西藏地区振冲碎石桩复合地基试桩施工与检测

姜 涛

中建一局集团第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概况

背景工程位于西藏拉萨市城关区民族路2号，占地面积为21 795.82 m2，总建筑面积约为57 869 m2，建筑高度为36.325 m，本工程包括老馆加固改造和新馆扩建。工程地下局部1层，地上3层，层高为8 m，设计使用年限100 a。基础形式为独立基础、独立基础＋筏板基础，主体为框架结构、剪力墙结构、钢结构。

2 地质概况

经勘察查明，在本次钻探揭露深度范围内，场地岩土主要由第四系全新统人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲积层（Q4al）组成。各层土的构成和特征分述如下。

2.1 第四系全新统人工填土（Q4ml）

人工填土（Q4ml）：杂色，稍湿，松散，主要由砂土、粉土、圆砾、卵石等回填组成，局部含建筑垃圾及生活垃圾，该层在场地内普遍分布，层厚0.50～5.30 m，回填时间大于10 a，局部小于3 a。

2.2 第四系全新统冲积层（Q4al）

1）粉砂（Q4al）：黄褐色，湿，松散。主要由长石、石英颗粒组成，含云母碎片，局部含少量泥质，局部含5%～10%的砾石。以透镜体形式分布于卵砾石层顶，层厚0.50～3.80 m。

2）圆砾（Q4al）：黄褐色-灰褐色，稍湿-饱和，松散。卵石成分以灰岩、砂岩、玄武岩和花岗岩为主。圆砾呈次圆形，充填物为砂土、粉土，卵石含量为10%～35%，砾石含量大于40%，局部卵石含量较高，夹薄层卵石及细中砂。多呈似层状或透镜体形式分布，揭露层厚0.50～8.40 m。

3）卵石（Q4al）：黄褐色-灰褐色，湿-饱和。卵石成分以灰岩、砂岩、玄武岩和花岗岩为主。卵石呈亚圆形、圆形，一般为中等风化，局部呈强风化或微风化。充填物为砂土及圆砾。卵石在场地内分布较稳定，卵石顶面埋深为0.50～5.20 m，卵石层厚度大于100 m，根据GB 50021－2001《岩土工程勘察规范》（2009年版），按超重型动力触探锤击数将其分为3个亚层：

①稍密卵石（Q4al）：黄褐色-灰褐色，稍密，饱和，卵石粒径一般2～5 cm，个别约20 cm，呈亚圆形。含50%～55%的卵石，充填砂土及圆砾。N120修正击数一般为3～6击。

②中密卵石（Q4al）：黄褐色-灰褐色，中密，饱和，卵石粒径一般3～8 cm，个别大于20 cm，呈亚圆形。含55%～65%的卵石，充填砂土及圆砾。N120修正击数一般为6～11击。

③密实卵石（Q4al）：黄褐色-灰褐色，密实，饱和，卵石粒径一般3～12 cm，个别大于20 cm，呈亚圆形。含大于65%的卵石，充填砂土及圆砾。N120修正击数大于11击。

3 基底持力层

根据设计要求，基底坐落于稍密卵石层，振冲碎石桩石子粒径30～100 mm，桩径1.0 m，桩距1.2 m，呈等边三角形布置，落于中密卵石层、密实卵石层中。振冲碎石桩上侧铺厚300 mm褥垫层，夯填度小于等于0.9，石子粒径小于30 mm，砂石配比为3∶7。复合地基为400 kPa，桩间土为182 kPa，施工桩长8 m，加载方式为慢速维持荷载法。

4 选桩方法

选定试验桩前，业主、监理、勘察、设计、总包五方召开选桩、试桩会议，制订选定试桩原则，按1%且不少于3根进行试桩。

1）试验桩选择在地质条件差、边角、成桩短的部位。

2）监理、勘察、设计根据选桩原则各挑选3根，总计9根。

3）业主从3家单位选定的桩中，各抽取1根，总计3根进行试桩。

4）由专业检测单位对3根试桩进行检测。

5 施工检测方法

5.1 检测目的

复合地基静载及多参数综合试验，通过静载试验、桩土应力比测试、动力触探试验等，掌握振冲碎石桩复合地基的承载力特征值、变形参数等是否符合设计要求[1-2]。

5.2 单桩复合地基载荷试验现场检测

5.2.1 加载方法

1）承压板及加载装置。单桩复合地基静载荷试验采用承压板，在板底铺设厚100～150 mm中粗砂垫层。承压板高程处的基坑宽度不小于压板宽度或直径的 3 倍。基准桩、堆载支点与承压板之间的净距不小于承压板宽度的 2倍。采用千斤顶作加载装置，反力系统为压重平台反力装置，采用工字钢搭设堆载平台，砂石袋作反力（图1）。另外，根据GB/T 50783—2012《复合地基技术规范》的相关要求，由于垫层不密实，正式开始试验前应适当进行预压，预压荷载5%～10%（本工程预压荷载取为5 t），以保证恢复原状和测量仪器的正常工作。

2）沉降观测装置。在承压板四边分别架设机械式百分表，百分表固定在基准梁上。

图1 复合地基静载荷载试验原理示意

3）最大加载量及加载分级。试验最大加载量按复合地基承载力特征值的2倍进行，加荷等级不应少于 8 级。

5.2.2 沉降观测

1）每加一级荷载，在加荷前后应各读记压板沉降量一次，以后每0.5 h读一次，当1 h内的沉降量小于0.1 mm时，即可加下一级荷载。

2）当出现下列现象之一时，可终止试验：沉降急骤增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；总加载量已大于复合地基承载力特征值2倍。

5.2.3 复合地基承载力特征值确定

1）当压力-沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半。

2）当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定：

①对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：以黏性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所对应的压力（s为载荷试验承压板的沉降量；b和d分别为承压板宽度和直径）；以粉土或砂土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。

②对有经验的地区，可按当地经验确定相对变形值。对变形控制严格的工程也可按设计要求的沉降允许值作为相对变形值。

③复合地基荷载试验，当采用承压板边长或直径超过2 m的大承压板进行试验时，b和d按2 m计。

综合上述两种观点,依据《刑法修正案(八)》对危险驾驶罪的规定,笔者认为,醉酒驾驶行为属于抽象危险犯。《刑法修正案(八)》规定:“道路上醉酒驾驶机动车的处拘役,并处罚金”。首先,当行为人在酒后或者醉酒的情况下,在道路上驾驶机动车行驶的行为本身对公共安全造成很大的隐患,其行为的危险性在于其行为本身,而非造成实质的危害后果，此行为本身构成犯罪。其次,抽象危险犯同具体危险犯相比,对法益的要求程度较低,即只要法益受到较低的侵害时犯罪就成立。立法者本意只是为了防止醉酒驾驶这种危险情况的存在,更好地保护人民生命和财产安全,因此,醉酒型危险驾驶罪应当定性为抽象危险犯。

3）按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。

4）试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30%时，设计可取其平均值为复合地基承载力特征值。工程验收时应视建筑物结构、基础形式综合评价，对于独立基础，桩数少于5根或条形基础，桩数少于3排时应取最低值。

5.3 桩土应力比现场试验

5.3.1 基本原理

桩土应力比是反映复合地基工作性状的一个重要参数，是指复合地基中桩顶的平均应力和桩间土上的平均应力比值，对复合地基稳定性验算和地基承载力计算有着重要的意义。

通常情况下，由于竖向增强体的作用，复合地基一个作用单元内力的分布是不平衡的，因此要测得承压板底各部位的受力并掌握其分布规律。

根据振冲碎石桩处理地基的原理，当一桩施工完成后，自桩中轴径由近及远，检测体受的挤密作用也由强变弱，体现在土的压缩性上为由小变大。在同样的变形条件下，桩周应力随着与桩轴的距离的增大而变小。因此，复合地基的桩土应力并不存在着唯一的量值关系，而是换算出的等效值。据此得出的桩土应力比也是对应与总应力的等效的桩总应力与土总应力的比值。

5.3.2 土压力盒设置

测试桩土应力时可采用特征点法（土压力盒自桩边缘到承压板边缘依次埋设），也可采用平均应力法（土压力盒埋设在桩边缘到承压板边缘的应力平均位置）。在垂直断面上土压力盒埋设于垫层顶，垫层为厚15 cm砂石。本次试验采用等效应力法（图2）。

图2 土压力盒的埋设方法示意

5.3.3 计算桩土应力分担

1）根据埋设压力盒的特点，每个压力盒的实测值代表一定面积范围内桩或土的平均应力，则可据此计算桩或土的总应力。

2）桩顶应力既可以实测，也可以利用总应力与土应力计算获得。

5.4 桩间土承载力检测

5.4.1 检测方法

采用超重型动力触探对桩间土承载力进行检测，即利用一定的落锤动能，将一定尺寸、一定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度（可用贯入度锤击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质的一种原位测试方法。根据本工程实际情况，选用N120超重型动力触探仪进行检测，根据锤击数和经验公式换算地基承载力[3-4]。

5.4.2 检测要点

1）贯入时应使穿心锤自由下落，地面上的触探杆的应变不应过高，以免倾斜或摆动过大。

2）贯入过程应尽量连续，锤击速率宜为15～25击/min。

3）贯入深度一般不宜超过20 m。

5.4.3 数据资料整理及计算

超重型动力触探实测击数先按式（1）换算成相当于重型动力触探的实测击数后，再按式（2）进行修正。

式中：N′63.5——重型动力触探修正后击数；

α——杆长击数修正系数。

由此可计算修正后击数N′63.5算术平均值。

6 检测结果

1）复合地基承载力特征值为415 kPa，压缩模量为23.3～36.1 MPa，大于22 MPa，故复合地基承载力及压缩模量均满足设计要求。

2）重力触探试验1最大值36击，最小值4击，平均10击；重力触探试验2最大值38击，最小值4击，平均12击；重力触探试验3最大值40击，最小值4击，平均9击，桩间土极限承载力大于400 kPa，满足设计要求。

3）复合地基实测桩土应力比在4.07～6.55之间，满足设计要求。

7 结语

通过对复合地基承载力、压缩模量、复合地基应力比3个性能的检测，有效验证了复合地基的施工质量，为后续地基处理施工提供了技术保障，对类似工程施工具有一定的借鉴价值。本工程采用振冲碎石桩复合地基，有效保证了工期、质量，收到了良好的施工效果。