软土地基处理施工质量检测方法研究发(定稿）.doc

搅拌桩、砂桩处理软基检测方法研究 技 术 报 告 前 言 我试验中心于2003年承担了软基处理试验段关于搅拌桩和砂桩质量试验检测方法的研究工作，本次试验研究同时采用了钻芯取样、静力触探、轻型动力触探、无侧限抗压强度试验、低应变、载荷试验、标贯等方法。通过对不同试验方法检测结果的统计分析研究，提出了软土地基处理不同检测方法的相关性，对于今后用于软基处理检测应用，具有积极的指导作用。 本试验段工程地质概况：工程所在地区属亚热带海洋性季风气候。年平均降雨量1440mm左右，年平均气温14.5～16.3℃，全年以东南风为主，最大风力12级。属第四系全新统冲湖积层。地层分布自上而下依次为：⑴ 黏土，灰黄色，软～硬塑，层厚2.3～3.0m；⑵ 淤泥质粉质黏土，深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夹有薄层粉砂，具有高压缩性、低强度、高触变性的特点，层厚2.5～4.2m；⑶-3黏土，灰黄色，硬塑，层厚3.0～5.2m；⑶-4粉土，褐黄色，软塑，层厚4.2～5.7m；⑶-5粉质黏土夹薄层粉砂，软塑，层厚6.2～10.1m。 根据地质钻探资料，各土层物理、力学特性指标如表1-1。 该地区地震动峰值加速度0.05g。 本试验段地基加固措施：本试验段地基处理分别采用了浆喷搅拌桩、粉喷搅拌桩和砂桩等地基加固措施（见表1-2）。 表1-2 软基加固措施一览表 地基加固类型 间 距（m） 深度 （m） 附注 路肩 边坡 浆喷桩 1.0 1.2 17.5～18 16.5～1.5 粉喷桩 1.2 1.4 14.5～16.5 第一章 资料调研 1.1粘性土地基加固机理和作用 1、 搅拌桩作用机理 水泥搅拌桩主要是置换作用。通过专用机械，在地基深层就地将水泥与原位土强制拌和，通过水泥水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生离子交换、团粒化作用、炭酸化反应以及硬凝反应等一系列物理—化学作用，形成具有一定强度和水稳定性的水泥加固土。水泥加固土的强度取决于被加固土的性质（含水量、有机质及烧失量等）和加固所使用的水泥品种、标号、掺入量以及外加剂等。根据其加固机理，对软土地基路基工程来说，具有下述四方面的作用：桩体作用、垫层作用、挤密作用、加筋作用 2、 砂桩作用机理 砂桩主要有两个作用：置换作用和排水作用。国内经验验证，砂桩处理后的软弱黏性土地基在荷载作用下仍会发生较大的沉降，软弱黏性土的渗透性小，灵敏度大，成桩过程中土内产生的超孔隙水压力不能迅速消散，相反，却又破坏了地基土的天然结构，使土的抗剪强度降低，常需进行预压使较大的沉降预先完成。 1.2 检测仪器调研与选型 1、钻芯取样及标贯试验 搅拌桩钻芯取样采用机械为地质钻机，钻头材质为金钢石、硬质合金钢，取芯管一般采用89mm、108mm两种型号。钻芯取样检测通过芯样的颜色、气味、手感硬度直观反映桩体的均匀性，结合室内试验分析芯样的无侧限抗压强度、水泥土成份等指标。标准贯入试验设备主要有标准贯入器、触探杆、穿心锤、锤垫四部分组成。触探杆为直径42mm的金属管, 标贯锤重63.5Kg，锤垫外径100～140mm并附有导向杆，锤垫和导向杆质量和不宜大于30Kg。利用标贯锤贯入30cm记录锤击数，一般每隔1m标贯一次。通过杆长、地下水位修正，计算土的标贯试验击数标准值，确定地基承载力。 2、静力触探静力触探单桥、双桥用静力将探头压入土层中，利用探头内的阻力传感器，通过电子量测仪器将探头进入土中的贯入阻力反映和记录下来，贯入阻力的大小与土层的性质有关，通过贯入阻力的变化情况，达到了解土层的工程性质的目的。动力触探动力触探类型N63.5、超重型N120(即圆锥动力触探)。利用一定的落锤能量，将一定尺寸、—定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度(贯入度)来定土的性质的一种现场测试方法。应用动力触探可以定性地划分不同性质的土层定量地确定土的物理力学性质。目测桩体搅拌均匀性、直径无侧限抗压强度按下列步骤计算按下式计算试样平均断面积Aa=Ao/(1-ε)，ε1=Δh/ho， Aa：校正后试样面积 Ao：试验前的试样面积1：轴向应变。按下式计算无侧限抗压强度qu=N/Aa； 5、桩的动力测试 验证桩身的结构完整性，即有无离析、断裂、蜂窝、桩径变化等缺陷，并推断所在位置和严重程度；预估单桩承载力。按激振方法分：稳态、瞬间、随机激振；按桩身与周围土的相对位移量分大应变法（预估承载力）、低应变法（桩身完整性）。 6、竖向静载试验 载荷试验能直观、综合反映水泥搅拌桩处理软土地基的效果，在搅拌桩检验中得到大量的应用。沉降观测用百分表或位移传感器，人工记录或全自动检测，用千斤顶加压。 表1-1 本试验段主要仪器设备 检测方法 仪器名称 备注 钻芯取样 钻芯取样设备 XY-1型钻机，钻头ф=89mm、ф=108