輕型動力觸探在天然地基驗槽中的應用

劉 萬，徐振華，王邦云，余唐風，林世松

(中建四局土木工程有限公司東莞分公司，海南 三亞 518000)

1 工程概況

龍棲灣溫泉1號工程項目地址位于樂東縣九所鎮，8棟12層商住樓，其中12層商住樓為下部2層商業樓、上部10層住宅樓，建筑高度為42 m，總建筑面積約11萬m2。根據現場所測標高，商住樓原地貌平均標高為17.6 m，開挖底標高為13.3～13.0 m，開挖深度為4.3～4.5 m。商住樓為天然地基，筏板+柱墩基礎形式，上部結構形式為框架剪力墻結構。

結合本工程巖土工程勘察報告，各土層分部為：①層耕植土；②層中砂，存在孔隙潛水，透水性強；③層粉質黏土，透水性弱；④層粗砂，地下水微具承壓，透水性強；⑤層粉質黏土，透水性弱；⑤-1層粗砂，地下水微具承壓，透水性強。商住樓基礎持力層為②層中砂層，地下水位埋深0.75～1.60 m，水位標高11.36～15.69 m。

2 適用范圍

輕型動力觸探適用于評價持力層為黏性土、粉土、粉砂、細砂、中砂等天然地基及其人工地基的地基土性狀，地基處理效果和判定地基承載力。而本工程持力層為中砂層，可采用輕型動力觸探進行簡單檢測。圖1為鉆孔柱狀圖。

圖1 鉆孔柱狀圖

3 施工工藝

3.1 作業條件

1)基土開挖至設計基底標高，開挖面層需平整，無積水。

2)根據設計圖紙及現場具體情況繪制釬探孔位平面布置圖。

3)釬桿上預先劃好30 cm橫線。

4)根據所畫的釬探孔位平面布置圖放出釬探孔位置并加以標記。

3.2 材料及主要機具

1)砂：一般中砂，因本工程開挖層為中砂層，可采用本工程中砂層作為釬孔回填砂。

2)鋼釬：采用直徑為Φ22～Φ25 mm的圓鋼制成，釬頭需二次加工成60°尖錐形狀，釬長2.1～2.6 m。

3)8～10 kg大錘。

4)其他：麻繩或鉛絲、凳子、鐵管(拔鋼釬用)、鋼卷尺等。施工流程及釬探間距如下。

(1)放釬點線→就位打釬→記錄錘擊數→拔釬蓋孔→檢查孔深→灌砂。

(2)根據所畫的釬探孔位平面布置圖放出釬探孔位置并加以標記。具體間距如表1所示。

表1 釬探布置點表

將鋼釬桿尖對準孔位，再把穿心錘套在釬桿上，使釬桿垂直，使穿心錘沿釬桿自由下落，錘落距50 cm，把觸探桿垂直打入土層中。

記錄錘擊數。釬桿每進入土層30 cm，記錄一次錘擊數。按地基釬探記錄執行。

圖2為觸探記錄。

圖2 觸探記錄

5)拔釬：用鉛絲將釬桿綁好，留下活套，套內插入撬棍或鋼管，利用杠桿原理將鋼釬拔出，拔除后釬探孔采用磚蓋孔以待驗收及復查。

6)移位：移至下一個孔位，繼續以上步驟。

7)灌砂：打完的釬孔，經過質檢人員和監督人員等檢查孔深與記錄數據無誤后，方可進行灌砂保證土層質量。灌砂時按每30 cm左右用鋼筋搗實一次。

8)整理記錄：按平面布置圖孔編號的順序，將釬錘數填入統一表格內，字跡需清楚，經過技術負責人、施工人員、見證人員簽字確認無誤后歸檔。

3.3 注意事項

1)需采用自動落錘裝置或者機械施工，需保證場地無積水方可施工。

2)釬桿最大偏斜度不應超過 2% ，錘擊貫人應連續進行。施工過程中為防止錘擊偏斜、探桿傾心和側向晃動，保持探桿垂直度，錘擊速率宜為15～30擊/min。

3)對于輕型動力觸探，當N10>100或貫人15 cm錘擊數超過50時，可停止試驗。

4)現場若遇意外情況無法打釬，需請示相關管理人員，可適當移位打釬。釬探完成后，應做好標記，保護好釬孔，經質量檢查人員和監督人員復驗及基槽驗收，方可堵塞或灌砂。

5)每貫入1 m左右，可適當將探桿轉動以便更好施工，當每錘擊數貫入深度超過10 m，每貫入20 cm宜轉動探桿1次。

6)現場施工人員要專心施工，密切配合，保證現場安全。

4 數據分析及判定

4.1 數據分析及計算

1)輕型動力觸探不需要考慮桿長的修正，根據每貫入30 cm的錘擊數繪制單孔輕型動力觸探錘擊數與貫入深度關系曲線，即N10-h曲線圖。

2)根據N10-h曲線圖及巖土工程勘察資料，進行土層力學分層，統計各孔同一土層動力觸探錘擊數平均值和變異系數，且計算平均值時需剔除臨界深度的錘擊數及鄰近異常值。

根據不同深度動力觸探所需的錘擊數，計算出不同深度的錘擊平均值：采用平均值法計算每個檢測孔的各土層的動力觸探錘擊數的平均值。

N10平均=∑N10-I/n；

式中，N10平均為不同深度的錘擊平均值；N10-I為第i個實測值；n為參加統計的總數。

4.2 判 定

1)地基土的巖土性狀及是否存在古井、古墓、洞穴地下掩埋物等，可根據不同深度的動力觸探錘擊數的比較、同一土層動力觸探錘擊數的統計值、變異系數等進行對比評價。

2)復合地基豎向增強體的施工質量的評價，宜對單個增強體的試驗結果進行統計和評價。

3)可根據 《建筑地基檢測技術規范》(JGJ 340-2015)，輕型動力觸探平均擊數N10進行地基土層承載力特征值的估算，具體如表2所示。

表2 輕型動力觸探試驗推定地基承載力特征值fak 單位：kPa

5 效益分析

5.1 直接經濟效益

對于基礎工程，通常采用平板載荷試驗來進行地基承載力的檢測，這不僅需要消耗較長的工期、較高的物力人力。而輕型動力觸探實驗既避免消耗較大的人力物力，也不需要較長的試驗周期，它能簡便、快捷地初步檢測地基土的承載力、巖土性狀及有無古井、古墓、洞穴地下掩埋物等，在一定程度上加快施工進度，減少了成本投入，為工程帶來了一定的經濟效益。經估算，本工程與地基檢測相關的費用可節省0.6萬元人民幣。表3為地基檢測費用對比表。

表3 地基檢測費用對比

5.2 社會效益

采用輕型動力觸探施工技術，節省了平板載荷試驗檢測機械的進場及檢測時間，減少了對人力、物力和財力的消耗， 有效解決了天然地基地基承載力及軟弱層的檢測，在一定程度上降低了施工成本，加快了施工進度， 很好地完成了履約承諾，使建設方和施工方同時獲得了雙贏。 同時輕型動力觸探在龍棲灣項目的應用，使本工程順利地完成了地基檢測施工且積累了一定的經驗，可對以后類似地基驗槽工程的檢測提供一定的借鑒作用。

6 結 語

隨著房地產的大力發展，基礎工程越發重要，地基基礎的檢測越來越被重視，而輕型動力觸探可以根據鋼釬進入待探測地基土層所需的擊錘數，粗略估算土層的容許承載力，探測地基土層內隱蔽構造情況，檢測是否存在古井、古墓、洞穴地下掩埋物等， 是一種判斷地基淺層地質情況的輔助手段。 在地基驗槽過程中，能更好地供建設單位、設計單位、勘察單位進行地質情況復核及地基承載力校核， 查核對地層巖性是否和地勘報告相符，評價并判定出現不符的局部地基

土承載力能否滿足設計要求。同時因輕型動力觸探的簡便、快捷，在一定程度上減少了工程的經濟投入，在一定的程度上節省了工期， 特別對于一些工期較緊、場地狹小的工程，無疑是一個很好的選擇。

龍棲灣溫泉1號項目通過對動力觸探的研究和應用，在取得良好的效益同時也積累了一定的經驗，在此期待能為以后的類似的地基驗槽工程提供一定的借鑒作用。

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