关于粉土、粉质粘土地层振冲碎石桩复合地基质量检测间隔时间的试

关于粉土、粉质粘土地层振冲碎石桩复合地基质量检测间隔时间的试验研究
高军会，王伟
摘要：结合工程实践，通过室内试验、原位测试的方法，本文对粉土、粉质粘土地层振冲碎石桩复合地基的检测间隔时间进行了研究。研究发现，粉土、粉质粘土地基振冲碎石桩复合地基质量检测间隔时间不宜少于60d。
关键词：粉土；粉质粘土；振冲碎石桩；质量检测；间隔时间
1．前言
《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）7.4.2条规定振冲施工结束后，除砂土地基外，应间隔一定时间后方可进行质量检验。对粉质粘土地基间隔时间可取21～28d，对于粉土地基可
取14～21d。但是在按照规范规定的时间对振冲碎石桩复合地基进行检测时，发现粉土、粉质粘土地层振冲碎石桩复合地基承载力均不能满足设计要求。签于此，本文结合工程实践，通过室内试验、原位测试等手段，对粉土、粉质粘土地层中振冲碎石桩复合地基质量检测的时间间隔进行试验研究。
2.工程概况
振冲碎石桩设计有效桩长为14米（用于第二组试验区）和17米，碎石桩桩端位置拟放在第③粉质粘土、④粉砂（17米桩长时在本层）层中，从而对第②层及③层进行加固处理。振冲碎石桩直径为1.1～1.2米，桩间距：s=2.0米（第一组），2.2米（第二组），2.4米（第三组）。桩体材料采用含泥量不大于5%的碎石、卵石、砾石或其他无腐蚀性和性能稳定的硬质材料，禁止使用强风化易软化的石料，粒径控制在20～150mm之间，个别最大粒径不超过200mm，小于5mm粒径的含量不超过10%。施工采用ZCQ-130振冲器及与其相匹配的辅助设备，成振冲碎石桩试桩三组，共计84根桩。具体工作量如表1：
试桩检测的具体要求成桩后所有检测项目应在施工后20天（第一组）、30天（第二组）天和45天（第三组）后进行。
振冲碎石桩完成的工作量表1
部位桩径
（mm）桩间距
（m）根数
（根）设计桩长
（m）
第一组 1200 2.0 28 17
第二组 1200 2.2 28 14
第三组 1200 2.4 28 17
总计 84
厂区地层主要以第四系冲洪积层组成，岩性在水平方向和垂直方向上分布均有较大差异，主要地层自上而下依次为：素填土、粉土、粉质粘土、粉砂、圆砾，依据岩土体的岩性结构和土的工程地质特性将本次勘测揭露的地层分述如下：
①层素填土：在整个勘测范围内都有分布，素填土层厚在2.0 m～10.5m，土层以人工挖方回填的粉土为主，松散至稍密，大孔隙，混少量塑料袋、砖块、碎石。
②层粉土：黄褐色，稍湿，稍密状态，层厚1.0 m～9.1m ，厚度变化较大，局部地段夹厚度20cm左右的薄层粉砂或粉质粘土。层顶埋深2.0m～15.0m，层顶高程在1283.5 m ～1295.67 m，此粉土层在整个勘测范围内都有分布。
③层粉质粘土：褐黄色，稍湿~湿，可塑状态，地层层厚1.3 m ～32.1m，层顶埋深及厚度变化较大，层顶埋深8.7m～28.1m，层顶高程1267.19 ～1292.0 m。土层中多见厚度20cm左右的薄层粉土或粉砂。此粉质粘土层在整个勘测范围内都有分布。
③1层粉砂：灰色，稍湿～饱和，稍密状态，地层厚度1.5～2.1m，层顶高程1279.19 m ～1286.36 m。此层土仅在C6，C11，C12钻孔中有分布。
③2层圆砾：青灰色，湿，颗粒磨圆度一般，多呈亚圆形，一般粒径2～5mm，可见最大粒径8cm，稍密~中密状态，中细砂充填，骨架颗粒岩性为砂岩。地层厚度0.9～2.0m，层顶高程1269.19 m ～1281.78m。此层土仅在C7，C12钻孔中有分布。
3.检测数据
3.1 探孔取土样试验
振冲碎石桩施工前后进行了试验区探孔取土样试验，施工完成后到探孔取土样试验的间歇期为31天时进行了第一组振冲碎石桩施工后的探孔取土样试验，施工完成到探孔取土样试验的间歇期为40天时进行了第二组振冲碎石桩施工后的探孔取土样试验，施工完成到探孔取土样试验的间歇期为58天时进行了第三组振冲碎石桩施工后的探孔取土样试验。并对三组不同间歇期探孔取样试验结果于施工前探孔取样试验进行了对比，具体结果详见表2～表4：
振冲碎石桩第一组探孔取样试验数据汇总表表2
试验阶段平均含水量平均孔隙比平均压缩模量
施工前 23.93% 0.828 8.59MPa
施工后 26.22% 0.822 8.47 MPa
变化幅度增加2.29% 降低0.006 降低0.12 MPa

振冲碎石桩第二组探孔取样试验数据汇总表表3
试验阶段平均含水量平均孔隙比平均压缩模量
施工前 21.64% 0.814 8.456MPa
施工后 23.15% 0.809 8.343MPa
变化幅度增加1.54% 降低0.005 降低0.113 MPa

振冲碎石桩第三组探孔取样试验数据汇总表表4
试验阶段平均含水量平均孔隙比平均压缩模量
施工前 20.88% 0.829 7.20MPa
施工后 19.47% 0.779 7.60 MPa
变化幅度降低1.41% 降低0.05 增加0.40 MPa
振冲碎石桩桩间探孔取样试验在粉土层中所取原状样，土样检测结果湿陷系数均小于0.015。
3.2标准贯入试验
振冲碎石桩施工前进行了施工前标准贯入试验，施工完成到标准贯入试验的间歇期为33天时进行了第一组振冲碎石桩的标准贯入试验，施工完成到标准贯入试验的间歇期为42天时进行了第二组振冲碎石桩的标准贯入试验，施工完成到标准贯入试验的间歇期为60天时进行了第三组振冲碎石桩的标准贯入试验。并对三组不同间歇期标准贯入试验结果于施工前标准贯入试验进行了对比，具体结果详见表5～表7：
振冲碎石桩第一组标准贯入试验数据汇总表表5
岩土名称施工前
标准贯入击数施工后
标准贯入击数变化
幅度
频数算术平均值频数算术平均值
第一组粉土 4 14 12 12.3 降12%
粉质粘土 9 18.7 30 16.6 降11%
粉砂 2 25 6 27.8 提高11%
注：上表中标准贯入击数未进行杆长修正
振冲碎石桩第二组标准贯入试验数据汇总表表6
岩土名称施工前
标准贯入击数施工后
标准贯入击数变化
幅度
频数算术平均值频数算术平均值
第二组粉土 5 15.6 13 14.3 降8.3%
粉质粘土 8 20 26 18.7 降6.5%
注：上表中标准贯入击数未进行杆长修正
振冲碎石桩第三组标准贯入试验数据汇总表表7
岩土名称施工前
标准贯入击数施工后
标准贯入击数变化
幅度
频数算术平均值频数算术平均值
第三组粉土 5 14.4 12 14.7 升2%
粉质粘土 8 20.3 27 19.1 降5.9%
粉砂 2 26.5 6 30.8 升16%
注：上表中标准贯入击数未进行杆长修正
4.桩间土检测数据分析
各试桩区在施工前后，对处理深度范围内土层采取了钻孔取土、标准贯入试验，对各试桩区在施工前后各土层物理力学指标综合分析显示：
碎石桩处理深度范围内的粉砂层物理力学指标施工后提高较明显，且随养护期的增长而提高；粉土层物理力学指标第一组、第二组施工后检测低于施工前的粉土层物理力学指标，第三组施工后检测稍高于施工前的粉土层物理力学指标，三组整体随养护时间呈上升趋势；三组试桩区粉质粘土物理力学指标施工后检测都低于施工前的粉土层物理力学指标，但随养护时间也呈上升趋势。因此如果有足够的养护时间，振冲碎石桩施工后各土层的物理力学指标都会有所提高。由此可见，粉土、粉质粘土地基振冲碎石桩复合地基的质量检测间隔时间不宜少于60日。

作者简介：高军会，男，工程师，河北石家庄人，长期从事岩土工程的施工与管理工作。