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【摘 要】结合检测实践，探讨了砂石桩的检测和评价方式。介绍了制定检测方案、选择测试方法、给出检测结论等具体的检测实践方法，提出了在检测过程中，要考虑检测的经济合理性，在有载荷与动探的对比关系或经验方法的前提下，尽可能多地采用动探原位测试来增大检测样本、减少检测成本，把建设方和施工方的风险降低到最小。
【关键词】砂石桩；复合地基；检测；承载力；地基液化
砂石桩是一种经常用于地基处理的成熟的方法。在对砂石桩处理地基的效果进行检测时，若方案不合理、测试不恰当、评价不到位，就会出现错判或漏判，使建设方或施工方的风险增大。笔者结合工程实践，对砂石桩地基检测中的一些问题进行了探讨和研究。
1.检测方法要点的探讨
1.1对复合地基载荷试验单元面积的探讨
用载荷试验检测砂石桩复合地基承载能力，是一种直接和可靠的原位测试方法。测试通常有三种形式：一是单桩复合地基单元测试；二是多桩复合地基单元测试；三是单桩和桩间土组合单元测试。
1.1.1单桩复合地基单元测试
单桩复合地基单元测试，是以一个桩体分担的处理平面面积为基本测试单位。比如，桩径500mm的砂石桩，设计按三角形布桩，桩距1.2m，置换率m=0.157，一个桩体所代表的复合地基平面单元面积为1.25m2。
由于砂石桩的挤密作用力从桩中心沿径向按梯度衰减的方法传播，使得土体的密度由里及外、由强到弱递减，因此载荷承压板最好的为圆形。承压板的直径以单桩所代表的单元面积换算出，也就是一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。通过换算，上例的等效圆直径de =1.26m。
单桩复合地基单元测试的优点是，总的加荷载量不算太大，比较容易实现，且测试费用也相对较低；其缺点是，荷载传递的影响深度有局限性，一般是承压板边长或直径的2-3倍，所以该测试方法适合于检测地基处理深度不大（5m左右）或上软下硬类型的地基土层情况。
1.1.2多桩复合地基单元测试
多桩复合地基载荷单元测试，则是以多个桩分担的处理地基面积为基本测试单元，载荷承压板一般为圆形，也可以是矩形。承压板的边长或直径，以多桩所代表的单元面积换算出。至于选择的桩数，一看地基处理深度；二看基础对对地基变形的影响。一般情况下，在地基处理深度的下部不存在軟弱土层时，要尽可能地减少承压板所包含桩的数量，减小测试单元面积，减轻荷载体压重量，以降低检测成本。
1.1.3单桩和桩间土组合单元测试
采用平板载荷试验或螺旋板载荷试验，可以分别测出承压板有效影响尝试范围内不同深度、不同土层的桩体和桩间土的承载力及变形指标。按设计的布桩形式、桩径、桩距和置换率，以一个桩体所代表的复合地基平面面积为计算单元，得出复合地基承载力特征值。
由于这种测试所用承压板的面积较小，测试得出的指标所代表地基处理深度不大，所以一般用此法来测试地基处理深度范围内最软弱土层中的桩和桩间土的承载能力，并以此为代表，也就是以最小值来计算判定复合地基承载力特征值。
1.2对标准贯入、动力触探试验分层测试的探讨
1.2.1标准贯入试验的分层测试
砂石桩对砂土和粉土地层的挤密效果要比粘性土好，即便是同一个土层，埋深不同，挤密的效果也不尽相同。所以用标准贯入试验方法测试桩间土的承载能力和评价消除地基液化的效果，要按地基土的分布和分层情况对测试数据进行统计，给出不同深度、不同土层的检测结果值。表1是2007年检测的云南某一砂石桩处理中等液化等级地基土工程桩间土标准贯入试验值的统计结果；表2是该工程液化判定结果的节选表。
表1 在桩间土上进行的标准贯入试验统计结果
注：承载力一栏的值是地方经验换算、评价出的，仅供参考。
从表1和表2可以看出，这样统计的标准贯入试验的击数值，随着土层和深度的变化规律，显得十分清楚。这样的统计能够定量地、立体地反映出地基处理的效果。
1.2.2重型动力触探的分层测试
用重型动力触探试验方法测试砂石桩体的密实度和承载能力，也要按地基土的分布情况对测试数据进行统计，给出不同土层、不同深度的检测结果值，并且要与标准贯入试验的分层统计值相对应，以便分层得出复合地基承载力检测结果值。表3是桩体重型动力触探试验的统计结果。
2.评价方法要点探讨
由于地基处理的目的不同，检测评价的侧重点也应有所不同。
表2在桩间土上进行的贯入度试验液化判定结果表
表3 在砂石桩体上进行的重型动力触深试验统计结果
注：承载力一栏的值是按地方经验换算、评价出的，仅供参考。
2.1在检测以提高承载力为主要目的的工程时，要全面了解砂石桩处理深度范围内，软弱土层的性状、平面和深度分布；地基处理所要求达到的承载能力和变形指标。在检测手段上要依靠载荷试验的可靠性，结合标准贯入和动探试验的快捷性，对整个处理场地做出正确的评价。表4是某工程由载荷测试得到的单桩、多桩复合地基承载力和变形模量，以及由载荷、动探测试对应土层桩体和桩间土承载力的结果。
从表4可以看到，该工程砂石桩复合地基，经单桩、多桩复合地基承载力载荷试验和重型圆锥动力触探、标准贯入试验检测，复合地基承载力特征值fspk=200kPa。其中，桩体承载力特征值fspk=460kPa；桩间土承载力特征值fspk=150kPa；变形模量E0=15.6MPa。显然，检测结论倾向于承载能力和变形指标。
表4 砂石桩复合地基承载力检测结果表
注：①工程地质概况：1.2-3.5m为粉质粘土，湿、软塑；2.5-4.3m为粉土，湿一饱和、稍密；3.8-8.0m为粉细砂，饱和、松散-稍密-中密。
②设计概况：地基处理深度8.0m，三角形布桩，砂石桩径0.5m，桩距1.2m，置换率m=0.157。
③承压板尺寸：单桩复合地基：S=1.25m2，d=1.26m；多桩复合地基；S=3.75m2,d=2.18m；桩体：S=0.25m2，d=0.56m。 ④表中带括号的数值为计算值，其余为实测结果的判定值。
2.2在檢测以消除地基液化为主要目的工程时，更需要了解清楚场地液化土的分布状况和液化等级，设计要求是完全消除还是部分消除地基液化；处理的深度是否满足建筑抗震设计规范的要求，等等。在检测手段上，主要依靠标准贯放试验分层测试、计算、判定桩间土消除液化的效果及承载能力；依靠重型动力触探试验分层测试、计算、判定砂石桩体的承载能力，最终给出复合地基承载力和液化判定的结论。表5是某工程由动探测试得到桩间土的液化指数和承载力特征值，以及对应土层桩体的承载力特征值的检测结果。
从表5可以看出，该工程砂石桩复合地基，经重型圆锥动力触探和标准贯入试验检测，建筑地基处理范围内的地基土已部分消除液化，液化等级为轻微液化；复合地基承载力特征值fspk=170kPa。其中，桩体承载力特征值fspk=300kPa，桩间土承载力特征值fspk=150kPa。给出的复合地基承载力，是取了上部变形大的粘性土层较低的值。显然，检测结论是倾向于对地基土液化消除效果的评价。
表5 砂石桩复合地基承载力检测结果表
３.结论
3.1按地基处理目的合理地制定检测方案
检测以提高承载力为主要目的的工程时，要依靠载荷试验的可靠性，结合动探试验的快捷性，制定出以载荷为主、动探为辅的检测方案；在检测以消除地基液化为主要目的工程时，主要依靠标准贯入试验判定桩间土消除液化的效果，并结合桩体的重型动力触探和载荷试验，制定出以标准贯入试验为主、动探和载荷试验为辅的检测方案。与此同时，还要考虑检测的经济合理性。
3.2按照地基的处理深度恰当地选择原位测试方法
载荷试验测试需要的荷载反力越大，检测成本就越高，所以，在地基变形要求不高的情况下，尽量采用单桩复合地基载荷试验。在有载荷与动探的对比关系或经验方式的前提下，尽可能多地采用动探原位测试来增大检测样本、减少检测成本。
3.3正确地给出检测结论
在测试以加固、提高地基承载力为主要目的工程时，结论不仅要给出复合地基承载力特征值fspk和地基的变形模量E0，同时还要给出桩体承载力特征值fpk、桩体的密实度和桩间土承载力特征值fsk；在测试以消除地基液化为主要目的工程时，不仅要给出桩间土的液化指数和复合地基承载力特征值，还要给出对应液化土层的液化等级判定。
复合地基承载力结论要倾向于载荷试验结果，倾向于上部结构荷载大、承载力低的土层的值。这样才能把建设方和施工方的风险降低到最小。
【关键词】砂石桩；复合地基；检测；承载力；地基液化
砂石桩是一种经常用于地基处理的成熟的方法。在对砂石桩处理地基的效果进行检测时，若方案不合理、测试不恰当、评价不到位，就会出现错判或漏判，使建设方或施工方的风险增大。笔者结合工程实践，对砂石桩地基检测中的一些问题进行了探讨和研究。
1.检测方法要点的探讨
1.1对复合地基载荷试验单元面积的探讨
用载荷试验检测砂石桩复合地基承载能力，是一种直接和可靠的原位测试方法。测试通常有三种形式：一是单桩复合地基单元测试；二是多桩复合地基单元测试；三是单桩和桩间土组合单元测试。
1.1.1单桩复合地基单元测试
单桩复合地基单元测试，是以一个桩体分担的处理平面面积为基本测试单位。比如，桩径500mm的砂石桩，设计按三角形布桩，桩距1.2m，置换率m=0.157，一个桩体所代表的复合地基平面单元面积为1.25m2。
由于砂石桩的挤密作用力从桩中心沿径向按梯度衰减的方法传播，使得土体的密度由里及外、由强到弱递减，因此载荷承压板最好的为圆形。承压板的直径以单桩所代表的单元面积换算出，也就是一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。通过换算，上例的等效圆直径de =1.26m。
单桩复合地基单元测试的优点是，总的加荷载量不算太大，比较容易实现，且测试费用也相对较低；其缺点是，荷载传递的影响深度有局限性，一般是承压板边长或直径的2-3倍，所以该测试方法适合于检测地基处理深度不大（5m左右）或上软下硬类型的地基土层情况。
1.1.2多桩复合地基单元测试
多桩复合地基载荷单元测试，则是以多个桩分担的处理地基面积为基本测试单元，载荷承压板一般为圆形，也可以是矩形。承压板的边长或直径，以多桩所代表的单元面积换算出。至于选择的桩数，一看地基处理深度；二看基础对对地基变形的影响。一般情况下，在地基处理深度的下部不存在軟弱土层时，要尽可能地减少承压板所包含桩的数量，减小测试单元面积，减轻荷载体压重量，以降低检测成本。
1.1.3单桩和桩间土组合单元测试
采用平板载荷试验或螺旋板载荷试验，可以分别测出承压板有效影响尝试范围内不同深度、不同土层的桩体和桩间土的承载力及变形指标。按设计的布桩形式、桩径、桩距和置换率，以一个桩体所代表的复合地基平面面积为计算单元，得出复合地基承载力特征值。
由于这种测试所用承压板的面积较小，测试得出的指标所代表地基处理深度不大，所以一般用此法来测试地基处理深度范围内最软弱土层中的桩和桩间土的承载能力，并以此为代表，也就是以最小值来计算判定复合地基承载力特征值。
1.2对标准贯入、动力触探试验分层测试的探讨
1.2.1标准贯入试验的分层测试
砂石桩对砂土和粉土地层的挤密效果要比粘性土好，即便是同一个土层，埋深不同，挤密的效果也不尽相同。所以用标准贯入试验方法测试桩间土的承载能力和评价消除地基液化的效果，要按地基土的分布和分层情况对测试数据进行统计，给出不同深度、不同土层的检测结果值。表1是2007年检测的云南某一砂石桩处理中等液化等级地基土工程桩间土标准贯入试验值的统计结果；表2是该工程液化判定结果的节选表。
表1 在桩间土上进行的标准贯入试验统计结果
注：承载力一栏的值是地方经验换算、评价出的，仅供参考。
从表1和表2可以看出，这样统计的标准贯入试验的击数值，随着土层和深度的变化规律，显得十分清楚。这样的统计能够定量地、立体地反映出地基处理的效果。
1.2.2重型动力触探的分层测试
用重型动力触探试验方法测试砂石桩体的密实度和承载能力，也要按地基土的分布情况对测试数据进行统计，给出不同土层、不同深度的检测结果值，并且要与标准贯入试验的分层统计值相对应，以便分层得出复合地基承载力检测结果值。表3是桩体重型动力触探试验的统计结果。
2.评价方法要点探讨
由于地基处理的目的不同，检测评价的侧重点也应有所不同。
表2在桩间土上进行的贯入度试验液化判定结果表
表3 在砂石桩体上进行的重型动力触深试验统计结果
注：承载力一栏的值是按地方经验换算、评价出的，仅供参考。
2.1在检测以提高承载力为主要目的的工程时，要全面了解砂石桩处理深度范围内，软弱土层的性状、平面和深度分布；地基处理所要求达到的承载能力和变形指标。在检测手段上要依靠载荷试验的可靠性，结合标准贯入和动探试验的快捷性，对整个处理场地做出正确的评价。表4是某工程由载荷测试得到的单桩、多桩复合地基承载力和变形模量，以及由载荷、动探测试对应土层桩体和桩间土承载力的结果。
从表4可以看到，该工程砂石桩复合地基，经单桩、多桩复合地基承载力载荷试验和重型圆锥动力触探、标准贯入试验检测，复合地基承载力特征值fspk=200kPa。其中，桩体承载力特征值fspk=460kPa；桩间土承载力特征值fspk=150kPa；变形模量E0=15.6MPa。显然，检测结论倾向于承载能力和变形指标。
表4 砂石桩复合地基承载力检测结果表
注：①工程地质概况：1.2-3.5m为粉质粘土，湿、软塑；2.5-4.3m为粉土，湿一饱和、稍密；3.8-8.0m为粉细砂，饱和、松散-稍密-中密。
②设计概况：地基处理深度8.0m，三角形布桩，砂石桩径0.5m，桩距1.2m，置换率m=0.157。
③承压板尺寸：单桩复合地基：S=1.25m2，d=1.26m；多桩复合地基；S=3.75m2,d=2.18m；桩体：S=0.25m2，d=0.56m。 ④表中带括号的数值为计算值，其余为实测结果的判定值。
2.2在檢测以消除地基液化为主要目的工程时，更需要了解清楚场地液化土的分布状况和液化等级，设计要求是完全消除还是部分消除地基液化；处理的深度是否满足建筑抗震设计规范的要求，等等。在检测手段上，主要依靠标准贯放试验分层测试、计算、判定桩间土消除液化的效果及承载能力；依靠重型动力触探试验分层测试、计算、判定砂石桩体的承载能力，最终给出复合地基承载力和液化判定的结论。表5是某工程由动探测试得到桩间土的液化指数和承载力特征值，以及对应土层桩体的承载力特征值的检测结果。
从表5可以看出，该工程砂石桩复合地基，经重型圆锥动力触探和标准贯入试验检测，建筑地基处理范围内的地基土已部分消除液化，液化等级为轻微液化；复合地基承载力特征值fspk=170kPa。其中，桩体承载力特征值fspk=300kPa，桩间土承载力特征值fspk=150kPa。给出的复合地基承载力，是取了上部变形大的粘性土层较低的值。显然，检测结论是倾向于对地基土液化消除效果的评价。
表5 砂石桩复合地基承载力检测结果表
３.结论
3.1按地基处理目的合理地制定检测方案
检测以提高承载力为主要目的的工程时，要依靠载荷试验的可靠性，结合动探试验的快捷性，制定出以载荷为主、动探为辅的检测方案；在检测以消除地基液化为主要目的工程时，主要依靠标准贯入试验判定桩间土消除液化的效果，并结合桩体的重型动力触探和载荷试验，制定出以标准贯入试验为主、动探和载荷试验为辅的检测方案。与此同时，还要考虑检测的经济合理性。
3.2按照地基的处理深度恰当地选择原位测试方法
载荷试验测试需要的荷载反力越大，检测成本就越高，所以，在地基变形要求不高的情况下，尽量采用单桩复合地基载荷试验。在有载荷与动探的对比关系或经验方式的前提下，尽可能多地采用动探原位测试来增大检测样本、减少检测成本。
3.3正确地给出检测结论
在测试以加固、提高地基承载力为主要目的工程时，结论不仅要给出复合地基承载力特征值fspk和地基的变形模量E0，同时还要给出桩体承载力特征值fpk、桩体的密实度和桩间土承载力特征值fsk；在测试以消除地基液化为主要目的工程时，不仅要给出桩间土的液化指数和复合地基承载力特征值，还要给出对应液化土层的液化等级判定。
复合地基承载力结论要倾向于载荷试验结果，倾向于上部结构荷载大、承载力低的土层的值。这样才能把建设方和施工方的风险降低到最小。