驗(yàn)結(jié)果證明，當(dāng)完成處理砂樁后，能夠在很大程度上提升側(cè)壁阻力、錐尖阻力，借助砂樁施工加固軟土地基能夠有效提升各項(xiàng)物理性能指標(biāo)；而開展砂樁檢測的動(dòng)力觸探試驗(yàn)，證明所有砂樁能夠承受的錘擊數(shù)都較高，且所有砂樁都能夠達(dá)到中等以上的密實(shí)度水平，說明砂樁的均勻性和密實(shí)性較好。與上述試驗(yàn)得出的結(jié)果相結(jié)合，證明砂樁復(fù)合地基的質(zhì)量較高，能夠有效提升軟土地基的固結(jié)排水能力和承載性能。

四、結(jié)語

與常用的單一檢測方法相比，在砂樁復(fù)合地基工程檢測中綜合應(yīng)用靜力觸探和動(dòng)力觸探，能夠在以下方面發(fā)揮優(yōu)勢：使用該種綜合試驗(yàn)方法能夠一次完成檢測砂樁的工作，能夠使雙重破壞砂樁的情況得到避免；合理利用靜力觸探和動(dòng)力觸探的試驗(yàn)方法，不僅能夠檢測砂樁本身性能，還能檢測樁間土各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以全面且準(zhǔn)確地評價(jià)砂樁復(fù)合地基的實(shí)際情況。

通過分析本文的研究結(jié)果可知，綜合運(yùn)用靜力觸探和動(dòng)力觸探具有非常高的可行性和準(zhǔn)確性，檢測結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映砂樁復(fù)合地基的實(shí)際情況，從而為后續(xù)開展施工提供有效的數(shù)據(jù)支撐。另外，相關(guān)人員應(yīng)在實(shí)際工程檢測工作中不斷嘗試綜合運(yùn)用各種檢測方法，選出檢測方法間的最佳組合，從而不斷優(yōu)化各種工程檢測工作的質(zhì)量，只有這樣才能促進(jìn)我國建筑事業(yè)不斷進(jìn)步。