盐渍化软弱土地基砾石桩处理效果检测与评定方法
2021-04-03
(新疆交通规划勘察设计研究院,新疆 乌鲁木齐 830006)
盐渍化软弱土地基广泛分布于新疆两大盆地边缘的绿洲农耕区。该地区具有地下水位高、矿化度高;地基土呈软塑状态,承载力低;地基土多含硫酸盐等特征。地基土层的物理力学性能指标虽尚未达到软土标准,但仍会对路基工程造成边坡失稳,沉降变形等不良影响。
近几年,新疆境内多条高速公路采用砾石桩法,夯实盐渍化软弱土地基。本文以现行技术规范、标准要求为基础,结合工程实际,归纳总结了新疆境内砾石桩地基处理效果的检测方法、评定标准和补救措施。
一、桩体质量检测与评定方法
规范中对桩体的检测要求为:在成桩30d后,采用重型(N63.5)动力触探检测桩身密实度和桩长,抽检频率应为总桩数的1%~2%。要求贯入量为100mm时,锤击数不应小于5击。
施工前,大面积进行试桩桩体重型(N63.5)动力触探检测工作,在贯入量为100mm时的锤击数统计分析:桩体2.0m深度以下的锤击数大于等于5击的占比50%,基本满足规范要求,而桩体0m~2m深度范围内的锤击数大于等于5击的占比5%~30%,大于3击的占比47.5%~80%。,无法满足规范要求。
(一)原因分析
1.地基土强度较低,自地表0m~2m范围内砾石桩侧向约束力小。
2.在桩体成桩施工过程中,桩体下部一般出料困难,施工人员急于出料,在桩体下部施工时沉管留振时间和反复插拔次数较多,出料偏多;而在桩体上部施工时沉管留振时间和反复插拔次数偏少,桩体上部充盈率不足。
3.桩体成桩过程中,原状土的结构受到不同程度的扰动,桩体周边一定范围内的土体强度降低。
4.规范中,在制定检测标准时未充分考虑原状地基土对成桩效果的影响,而对桩体的检测采用了从上到下唯一的评定标准。
(二)质量检测
1.桩体砾石料中粒径满足50mm~80mm的颗粒含量不低于15%,以此增加桩体粒料自重,加速充填速度。
2.桩体成桩过程中,严格控制距地表0m~2m范围内的沉管留振时间和反复插拔次数。
3.桩体充盈系数一般控制在1.5,距地表0m~2m范围内桩体充盈系数控制在1.6。
4.桩体重型(N63.5)动力触探检测方法和标准细化为:在距离地表一定深度范围内侧向约束力小,因此不进行桩体检测;其下,随着深度的加深和侧向约束力增大,桩体锤击数也随之连续线性增加,直至满足规范要求的锤击数。
(三)评定方法
按照桩质量的相关规范要求进行评定,当桩体不连续或桩体锤击数偏离标准差较大时,作为不合格桩,采取补救措施。
二、复合地基承载力检测与评定方法
规范中对复合地基承载力的检测要求为:在成桩30d后进行载荷试验,检验单桩承载力和复合地基承载力,抽检频率应为总桩数的0.2%~0.5%,且不应少于3处。测定的承载力应达到设计要求。
单桩承载力可采用单桩载荷试验确定,也可利用前文所述桩体重型(N63.5)动力触探检测数据进行换算确定。
复合地基承载力可采用载荷试验确定,也可利用单桩承载力,并按照规范给定公式计算确定。
软弱土地基路段内的路基,主要以边坡稳定性和沉降量为控制指标设计,单桩承载力和复合地基承载力仅作为地基加固效果检验的辅助参考指标,不建议作为主要评定指标。
软弱土地基路段内的小型构造物,其地基采用砾石桩处理时,砾石桩应按照承载能力进行设计。单桩承载力和复合地基承载力应作为主要评定指标。
三、结语
如图1所示,根据施工期沉降观测曲线分析,可得出结论:
图1 施工期沉降观测图
1.主要沉降发生在路基施工期间及预压期间,后期沉降趋于稳定,达到了预期的排水固结效果。
2.路面底基层、基层加载期间地基亦存在少量的沉降突变,其沉降量满足规范要求,但在路面面层加载后,沉降曲线趋于平稳,未发生较大的沉降量,据此推算的工后沉降小于设计容许值,满足设计要求。