海湾水上碎石桩检测技术应用研究

海湾水上碎石桩检测技术应用研究
发布时间：2022-08-25T07:04:38.852Z 来源：《建筑创作》2022年第1期1月作者：王家文[导读] 本文以渤海湾生产支持基地水上碎石桩检测工程为工程实例
王家文
山东昱程检测技术有限公司，济南 250100
摘要：本文以渤海湾生产支持基地水上碎石桩检测工程为工程实例，通过进行重型动力触探、标准贯入试验评定碎石桩的密实度和桩间土砂土、粉土的液化态势，分析了试验检测数据及结果，为类似工程的试验检测提供了技术指导和参考经验。

关键词：碎石桩检测；重型动力触探；标准贯入；液化
1 引言
海湾地区地基土一般处于饱和状态，受地震作用时，饱和砂土或饱和粉土易发生液化、震陷等现象[1-4]，引发建筑物地基失稳、建筑基础沉陷，进而造成建筑物倾斜、开裂，甚至倒塌等现象。

因此，需对海湾地区的地基土进行地基处理，经试验检测[5-7]满足设计要求后，方可进行工程建设施工。

本文以中国石油集团渤海湾生产支持基地水上碎石桩检测工程为工程背景，通过重型动力触探[8]、标准贯入试验[9]对碎石桩的密实度和桩间土砂土、粉土的液化态势进行检测评定，以期为海湾地区的地基处理及检测提供参考指导作用。

2 工程概况
2.1 工程概况
中国石油集团渤海湾生产支持基地水上碎石桩检测工程位于河北省唐山市曹妃甸工业区三港池，基地占地面积95.6万m2，道路堆场14万m2，码头长度1209.7m，年物资供应量140万吨，码头拟采用板桩结构，轨道基础拟采用桩基结构。

该场地地貌单元属渤海湾滨海滩涂区，码头沿线北侧30.0m范围内表层土为人工围堰后新近吹填而成，场地较平坦，地面高程3.44~5.52m，最大相对高差2.08m；南侧20.0m范围内为浅滩区，退潮后高程0.9~1.53m，最大相对高差0.63m，勘察范围内潮水水深变化范围约0~1.5m。

根据本工程岩土勘测报告，地层分布自上而下依次为：吹填土、粉土、粉砂、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粘土等。

根据码头区综合地质条件、吹填土性质分析，该区域需进行地基处理，以提高地基承载力，消除液化态势。

该区域共设计碎石桩24292根，桩径Φ400mm。

布置形式呈等边三角形，桩间距0.9m。

2.2 试验检测指标
为评定海湾水上碎石桩的密实度和桩间土砂土、粉土的液化态势，制定试验检测项目如下：（1）重型动力触探试验
水上碎石桩桩体采用重型动力触探N63.5检测，检测数量不少于0.3%，重型动力触探击数不小于20击。

（2）标准贯入试验
碎石桩桩间土采用标准贯入试验N进行检测，按粉土、砂土等土层分层确定合格的标贯击数，检测数量为桩孔总数的0.25%。

3 试验检测分析
3.1 重型动力触探试验结果分析
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）要求，当采用重型动力触探试验确定碎石土的密实度时，应进行锤击数修正。

对现场重型动力触探锤击数进行修正后，其动力触探试验曲线如图1所示，可知，①在0-1.5m范围内重型动力触探修正后击数3-8击，呈松散状态；②1.5m以下重型动力触探修正击数多大于20击，呈中密-密实状态；③水上碎石桩底持力层主要位于在粉砂层或粉土夹粉砂层上。

图1 碎石桩动力触探试验曲线
3.2 标准贯入试验结果分析
根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2016）要求，标准贯入试验可判别地面下15m深度范围内的液化；当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数的临界值时，应判为液化土。

在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：
(1)
式中，Ncr—液化判别锤击数临界值；N0—液化判别锤击数基准值，该区域采用第一组，7度远震，查得N0=8；ds—饱和土标准贯入深度（m）；ρc—粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，取3。

对存在液化土层的地基，按下式计算每个钻孔的液化指数：
(2)
式中，—液化指数，Ni、Ncri —为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取临界值的数值；di—i点所代表的土层厚度（m）；Wi—i土层单位土层厚度的层位影响权函数值（m-1）。

该检测段码头总长1209.7m，总共分50个区，布置61个标贯孔。

对标准贯入试验结果进行统计分析，液化孔数为4个，占比6.6%，非液化孔数为57个，占比93.4%；液化主要分布情况为：K0+100-K0+122.05试验区域测试孔N3孔液化指数为2.36，为轻微液化；K0+190-K0+212.05试验区域测试孔N6孔液化指数为1.30，为轻微液化；K0+234.55-K0+257.05试验区域测试孔N8孔液化指数为15.20，为严重液化；K0+527.5-K0+549.55试验区域测试孔N21孔液化指数为3.32，为轻微液化。

综上所述，该碎石桩对地基土（砂土和粉土）的挤密效果较好，检测范围内地基土的工程地质性质较好，地层的砂土和粉土整体上不会发生液化。

4 结论
(1) 对海湾水上碎石桩桩体进行重型动力触探试验，在0-1.5m范围内重型动力触探修正后击数3-8击，呈松散状态；1.5m以下重型动力触探修正击数多大于20击，呈中密-密实状态，满足设计要求。

(2) 海湾地基经过碎石桩挤密处理后，通过标准贯入试验对砂土和粉土进行液化判别检测，液化孔数仅占总试验孔数的6.6%，且大部分为轻微液化，说明碎石桩对桩间土的挤密效果较好，基本不会发生液化现象，满足设计要求。

参考文献
[1] 李波，海震，王伟.平缓场地饱和砂土地基地震液化判别与处理研究[J].人民长江，2020，51(S2):146-148.
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[9] 高清材，张国超.砂土液化综合判别法的研究与应用[J].土工基础，2021，35(2):222-227.
作者简介：王家文(1990-)，男，汉族，工程师，工学学士，长期从事地基检测方面的研究与管理工作。