■盛庆义 ■江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司，江苏 徐州 221300

在当前的桥梁工程建设实践过程中，由于漏振、漏浆等浇注原因，以及土质层选择不当带来了桥梁地基内部诸多质量问题，这使桥梁承载力脆弱，结构稳定性较差。所以采取一种科学有效的方法来鉴别地基结构中存在的问题并进行及时的加固处理，是一个亟待解决的重要问题。随着科研水平的提升和实验能力的深化，目前该行业的科研工作人员制定了一种全新的技术方案:通过静力触探特性及碎石柱加固来保证桥梁地基质量状况。在该方案中，静力触探特性技术运用的原理就在于通过内部装有传感器的触探头在不同土质所受阻力通过绕数据仪表显示出来，从而确定土层剖面的质量状况，以及为浅基承载力和桩端持力层的选择进行确认，相关的具体特性阐述和应用分析见下文所示。

1 静力触探特性

1．1 静力触探测试原理

静力触探测试的基本原理是:在相同技术参数情况下，通过静力在桩基中传播的时间和速度，接收到的阻力成像振幅和频率等参考量的相对变化，来判定土质层质量情况。当基本参数确定的情况下，静力触探的探头以均匀传播速度钻入土质层，所受力范围内的土质层会对探头产生较大摩擦阻力。在通常情况下，土质层的承载力和力学性质与土层中贯入阻力之间呈现正相关，当贯入阻力较大时，相应的承载力就高，土质层也坚硬;反之，承载力低，土质层疲软。在实际施工操作中，通过静力触探贯入阻力与土质层承载力数理统计分析，可以确定相应的碎石桩加固处理数据［1］。

1．2 各类土质层的静探双桥曲线特征

由于静力触探的探头在不同的土质层所受到的阻力不同，由此绘出的静探双桥曲线在波幅、波长及波形上出现不同程度的变化，彼此间存在明显差异。

(1)粘土:qc曲线平缓柔和，无明显波形凸起，突峰位置略微向右偏，fs曲线稍有突峰，出现在右侧曲线处，Rf平均值通常要在2．5-3．0之间。

(2)粉质粘土:qc曲线平缓柔和，有显波形凸起，突峰位置略微向右偏，fs曲线稍有突峰，与qc曲线距离较近，大部位于qc曲线右侧局部交叉越过左侧，Rf平均值通常在1．0-2．5之间。

(3)粉土:qc值较高，曲线呈钝锯齿状，齿峰平缓柔和，通常情况下fs曲线处于qc曲线右侧位置，Rf平均值一般在0．8-2．0之间。

(4)粉细砂:qc值较高，曲线呈尖锐锯齿状，通常情况曲线尖峰处于qc曲线左侧位置;细砂中qc曲线和fs曲线的尖齿特征显著。Rf平均值一般在0．7-1．3之间。

借助于静力触探探头，并在长期实践总结的基础上，平均锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs以及摩阻比Rf之间有着相应的换算关系。

1．3 地基承载力和压缩模量确定

借助于静力触探仪器可以测定出各土质层的力学特质，得出相应的地质层的承载力。因此，通过静力触探可以建立与地基承载力和压缩模量之间的相互关系。具体静力触探换算经验公式如下［3］:

fak=0．01 ×1．2qc+82．9(粉砂)

fak=16．2(qc×1．2/100)0．63+14．4(系数 0．75 ～0．9)(粉土)

fak=26．9+1．2 ×0．104qc(系数0．9 ～0．95)(粘性土)

Es=3．72 ×1．2qc+1262(kPa)

2 碎石桩复合地基承载效果分析

为了更好的表达静力触探在桥梁地基检测中的应用效果，通过碎石桩加固完成后桩身的荷载重力实验来进行验证。在土质钻探过程会遇到不同级别的颗粒砂石，直径范围大小为1-3cm左右，当钻探深入至3m以下时，所遇见碎石分布均匀，静力触探仪器示数显示为N62．5的平均值为10．25，加固后地基承载力通过静力触探实验数值为125Pa。通过静力触探仪器实验，设定碎石桩地基载荷面积为3．5m2，最大沉降量在14．55mm，回弹值最大上限为2．25mm。根据江阴大桥的规范标准设计数据:桥梁地基承载力数值为145kPa。

根据碎石桩复合地基承载力数值计算公式［4］:

长期以来，由于技术方面的限制性，对于桥梁地基静力触探特性及碎石柱加固的研究还处于一个相对浅显的地步，研究的途径较为简单:通过强度系数和外观形状来进行相应评估。但是该评估手段会因实际经验带来的主观因素影响到最终的结果，同时这样的方案也不够准确。此外，虽然通过强度系数可以测定桥梁地基表层的质量优劣，但是对于内部深层状况却无从知晓。然而，具备实用性功能的静力触探仪器可以帮助解决这一难题，静力触探仪器构造特殊，内置传感器，结构上采用双探头声波接收和发射的双向模式。使用该检测设备后，得出相应数值，并根据上述公式计算出相应的碎石桩复合地基承载力数值。不过在进行静力触探检测时，需要注意检测过程必须正确使用耦合构件，耦合的好坏直接影响仪器测量数据的准确程度。静力触探可以分析出土质的相应情况，区分出粉质黏土，淤泥质黏土等相关类型。此外，经过实验现场勘测数据和理论公式计算数据相互比照，可以更准确合理的来判定桥梁地基碎石柱加固后其承载力的安全性。

3 结语

通过静力触探可以更为有效地检测出地基土质层结构的质量优劣，确定内部缺陷所在位置。虽然静力触探在应用范围还有待更多的推进，但其在碎石桩复合地基承载力上效果明显。在密实度较低的桩基内部结构中，静力触探可以更好的鉴别出土质层的质量状况。碎石桩的加固需要静力触探提供数据作为实施依据，碎石桩加固完成后桩身的荷载重力就得到提升，相应的桥梁承载力就得到保障。当然，在实际应用过程中，最好的方案是将静力触探与地质前期勘察这两种技术结合起来，才能更为全面和准确地测定土质层内部结构是否存在质量缺陷以及所存在的具体位置。超静力触探技术作为一种全新的土质层检测方法，实用性上优越于传统的方案，并且检测运行过程中所表现出的稳定性、智能性、高效性等特点得到了业界一致好评。

［1］龚文惠．碎石桩复合地基中桩土应力比的试验研究［J］．土工基础．2011(04):55-57．

［2］李少波，莫欣，唐利田，何智龙．碎石桩复合地基承载力瞬态面波测试技术［J］．铁路工程造价管理．2013(04):59-61．

［3］田松花．碎石桩复合地基数值模拟分析［J］．山西建筑．2013(11):37-40．

［4］储团结，黄俊杰，王中华．静力触探试验确定软粘性土不排水抗剪强度研究［J］．路基工程．2011(06):44-49．