实例分析地基原位检测方法

实例分析地基原位检测方法
摘要：本文通过工程实例，介绍了利用静栽试验和挤密阻力测试方法两种原位检测方法，确定振冲碎石桩单桩及其复合地基承栽力。

并对两种测试手段进行了对比分析，数据表明挤密阻力测试结果与静栽试验一致。

而且该方法操作简单、经济舍理。

关键词：振冲碎石桩；地基原位检测；静栽试验；挤密阻力测试
振冲碎石桩是一种处理软弱地基的好方法，目前广泛应用于加固软弱地基。

原位测试技术是岩土工程的一个重要组成部分．天然地基或地基处理后地基强度是否满足上部荷载要求，一般都利用原位测试方法来进行检验。

本文通过工程实例，介绍了利用静载试验和挤密阻力测试方法两种原位检测方法．确定振)中碎石桩单桩及其复合地基承载力，目的在于总结经验，为类似工程的地基处理效果检测提供借鉴。

1承载力及变形模量的确定方法
(1) 复合地基承载力的确定。

通过静载试验测单桩承载力标准值与桩间土承载力标准值后，即可计算复合地基承载力标准值：
式中．一复合地基标准承载力标准值，，一桩体单位面积承载力标准值，一桩间土承载力标准值，一振中碎石桩置换率
(2) 复合地基变形模量的确定。

式中，分别为桩、桩间土的变形模量，Mpa；
为复合地基变形模量。

(3) 静载试验承载力的确定。

当P~S曲线上有明显比例极限时，取该比例极限对应荷载；当极限荷载能确定时，而其值又小于对应比例极限荷载值的1．5倍时，取极限荷载的一半；按相对变形值确定，取沉降量Is等于荷载板直径0．02de 所对应的荷载。

(4) 静载试验变形模量的计算。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

式中一岩土泊松比(振冲桩取0．28，桩间土取0．35)；F_承压板面积，m2；P-荷载，kPa；一与P对应的沉降量，mm；D一承压板直径，m。

(5) 挤密阻力测试法确定承载力及变形模量的确定。

据大量振冲碎石桩现场检测数据，参照文献[3]成果，总结得到单桩(桩问土)承载力与挤密阻力之间的经验公式：
单桩（桩间土)变形模量与挤密阻力之间的经验公式：
式中qs 挤密阻力，kPa。

2 实际工程应用
2．1 工程概况
某拟建厂区装焊车间为长192 m，宽90 m 的单跨钢网架结构，杯形钢筋混凝土独立基础。

基础设计采用振冲碎石桩来加固填土层和其他软弱土层，振冲碎石桩设计桩径1．1 m，正方形布置，桩间距1．4～1．6 m，由于桩端持力层不同，桩长一般在3．0～8．0 m之间。

根据厂区工程地质勘察报告．场地土层自上而下分布情况见表1。

表1 建筑厂区地基地层分布
振冲桩欲加固的土层为：回填土层，①一1粉质粘土层，②粉质粘土层，⑤溶蚀洼地堆积层；而以①一2层，③一1，⑨一2，⑧一3及④一1层作为振冲碎石桩持力层。

主桩进入持力层1．0 m，护桩进入持力层0．2 m。

从表1中各土层的厚度及埋深范围可以看出，各土层的变化范围较大，说明该场地地质条件的复杂性。

2．2 原位测试方法
原位测试方法采用静载荷试验和挤密阻力测试两种方法。

(1)桩基原位静载荷测试技术。

静载荷试验采用慢速维持荷载法：
①载荷试验的承压板采用圆形压板。

其面积由所测桩或桩间土的面积来具体确定。

②承压板高程与基础底面设计高程相同。

压板下铺设中粗砂找平。

在试坑开挖至压板高程后测定试桩或桩问土的顶面直径均值，使压板圆心与试点的中心同心布置并保持水平。

③试坑最小底面积的确定。

一般按压重平台支墩边与压板边距不小于1．5 d(d为桩径)为标准，确定试坑底面积。

④加载装置。

采用油压千斤顶加载，放于承压板中心。

千斤顶的反力装置为压重平台，压重为两倍地基设计承载力标准值的1．4倍。

装置的主梁、副梁等重为10 t作为反力安全储备，总反力重为：Gp =2fk×1.4+10。

⑤荷载与沉降的测量。

荷载大小由安装于千斤顶上的应变式压力传感器直接测定，压板沉降用安装在压板上正交直径方向的4只大量程百分表测量，百分表用磁性表座固定于基准梁上。

对基准梁的要求是其不受温度、振动及其他外界因
素的影响而产生竖向变化。

⑥加载及沉降观测。

采用慢速维持荷载法，即逐级加载．每级荷载达到按变形控制的相对稳定后加下一级。

每加一级荷载P，在加载前后间隔5，10，15 min 各读记一次压板沉降S，以后每30min一次．直至1 h内压板沉降增量小于0.25
mm方可加下一级Pi+1。

⑦终止加荷条件。

沉降急剧增大，桩间土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；累计沉降量已大于压板直径的10％；总加载量已为设计要求值的两倍以上。

(2)挤密阻力测试技术。

挤密阻力测试采用NHRT型“碎石桩质量检测仪”进行。

用电阻应变仪测量桩体或桩间土不同深度处
的挤密阻力。

以判定桩或桩间土的密实状况。

2.3 测试结果及分析
19一A承台中检桩1的静载P～s曲线见图1。

曲线中没有明显的极限荷载点．检桩1在由438kPa继续加至547．5 kPa时，产生快速下沉，压力不能保持，最终压力维持在474．6 kPa。

取该级荷载的上一级荷载的1／2(219 kPa)作为标准承载力。

19轴一1／K承台66号桩的p~s见图2。

从图中可以看出：曲线没有极限荷载点出现，现场情况也说明如此。

该试桩在荷载加至947 kPa时沉降速率仍很小，累计沉降达到98.1 mm，已接近承
图119一A承台检桩1静载p-s曲线
压板直径的10％，考虑到该桩为工程桩，为避免桩体破坏。

便终止试验。

取0．02de对应的荷载(450kPa)作为标准承载力。

图2 19轴-l／tL承台66号桩静载p-s曲线
19轴--1／R承台桩问土静载p-s曲线见图3，取0.02de如对应的荷载(140 kPa)作为标准承载力。

图3 19轴-l／tL承台桩间土静载p-s曲线
挤密阻力测试结果(一1．7 m高和至桩底挤密阻力平均值)及按挤密阻力推算的单桩与桩间土标准承载力及变形模量见表2。

表2 测试结果及其推算结果汇总表
现场对19轴一A承台检桩1进行了桩体开挖检查，发现桩体呈倒锥形，下部桩径仅0．7 m左右，桩体含泥量大，且不密实，由此可见静载试验和挤密阻力测试对碎石桩检测的可靠性。

对于19一A承台。

置换率取0．44。

静载试验法得复合地基承载力为215 kPa。

挤密阻力测试法得复合地基承载力248．1 kPa。

对于19—1／K承台，置换率取0．56，静载试验法得复合地基承载力为313．6 kPa。

挤密阻力测试法得复合地基承载力306．7 kPa。

可见两种原位测试方法所得的结果是一致的。

3 结语
(1)密实度是振>中碎石桩和桩间土综合力学性能的反映，对振冲碎石桩进行挤密阻力测试所得到的挤密阻力是桩体碎石密实度的定量参数指标。

通过挤密阻力测试可以得到振冲碎石桩的承载力和变形模量。

(2)通过工程实例的验证，静载试验和挤密阻力测试是测试碎石桩及复合地基承载力的有效手段，测试结果非常准确可信，与实际情况比
较吻合。

(3)与静载试验相比，挤密阻力测试具有操作简便、经济实用等优点
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。