砂石桩处理地基效果检测和评价方法的探讨

[摘要]本文结合具体的检测评价实践,在对砂石桩的检测和评价方法进行细致分析的同时,阐述了砂石桩在加固软弱地基过程中的作用原理、检验方法及评价方法等,提出了在地基处理效果的检测、评价过程中,还要考虑到其经济效益是否具有合理性,做到有效地增大检测样本、减少检测成本的目的,把建设方和施工方的风险降低到。

[关键词]砂石桩;复合地基;检测;承载力;地基液化

[中图分类号]　[文献标识码]A　[文章编号]1009-9646(2010)09-0056-02

20世纪50年代开始我国已经将砂石桩技术应用到加固地基的施工中,在实践过程中应用广泛,技术也日趋成熟,但是效果仍然到不到预期的要求,这是因为在施工中不断的遇到新的问题。经过多年的施工和实践积累,今天的砂石桩施工技术已经成为一种相对成熟的地基处理方法。应用的范围是松散砂土、粉土、填土等地基的处理。砂石桩作用的机理是:利用桩体的密度不断增加增加对周围土层的挤压,在辅以机械振动,实际上增加了周围土层的密实度,从而提高了地基的承载力。最终达到降低压缩性,降低、消除液化性的目的。目前,在砂石桩的施工中对于其作用效果的检测技术也随着砂石桩的普及而逐步发展完善。因为,对砂石桩处理地基的效果的检测是保证施工质量的重要手段,如果检测的方案、测试方法、评价标准等出现偏差,将会给后续施工带来潜在的风险,本文将在后面对砂石桩的施工、效果检测、评价等问题进行探讨。

一、检测方法的探讨

1　载荷实验的探讨

砂石桩检测中,载荷试验是一种主要的形式。其主要反应的是地基的承载力。这种方法是比较直观的方法,具体的检测方式通常有三种:一是单桩地基单元测试;二是多桩地基单元测试;三是单桩和桩间土组合单元测试。

(1)单桩地基单元测试

对单桩的单元化测试,具体的操作方法是以一个砂石桩为测试对象,测试处理的单位面积的承载能力。以此反应施工情况。例如,按三角形布桩,一个桩径为500mm的砂石桩,设计桩距是1.2m,置换率m=0.157,一个桩体所代表的地基平面单元面积为1.25m2。砂石桩的作用方式是一种作用力以柱心向四周发散性递减的形式。所以周围的土体密度也是由里向外、由强到弱的规律,因此在单元测试中选用圆形的承载压板,承压板的直径以单桩所代表的单位面积换算出来的。通过换算,上例的等效圆直径de=1.26m。

单桩测试的优点是:测试对砂石桩所增加的载荷总量小,测试的费用较低。同时也有一定的缺陷:所加载的载荷作用深度有限,一般达到的深度是承压板的边长或者直径的2-3倍。所以在实际当中这种方法适用的地基深度一般不超过5米的情况,或者上软下硬的地基类型。

(2)多桩地基单元测试

多桩基础单元测试,就是对多个桩基进行承载测试,具体的就是把多个桩柱连在一起作为一个检测单元。采用的承压板一般是圆形、矩形。承压板的具体尺寸应当根据多桩单元面积进行换算。选择多少桩数为一个单元,主要从一下两个方面来看:第一,处理地基的深度。第二,进行砂石桩施工后地基的变形情况。一般,地基的下部没有软土层的时候,尽量减少测量单位内砂石桩的数量。具体的方法就是在一定程度上减少了砂石桩所承载的单元测试的面积,进一步减轻了荷载体的承压重量,最终达到了降低检测实际成本的目的,

(3)单桩和桩间土组合单元测试

这是一种组合测试的方法,也就是将砂石桩的分布形式、桩径、桩间距和置换率综合在一起,以一个桩体为代表,按照它的基本平面面积为计算单元,通过换算得出复合地基承载特征值,这种形式计算过程比较复杂。实践中,组合测试的承压板面积较小较小,得出的地基处理深度也不大,一般情况下都用最小值来判定地基承载应力值。

2　对分层测试的探讨

(1)标准贯入试验方法测试

标准贯人实验法:分层测试砂石桩对砂土和粉土的挤密效果较好,相对的测试砂石桩对粘性土的挤密效果较差。对埋深不同的同一种土层的挤密效果也不尽相同。应用标准贯人实验方法测试砂石桩对地基的处理效果,首先一定要按照地基土层的分布情况来测试数据,按照不同深度、土层来进行检测。

(2)重型动力触探的分层测试

这种方法测试砂石桩体的密实度和承载力,也要按照地基土层的分布情况进行具体的测试和有效数据的统计。从而给出不同土层、不同埋深的检测结果,然后将结合和标准贯入实验的分层数据进行统计比照,按照土层得出复合地基承载力的最终检测结果。

二、评价方法的探讨

由于地基处理的目的不同,检测评价的侧重点也应有所不同。

1　对提高承载力的评价

对砂石桩承载力较高的工程中,评价要在全面了解砂石桩处理地基的范围和深度,土层的性质和桩的分布情况。在此基础上分析和研究得出地基处理所要达到的承载力指标和变形指标。同时,还要依据载荷试验的可靠性,再结合标准贯入、动态探试,对整个处理地基面积给予全面正确的承载评价。

2　对消除液化的评价

砂石桩应用的一个主要目的是消除液化,所以对地基的液化评价也是重要的一个指标。首先。需要了解施工场地的液化土分布和等级,按照要求进行设计。因为完全消除液化和部分消除液化对于砂石桩的施工要求是不同的。其次,要了解需要处理地基的深度和抗震需求等。最后,还要在测试阶段利用合理的地基测试方法测定地基液化的最终结果。

三、测试评价的实践经验

1　合理地制定检测方案

首先要评价一项工程的质量如何就要选用合理的测定方法,来测量质量是否达标。在砂石桩施工中评定承载力的高低是重要的质量标准,在以承载力为主要指标的工程中,一般依靠载荷测试来作为基础测定,并辅以动探法为测定方案。而在检测消除液化为主的工程中应当以标准贯入法测定消除效果,并辅以桩体重型动力触探和载荷试验,通过综合试验数据来给出最终的结论。不过不论采用什么方案,都要注意合理和经济两个要求。

2　恰当地选择原位测试方法

在地基施工变形要求不高的工程中,尽量采用单桩复合地基载荷测试。在采用载荷和动探对比法或者经验法测试中应当尽可能的多采用原位测试来增加检测样本,减少成本。

3　通过分析给出综合指

在对砂石桩处理地基测定的时候要给出复合的承载力和变形量、桩体承载力值、桩体密实度、桩间土承载力等基本数据,还要对这些指标进行分析,得出所要达到的承载力指标和变形指标以供后续施工参考。

四、结语

在地基处理的施工过程中务必要控制拔管的高度及其继振的时间,并严格按设计要求进行施工,确保砂石桩质量;同时,砂石桩在施工过程中应对周边环境和建筑物进行监测,若发现不良影响,应立即采取相应的补救措施;可根据施工场地的工程地质条件适当增大砂石桩的使用比例,这样既保证了工程质量,进一步缩短了工期,又能取得较好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]高小旺,建筑结构工程检测鉴定手册[M],北京:中国建筑工业出版社,2008

[2]阎明礼,地基处理技术[M],北京:中国环境科学出版社,1996

[3]中国建筑科学研究院,建筑地基处理技术规范[M],北京:中国建筑工业出版社。2002

[4]中国建筑科学研究院,建筑地基基础设计规范[M],北京:中国建筑工业出版社,2002