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用。介紹了振沖碎石樁復合地基的常規(guī)檢測方法及工程物探方法。為其它形式的復合地基檢測提供借鑒。

關鍵詞:碎石樁復合地基檢測方法工程物探

中圖分類號:TD1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0100-01

振沖碎石樁是指采用振動或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后,再將碎石反復反插擠壓入土中,形成大直徑密實的碎石樁體,由于碎石樁和樁間土形成復合地基,提高了土體的抗剪強度,減少了地基的沉降量,從而增強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、施工簡單、費用低而廣泛應用于軟土區(qū)地基處理工程中。然而由于施工的不規(guī)范往往出現(xiàn)各種質量隱患。據(jù)調查統(tǒng)計全國各地各種土建工程事故中,以地基問題引起的最多。因此,利用各種檢測手段來控制施工質量就顯得尤為重要。

1常規(guī)檢測手段

1.1 動力觸探檢測

動力觸探簡稱動探,也稱為圓錐動力觸探(DPT),是利用一定質量的重錘,將與探桿相連接的標準規(guī)格的探頭打入土中,根據(jù)探頭貫入土中10cm時,所需要的錘擊數(shù),判斷土的力學特性,具有勘察與測試的雙重性能。根據(jù)穿心錘質量和提升高度的不同,動力觸探試驗一般分為輕型、重型、超重型動力觸探。該法本身相當直觀,通過從地表到一定深度范圍的動探曲線,能判斷出振沖碎石樁體的密實程度。然而,由于樁體阻力的滯后效應,對密實部位的判斷有一定的誤差;由于桿長和阻力的作用,離地表越遠,其密實度指標需要修正。另外,對于數(shù)據(jù)的處理方法只是簡單的利用統(tǒng)計方法輔以經驗公式來評價地基效果是比較草率的,主要表現(xiàn)在選取的試驗點數(shù)量過少,所測成果的離散性大。沒有反映場地的不均勻性,所以對整個場地也就不能客觀評價其變形穩(wěn)定性問題。對采集的數(shù)據(jù)采用概率和統(tǒng)計結合的方法評價地基土,,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)計方法來評價更有效。

1.2 復合地基靜載荷試驗

《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)第7.4.4條規(guī)定,地基竣工驗收時,承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗?？⒐を炇找话闶菢I(yè)主或施工單位委托具有檢測資質的第三方進行。復合地基載荷試驗一般分為單樁復合地基和多樁復合地基靜載荷試驗。單樁復合地基載荷試驗承壓板的面積等于一根樁所分擔的處理面積,多樁復合地基載荷板的面積等于多根樁分擔的處理面積。由于工程設計的千差萬別,實際檢測時,載荷試驗承壓板的面積,往往并不等于設計置換率所控制的面積,測得的結果需進行修正。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),復合地基載荷試驗對地基深部的影響有限。在當前的施工中,某些施工單位為了節(jié)約成本及保證檢測合格,振沖填料時填入粒徑很大的塊體,有的直徑甚至達到100cm,遠遠超出規(guī)范規(guī)定的填料粒徑限制;或者在地基淺層進行特別的處理,如二次成孔,擴大表層的樁徑。在驗收檢測這種短暫荷載的作用下,能保證合格,但是對建筑物建成后的長期荷載,則有可能發(fā)生差異沉降,造成危害。因此,檢測手段還需進一步完善。

2工程物探技術手段

隨著科技水平的提高,各學科的相互交叉使得地基檢測領域獲得了更大的發(fā)展。特別是工程物探技術在地基檢測中的應用越來越多。比較常用的包括瑞利波法、探地雷達法等。

2.1 瑞利波法

如前所述,動力觸探和靜載荷試驗是地基檢測的傳統(tǒng)方法,對淺層地基來說,無疑是經濟和直觀的有效方法。這些年來,隨著工程建設的規(guī)模和技術水平的提高,深層地基檢測的項目越來越多,傳統(tǒng)方法顯得力不從心,既費時費力,準確性和可靠性也存在懷疑。瑞利波法較好的解決了這一問題。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,設備簡便,效率更高。

當在介質表面施加一瞬態(tài)激振力時,在彈性界面上不僅產生縱波(也叫體波)和橫波(剪切波),他們相互干涉產生不同頻率的面波(瑞利波),利用測試得到的瑞利波波速與頻率曲線轉換為瑞利波波速與深度曲線,該曲線的變化規(guī)律反映了該點介質隨深度變化的規(guī)律,拐點、突變點等特征點反映了地層的地質力學特性。

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的物理力學性質密切相關;在分層介質中,瑞利波具有頻散特性;瑞利波在傳播過程中波長不同,穿透深度也不同。

與傳統(tǒng)的檢測方法相比,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),而且操作上簡便易行、快速、經濟,,可大面積采集數(shù)據(jù),比較全面的反映整個地基,一定程度上可以克服傳統(tǒng)方法數(shù)的離散性大的缺點。

2.2 地質雷達法

地質雷達是采用無線電波檢測地下介質分布和對不可見目標體和地下界面進行掃描,以確定其內部結構形態(tài)或位置的電磁技術。

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構的密實度和連續(xù)性。若碎石層密實,分布均勻,則表現(xiàn)在雷達剖面上波形平緩、規(guī)則,其振幅、頻率、相位基本一致,無雜亂反射存在。當碎石樁結構不密實,則連續(xù)性差,與周圍介質介電常數(shù)有較大差異,造成反射面多而亂,在雷達剖面上表現(xiàn)為反射波多,但波組不連續(xù),反射能量強弱變化大,頻率和相位都不穩(wěn)定,整個剖面顯得雜亂無章。

目前,地質雷達法尚不能定量評價碎石樁的施工質量,只能定性評價其密實度和施工效果。

3結論和建議

振沖碎石樁檢測的方法較多,各種方法都有其適用性和限制性,實際工程檢測中,必須結合工程重要程度、現(xiàn)場地質條件、檢測費用及工期等因素,采取多種檢測手段進行綜合評價。同時,應努力掌握新技術,在其它形式的復合地基檢測中推廣應用。

參考文獻

[1] 地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996.

[2］ 楊成林.瑞雷波勘探［M］.北京:地質出版社,1993.

[3］ 蔣文國.淺議瞬態(tài)瑞利波技術及其工程應用［J］.公路交通科技,2011,12.