静力触探和动力触探在砂桩复合地基工程检测中的综合应用

陈鹏

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

现阶段，开展砂桩复合地基的检测工作方式单一，如标贯试验、载荷试验、动力触探、静力触探等，但是利用单一的检测方法开展检测工作可能会出现较为片面的复合地基检测结果，无法使复合地基的实际情况得到准确反映[1]。所以，本文尝试在砂桩复合地基工程检测中综合运用静力触探和动力触探，希望能够提升复合地基工程检测的准确性，具体的操作方法为砂桩质量检测使用动力触探，桩间土质量检测使用静力触探，利用这两种检测方法的优势了解砂桩和桩间土的实际情况，然后完成砂桩复合地基质量的评定，希望能够获得更准确的砂桩复合地基质量检测结果。

一、工程概况

某工程拥有填方路基段类型的软基段落，经测试，地貌为海岸滩涂堆积平原地貌，在本路段中大部分为淤泥，且拥有较高的压缩性、较低的强度和较大的灵敏性，经过综合评定可知该区域的地质条件不良，无法满足作为路基的各项条件，为了有效开展后续的工程建设，必须对该地段地基进行合理处理。在该路段中是以砂质黏性土、淤泥及粉质黏土作为上伏地层的主要成分，同时还掺杂着少量的人工填土，以花岗岩为下伏地层的主要成分，详细情况如下：残积黏性土湿度较高，黄黑色，拥有可塑性，主要由粉黏粒组成，虽然拥有中等水平的干强度但韧性较差；淤泥饱和，深灰色，流塑，主要为粉黏粒，腐殖质和有机质含量较高，拥有中等的韧性和腥臭味[2]；粉质黏土湿度较高，与残积黏性土严格相同，虽然具有可塑性但是需要软塑，其中最主要的物质是黏粉粒，拥有中等水平干强度和韧性，并且切面的光滑程度较高。

表1为岩土层各项物理学数据，通过分析这些数据可知，该区域明显存在地质条件不良的情况，会在一定程度上提升施工难度，其中可塑的粉质黏土主要存在岩土层的上层，有含水率非常高的淤泥位于其下方，淤泥状态为流塑。

表1 岩土层物理力学详细指标

处理软土地基时，施工人员有效结合了砂桩和堆载预压的方式，通过合理设置砂桩，能够提升工程中松散或软弱土层挤密的密实程度，有效提升土层的承载力，帮助土层满足地基持力层的条件，从而减少地基变形和提高地基强度，并且砂桩的排水和置换效果也非常明显，能够帮助地基在更短的时间内完成固结沉降；其次，通过上部向下部形成的压力，能够使桩间土和砂桩变得更加紧固，有效提升桩间土的物理学特性，并在砂桩与桩间土之间形成更加紧密的联系，形成相互挤压的局面，从而进一步提升软土地基的承载力。经过有效对比各种砂桩设计方案，在此次工程中最终选择了6m～13m长度的砂桩，0.5m的桩直径，1.5m的桩间距，在布置时呈等边三角形[3]。为了明确该软土地基处理中砂桩的效果，动力触探试验的对象为9根砂桩，使用静力触探试验检测部分桩间土，然后综合考虑两种试验方法的结果，完成砂桩复合地基整体质量的综合评定。

二、试验处理及结果

（一）静力触探试验

静力触探试验在含砾较少的碎石土、粉土、黏性土、软土中能够得到非常准确的试验结果，该岩土原位测试方法具有有效、准确、快速的特点，对砂桩影响较小，但也存在一定的弊端，例如只有以大量对比试验为基础才能够明确桩身密实度与量化值之间的关系；需要在拥有稳定反力基础的情况下开展检测，从而避免出现影响检测垂直度和检测深度的情况。

砂桩施工前后桩间软土的侧壁阻力、锥尖阻力使用静力触探方法检测，通过比较前后数值，完成软土地基加固效果评价。根据以下流程进行操作：与相关的试验规范相结合有效开展静力触探试验，在施工前后收集砂桩在不同深度的软土侧壁阻力、锥尖阻力，并且与相关规范相结合统计和计算数据数理，再与侧壁阻力、锥尖阻力曲线图形相结合，准确计算在软土地基中实施砂桩施工的加固作用和排水固结水平。此次试验的结果证明，在开展砂桩施工后，能够较大程度提升桩间土的侧壁阻力、锥尖阻力，由此可以证明砂桩质量良好，能够有效促进软土地基排水固结，提升软土地基的承载力和稳定性，并且在增加软土排水固结时间的过程中也会提升固结度，将会不断提升地基的承载力。结合表2显示的结果，在有效开展砂桩施工后能够增强软土地基的承载力，增强幅度约为20%～35%，其中表层粉质黏土拥有最大的承载力提升幅度，能够提升约35%的幅度，下层淤泥能够提升22%左右的承载力，证明砂桩对表层土层拥有更为明显的处理效果。

表2 施工前后桩间土数据

（二）动力触探试验

锤击是动力触探试验的关键环节，相关人员通过锤击数量能够评估物质的密实程度等。在此次工程中，将在施工后的砂桩内中打入一定规格的圆锥探头，然后与实际锤击次数相结合判断砂桩的密实程度，属于一种较科学地评价地基的方法。动力触探试验可以分为三种，分别为超重型、重型及轻型，重锤分别拥有120kg、63.5kg及10kg的重量，本文使用重型圆锥动力触探开展砂桩试验。在试验过程中自由下落穿心锥，设置0.76m的落距，在9根砂桩中竖直打入探头，以砂桩中心位置作为触探位置，锤击数每打入0.1m就是N63.5；落锤方式为自动落锤，探杆应该控制2%以内的偏斜，设置每分钟15次～30次的锤击速度，当高于50次的锤击次数连续出现3次时，证明这种检测方法并不适合在此次工程中使用，相关人员应该合理选择其他种类的动力触探试验或者其他检测方法，只有这样才能够保证试验结果的准确性和全面性[4]。当由于硬夹层的影响试验无法正常进行时，应该越过硬夹层正常开展试验。

收集各种锤击数据后，开始修正杆长，再分析统计数理，详细结果如表3所示。通过分析相关数据可知，在开展动力触探试验的过程中桩身承受的锤击数较大，所有桩身都能够达到中度以上的密实度水平，证明砂桩桩身的密实性良好。另外经过试验可知，在不断增加试验深度的过程中，锤击数会出现增减不一的情况。通过分析现场试验和试验检测数据可知，动力触探的锤击数会受到砂桩不同深度挤密程度的影响，也就是说当砂桩拥有不同的挤密程度时，在开展试验时会不断改变探头受力情况，从而导致触探锤击数存在差异。

表3 动力触探试验结果

三、砂桩复合地基质量评价

若是静力触探和动力触探的试验对象为同一砂桩，他们之间可能存在相互影响的关系，会影响评定结果和砂桩质量[5]。为了使判断软土地基处理效果和砂桩质量变得更加准确，在本文中使用动力触探检测砂桩，使用静力触探检测桩间土，通过综合运用这两种试验方法，能够全面准确评估砂桩的质量和加固软土地基的效果。借助静力触探试验能够明确砂桩处理影响软土地基的实际情况和排水固结速度等.试验结果证明，当完成处理砂桩后，能够在很大程度上提升侧壁阻力、锥尖阻力，借助砂桩施工加固软土地基能够有效提升各项物理性能指标；而开展砂桩检测的动力触探试验，证明所有砂桩能够承受的锤击数都较高，且所有砂桩都能够达到中等以上的密实度水平，说明砂桩的均匀性和密实性较好。与上述试验得出的结果相结合，证明砂桩复合地基的质量较高，能够有效提升软土地基的固结排水能力和承载性能。

四、结语

与常用的单一检测方法相比，在砂桩复合地基工程检测中综合应用静力触探和动力触探，能够在以下方面发挥优势：使用该种综合试验方法能够一次完成检测砂桩的工作，能够使双重破坏砂桩的情况得到避免；合理利用静力触探和动力触探的试验方法，不仅能够检测砂桩本身性能，还能检测桩间土各项数据，可以全面且准确地评价砂桩复合地基的实际情况。

通过分析本文的研究结果可知，综合运用静力触探和动力触探具有非常高的可行性和准确性，检测结果能够准确反映砂桩复合地基的实际情况，从而为后续开展施工提供有效的数据支撑。另外，相关人员应在实际工程检测工作中不断尝试综合运用各种检测方法，选出检测方法间的最佳组合，从而不断优化各种工程检测工作的质量，只有这样才能促进我国建筑事业不断进步。