基于碎石桩单桩复合地基承载力的试验检测分析

周思民

（广东南方工程环保检测有限公司 广东江门 529100）

不同于普通的地基加固法，碎石桩法在实际使用中更加高效、成本较低、但是对复合地基承载力提出了特殊要求，对此需要开展试验，也就是要对复合地基承载力的加固质量加以评估，从而确保这一加固方法的质量。

1 工程概况

某高速公路路段土体为软土，决定选择振动沉管碎石桩来加固地基，由于公路环境较为特殊，现将碎石桩按照三角形形状来设计，单个桩直径0.48m，桩之间距离达到1.2m，桩体的承载力达到0.5MPa，桩之间的土体承载力：0.07MPa。

此公路路段土体主要为：粉质粘土、淤泥土，主要为黑褐色淤泥土，含水饱和，厚度达到7m，对淤泥土取样检测，得出以下数据表1。

2 碎石桩法分析

碎石桩法简称为：振冲置换法。其原理为：通过振动荷载、冲击荷载等在底层内植入桩管，并将孔设于软体土层地基，并逐批次地将硬质材料添加到孔中，形成单独的桩体，这样桩体就能同最初土体协调，形成一个复合地基。以此来最大程度提升地基承载力，也就控制了地基沉降，有利于地基土体的牢固，控制工程成本，整体上施工操作较简单。

表1 土体取样检测参数值

然而，实际施工中最明显的问题在于碎石桩施工不依照规范操作，带来隐患问题，对此必须做好碎石桩符合地基承载力的反复测试，从而明确牢固效果，检测后确认承载力达到规定标准才能确保质量。

3 碎石桩施工的工艺

碎石桩的施工通常要牢固把握以下关键施工环节，具体为：

（1）碎石桩的布局：结合工程的现实条件、特点，根据设计准则、规范等来科学布局碎石桩，将各个桩体编号，从而为未来施工打好基础，方便工程施工高效开展。

（2）施工筹备：结合工程规范来做好一切筹备，具体是指：碎石料、机械设备、水电设备等。

（3）流程的把握：测量放线→钻孔→桩孔处理→碎石添入→成桩→质检→验收，实际的施工流程也需要根据现场实际情况来定。

（4）把握施工过程：掌握好钻孔电路，通常要在100～140A，水压也应该处于0.4～0.8MPa，通常要以每分钟2m的速度推进，电动电流在90A，加密水压0.1～0.5MPa，留振时长控制在10s。要把握好桩孔和定位中心店之间的偏差，一般不能超过1dm。而且二者之间的偏差也要控制在2dm以下。碎石桩施工中需要将桩体的标号、造孔水压、碎石料用量等关键信息记录下来。

（5）科学处理泥浆。将沉淀池安装于现场，主要用来回收碎石桩施工中所出现的废料、泥浆等，而且要在后期才有科学的流程来处理，要确保四周环境不受施工的影响，保护好施工环境。

4 碎石桩单桩复合地基承载力的试验检测

（1）遵守加载原则

加载要逐等级、逐层地进行，单级加载通常可以取值试验荷载的1/10。要掌握好相邻加载的程度，一般要确保加载物沉降充分稳定后才能再加载下一级荷载。加载最初时段应每个10min，或15min来观测一次沉降量，最终延长观测时间间隔，达到半个小时，反复观测，直到最后沉降量在0.1mm范围内。

卸载操作同样要采取等量逐层的原则，具体的卸载级数则相对较低，一般只为加载级数的1/2，而且要每卸载以后30min要记下回弹量。

（2）结束加载的条件

对于此工程来说，随着加载的持续，地基沉降量不断上升，这就使得承压板四周软土相对稳定，未出现侧向挤压的问题，承压板的沉降量未超标。

（3）加载方法的选择

碎石桩单桩复合地基承载的检测要选择科学、合理的试验方法，其中静荷载试验法是一种工人的科学、有效的加载法。

①承压板与加载设备。试验中重视承压板规格的选配，直径一般为1.26m，并将粗砂层铺在承压板下方，铺设厚度为：1cm。挖掘坑底，达到基底标高，借助千斤顶来加载，同时，可以尝试用钢梁搭建承重平台于桩顶部，而且要用重物施压，利用千斤顶来支撑平台，以此来转移压力到桩身。将型钢作为反力设备的主体梁，或者借助于独自加工的箱梁，平台则应参照需求来对应设计为方状，一般可以借助砂带、土袋等来充当堆载中午，或者借助于水箱的重量来堆载。对此，本工程决定选择“工”型钢来搭设堆积平台，设计其形状为长方形，借助钢钉来堆载。

②沉降观测设备。可以将位移传感器各自设置于承压板的各边，并借助脚手架钢管来充当支架，而且要将钢管分别牢固于各自的基准桩，此桩植入地面12m。

③最大加载量、逐级别加载。要得出最大的加载量，具体则要参照设计复合地基承载力特征值2倍，加载也要逐级别展开。

（4）沉降观测

要严格依照建筑地基的相关技术规程来实验，每一级记载的之前、之后都要记录下压板沉降情况，在此之后则应每间隔30min记录一次。要密切关注沉降量，单位小时内沉降量在0.1mm以下时，意味着沉降量平稳，可以开始下一级荷载。

（5）单桩复合地基承载力取值

具体的承载力取值要结合相对变形值来选择，可以取承压板稳定沉降值与其边长之间的比值来作为荷载值，s/b=0.02。根据相对变形值来明确承载力特征值，此值要小于加载压力极值的一半。

（6）检测结果

所添加荷载为160kPa，沉降量达到13.36mm，最后施加荷载：320kPa，沉降量达到38.97mm，地基整体完好，也没有拐点，其中陡峭段的曲线也相对平缓。这就意味着无论所施加荷载多大，即便其不断上升，承压板的沉降量也相对稳定、均匀。总体来看，此试验点地基承载力体现为：160kPa状态下，地基承载力就已经达到了设计标准，如果要综合评估较大范围内的复合地基承载力，就要本着抽样的原则抽出一些典型的点，来对应检测起复合地基承载力（见表2）。

表2 碎石桩单桩复合地基荷载实验数据

5 总结

碎石桩法应用于公路软土地基处理中，体现出施工效率高、成本低、方便操作等优势，而且也进行了荷载试验，所获得都达到了规定标准和设计要求，收到了预期的地基加固效果。

参考文献

[1]高彦斌，叶观宝，徐超，白航.一种新的碎石桩法处理液化粉土地基的设计方法[J].土木工程学报，2005，38（5）：77～81.

[2]马连成，刘洪华，张志强.振动挤密碎石桩软地基处理[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2005，32（s1）：95～97.

[3]鹿仁德.碎石桩在震动液化地基处理中的应用技术研究[J].石家庄铁道学院学报，2006，19（s1）：1～3.