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摘要:水泥土搅拌桩加固软弱地基是地基处理中常用的方法之一,搅拌桩加固质量的好坏直接影响着被加固地基的稳定性和承载力。采用轻型动力触探检测加固区搅拌桩桩身均匀性质量的好坏,相关行业标准给出了检测方法,但对检测结果如何进行评定,目前尚无相关标准规范对此进行明确规定。本文结合相关规范文献和我单位长期以来的工程实践,对轻型动力触探检测水泥土搅拌桩桩身均匀性的结果如何取值和评定进行探讨。
关键词:动力触探;搅拌桩;检测;评定
1、引言
工程建设中,对于需要在软弱粘性土地基上进行施工建设时,用水泥土搅拌桩对饱和软粘土地基进行增强和加固处理是地基处理中常用的方法之一,增强加固之后形成的复合地基在承载力和变形性能方面较天然状态会大为改善,但施工过程中若没有控制好水泥土搅拌桩机搅拌的速度、水泥浆的水灰比、下钻提钻速度、复搅次数等环节,就会导致水泥土搅拌桩桩身均匀性较差,地基处理效果达不到设计要求。
对水泥土搅拌桩桩身成桩质量的检测常用的方法有钻芯法、坑探法和圆锥动力触探检测法等。钻芯法是直接法,通过直接钻取水泥土桩身芯样来检测桩身成桩质量,它不仅可以检测桩身均匀性,还可以检测桩身水泥土无侧限抗压强度、桩长、桩底持力层等参数,它是水泥土成桩质量检测最主要的方法,但它也具有检测成本高、检测速度慢、检测时间长、对场地条件要求较高、破坏桩身等缺点。坑探法是一种直观的检测方法,通过浅部探挖直接观察水泥土桩头成桩情况来判别施工质量的好坏,但该方法只能浅部开挖,不能反映整桩的质量情况,一般作为一种辅助检测的手段。圆锥动力触探检测法是一种间接测试的方法,相较于前两种检测方法,它具有设备轻便、操作简单、检测速度快、检测成本低廉、对桩身破坏小、对场地条件要求不高等优点,但由于它是间接法,测试结果的精度或确信度不如钻芯法高,在大面积水泥土搅拌桩地基处理中可以做为一种桩身质量均匀性普查的手段使用,并可结合钻芯法一起对桩身均匀性给出合理的评判。
2、检测原理和方法
(1)检测原理
该项检测是利用10kg落锤,自由落体落距为0.5m,将动力圆锥探头贯入处理地基中,通过贯入的难易程度来判别处理地基施工质量或均匀性。
(2)检测方法
1)将轻型动力触探设备安装稳固,触探试验采用自由落锤,触探杆的最大偏斜度不超过2%,锤击贯入连续进行;地面上触探杆的高度不超过1.5m,同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度;锤击速率每分钟为15~30击;每贯入1m,将探杆转动一圈半。
2)轻型动力触探作业时,先用轻便钻具钻至所需测试土层的顶面,然后对该土层连续贯入;当贯入30cm的击数超过100击或贯入15cm超过50击时,可停止试验;当遇有硬夹层或需对下卧层进行测试时,可用钻探等方法穿透该层后继续触探。
3)轻型动力触探试验过程中及时记录每贯入30cm的锤击数。
3、检测数据分析
(1)圆锥动力触探记录在现场时进行初步整理,并对记录的击数和贯入尺寸进行校核和换算。
(2)轻型圆锥动力触探以每层实测击数的算术平均值作为该层的触探击数平均值N10。
(3)根据圆锥动力触探击数,单孔连续圆锥动力触探试验绘制锤击数与贯入深度关系曲线。
(4)计算单孔分层贯入指标平均值时,剔除临界深度以内的数值以及超前和滞后影响范围内的异常值。地基土力学分层根据圆锥动力触探击数与贯入深度曲线图,结合场地地质勘察资料进行。由软层(小击数)进入硬层(大击数)时,分层界限在软层最后一个小值点以下10~20cm处;由硬层进入软层时,分层界线在软层第一个小值点以上10~20cm处。
(5)根据各孔分层的贯入指标平均值,用厚度加权平均法计算场地分层贯入指标平均值。分层后各层圆锥动力触探击数平均值的确定,符合下列要求:
1)在各层土的厚度范围内,划分出地层界面处上、下土层影响击数的范围,中间部分称为该层的有效厚度Hh。
2)在有效厚度范围内,剔除少量击数特殊大值(剔除点的数量不应超过有效厚度内测点当数的10%),余留部分为该层圆锥动力触探的有效击数。
4、检测结果评定
水泥土搅拌桩处理地基的施工效果可根据单位工程各检测孔的圆锥动力触探锤击数、同一土层的圆锥动力触探锤击数统计值来统计计算所抽检测点或桩位的变异系数,根据计算的变异系数按表1进行评价水泥土搅拌桩桩身质量均匀性。
表1水泥土搅拌桩处理地基桩身均匀性变异系数δ分类
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表1的分类结合了相关规范要求和大量钻芯法的数据对比得出,对于湖北武汉地区的软粘土水泥土搅拌桩处理地基有较好的适用性,国内其它地区和地质条件的适用性、取值的大小建议结合地区经验取用。
5、结束语
采用轻型动力触探检测水泥土搅拌桩桩身均匀性的方法便捷、经济又高效,但是在实际的工程实践中,由于各个工程地质千差万别、各个施工队伍的质量控制能力也不一样,采用本方法时可结合钻芯法和地区经验修正后使用。希望本论文对同行同样的问题能有所借鉴和帮助,但由于作者的专业水平有限,论文中难免会有不足或错误,还请同行的各位专家大神指正为感!
参考文献
[1]动力触探测试及应用.卢照辉.《焦作工学院学报》2003年第3期
[2]轻型动力触探检测水泥土搅拌桩身质量的分析探讨.蔡香平.《浙江建筑》2011年第1期
[3]动力触探试验技术的研究与应用.赵昭熔,曹化平.《铁道工程学报》2005年第z1期