淺談深層水泥攪拌樁質量檢驗方法在水利工程中的應用

吳長江

(陜西省地下水管理監測局，陜西 西安 710003)

淺談深層水泥攪拌樁質量檢驗方法在水利工程中的應用

吳長江

(陜西省地下水管理監測局，陜西 西安 710003)

質量檢驗是評價深層水泥攪拌樁施工質量的重要手段，國內其他行業已有很多研究，并制定了相關規范、標準和規定。針對深層水泥攪拌樁性質及特點，以實例說明在水利工程中不同條件和要求下，對深層水泥攪拌樁質量檢驗時，樁體均勻程度可用輕型動力觸探(N10)、小應變動測法和開挖目測來檢查;對樁體的直徑可通過開挖量測檢查;對樁體的長度、缺損性質和缺陷位置，可用小應變動測法來檢查;對樁體強度可在樁體上截取試件做無側限抗壓強度試驗來檢查;對重要工程的地基承載力，可采用載荷試驗來檢查的正確方法，合理判定深層水泥攪拌樁質量。

深層;水泥攪拌樁;檢驗方法;應用

深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械在豎向將軟弱土和水泥就地強制攪拌，通過水泥和軟弱土之間所產生的一系列物理和化學反應，使軟弱土和水泥硬結成具有整體性、水穩定性和不透水性，并具有一定強度的水泥土體。

1 深層水泥攪拌樁性質、特點及應用

1.1 水泥土的物理性質

水泥土的抗壓強度、抗剪強度、壓縮性、滲水性都遠大于原狀土。水泥土的物理性質詳見表1。

表1 水泥土的物理性質表

1.2 深層水泥攪拌樁施工特點

深層水泥攪拌樁施工速度快、無噪音、無振動，施工過程中不需取出地層中土體，對地層土無擾動、不縮頸、無地層隆起現象，不需支護或抽降水，對相鄰建構筑物安全無影響，施工質量極易控制，造價低，具有較好的社會效益和經濟效益。

1.3深層水泥攪拌樁應用

深層水泥攪拌樁廣泛應用于工業、民用建筑、公路、鐵路、碼頭和水利等工程領域。1998年長江大洪水之后，深層水泥攪拌法在水利建設中得到迅速應用。我省的信邑溝水庫、泔河水庫、西郊水庫、土橋水庫和交口南干渠等工程均采用了水泥攪拌樁加固地基、防止滲漏和維護支擋。

2 深層水泥攪拌樁質量檢驗方法

深層水泥攪拌樁的質量檢驗主要包括:樁徑、樁長、樁體均勻性、樁體強度、單樁承載力以及復合地基承載力等內容。在我國，工業、民用建筑、公路、鐵路、冶金等行業，各自都有自己的質量檢驗標準。盡管各行業檢驗標準不完全相同，但歸納起來不外乎有以下幾種主要檢測方法。

2.1 輕型動力觸探(N10)檢驗樁身均勻性判斷樁身強度

成樁后3 d內，用輕便觸探器鉆取樁身加固土樣，觀察攪拌均勻程度，同時根據樁土輕便觸探基數(N10)用對比法判斷樁身強度。檢驗數量為已施工總樁數的1%，且不少于3根。

2.2 開挖檢驗樁的直徑和均勻性

成樁7 d后，淺部開挖樁頭，深度宜超過停漿(灰)面以下0.5 m，量測成樁直徑，目測檢查攪拌的均勻性。檢查數量為總樁數的5%。

2.3 小應變動測法檢驗測樁長和成樁均勻性

通過安裝于樁頂的傳感器，根據波動理論和振動理論以及應力波在樁體內的傳播與反射的固有規律，確定樁體的勻質性、實際樁長、缺損性質和缺陷位置。檢查數量為總樁數的5%。

2.4 無側限抗壓強度試驗檢驗樁體的強度

成樁28 d后，在樁體上截取試件送試驗室做無側限抗壓強度試驗，以檢驗樁體的整體強度，并填報樁體無側限抗壓強度試驗報告。檢驗數量為總樁數的2‰，且不少于3根。

2.5 載荷試驗檢驗地基承載力

成樁28 d后，采用復合地基載荷試驗或單樁載荷試驗檢驗地基承載力。檢驗數量為樁總數的0.5% ～1%，且每項單體工程不應小于3點。

3 質量檢驗方法在水利工程中的應用

對深層水泥攪拌樁質量檢驗，水利行業目前還沒有統一的規定，工作基本都是參照其他行業標準。但有的沒有結合水利工程的特點，有的檢驗方法選用不當，有的檢驗方法單一沒有輔助其它方法驗證，甚至出現了把合格的樁檢驗成為不合格的樁，不僅造成工程投資增大、工期延長，而且還出現建設各方關系不和諧等現象。下面以三個實例來說明深層水泥攪拌樁質量檢驗方法在水利工程中的應用。

3.1 信邑溝水庫攪拌樁質量檢驗

水庫壩前飽和淤泥土承載力60 kpa，以下土層基本承載力為120 kpa。設計選用了14.5 m長水泥攪拌樁作為淤泥開挖基坑圍封的支擋結構和壩腳阻滑體，在開挖基坑前形成一道防滲帷幕便于換填土施工。施工過程中采用輕型動力觸探(N10)檢查樁身均勻性并判斷樁身強度。采用輕便觸探器鉆取了20根樁身加固土樣，觀察攪拌土都很均勻，樁身加固土輕便觸探擊數(N10)平均值大于36擊，而樁間土擊數(N10)平均值僅為6擊，用對比法判斷樁身強度比樁間土強度提高了6倍;淺部開挖了80根攪拌樁，經量測樁直徑為520 mm，且攪拌均勻;成樁28 d后，在四根樁體上截取了48件試件送試驗室做無側限抗壓強度試驗，樁體無側限抗壓強度平均值為2 100 kpa;同時采用小應變動測法檢測了80根樁的樁長和樁體均勻性，檢測結果有78根樁為Ⅰ類樁，2根樁為Ⅱ類樁，樁長14.5 m。經檢驗攪拌樁各項指標均滿足設計要求，很快進入了下階段施工。

3.2 涇惠渠西郊水庫溢洪道邊墻基礎攪拌樁質量檢驗

溢洪道地層主要為含砂輕、中、粉質壤土及輕粉質砂壤土，承載力100 kpa，設計要求對地基土進行加固處理，使承載力達到200 kpa，經過方案比較，選用了8 m長水泥攪拌樁。施工過程中采用輕型動力觸探(N10)檢查了樁身均勻性并判斷樁身強度、開挖檢查了攪拌樁的直徑和均勻性，小應變動測法檢測了樁長和成樁均勻性，在樁體上截取試件檢測了無側限抗壓強度。因對承載力要求高，成樁28d后采用復合地基載荷試驗檢測了地基承載力，經檢驗攪拌樁各項指標都滿足設計要求，也很快進入了下階段施工。

3.3 靖邊土橋水庫攪拌樁質量檢驗

該工程地質及設計要求和信邑溝水庫相似，壩前飽和淤泥土承載力60 kpa，地下水位埋深0.5 m，設計樁長14.5 m，施工過程中嚴格按照施工規范及設計要求進行施工，并有監理監督。施工過程中采用開挖和輕型動力觸探(N10)檢查攪拌樁的直徑、均勻性并判斷樁身強度。經檢驗直徑、均勻性及樁身強度均滿足要求。但驗收時某水利檢測單位僅采用了150 m巖心鉆機鉆芯抽樣來檢測樁長和樁體質量，共抽樣12個點，在樁體上進行鉆芯取樣，結果在鉆探至7 m深左右時取出的樣中基本都是天然土而沒有水泥土，于是檢測單位就定性為施工樁長只有7 m的結論。經建設單位、監理單位和施工單位對地質和施工情況進行全面分析后，認為樁長及質量沒有問題，可能是檢測方法不當而形成了錯誤結論，建議檢測方采用小應變檢測法復檢，而檢測方卻認為檢測方法正確而拒絕復檢。后來，施工單位委托了某人工地基檢測站對該工程抽取了30根樁進行了小應變檢測，檢測結果有28根樁為Ⅰ類樁，2根樁為Ⅱ類樁，樁長均達到了 14.5 m。說明攪拌樁長度和均勻性均滿足要求。但檢測方拒不認可此結論，堅持認為鉆芯抽樣的準確性，致使工地繼續停工，給施工單位帶來不良影響和很大的經濟損失。為了準確檢驗樁基質量，施工單位不得不克服復雜地質困難，對檢測方鉆芯抽樣過的認為樁長不夠的樁進行沉管抽水開挖，取出樁體，以直觀檢查樁長，結果是每下挖1m深，抽芯鉆孔就偏向樁外緣10 mm，當挖至7 m深時抽芯鉆孔全部偏離樁體進入天然土中，7 m以下仍存在著完好無損的攪拌樁。而取出的樁體無論是樁徑、強度和均勻性均滿足設計和規范要求，經四方現場查勘，認定樁質量合格。但因此事工期整整延誤了四個月，造成了很大的經濟損失。為此，有必要統一檢驗方法標準。

4 結語

在水利工程在選用適當的深層水泥攪拌樁質量檢驗方法，不僅是判定攪拌樁質量合格與否的先決條件，而且也直接影響工程造價和工期。

在攪拌樁質量檢驗中應根據設計要求合理選用有技術含量、不易產生較大誤差、工程領域普遍認可的、有成熟經驗且經濟合理的檢測方法;對樁體均勻程度可用輕型動力觸探(N10)、小應變動測法和開挖目測來檢查;對樁體的直徑可通過開挖量測檢查;對樁體的長度、缺損性質和缺陷位置，可用小應變動測法來檢查;對樁體強度可用輕型動力觸探(N10)、在樁體上截取試件送試驗室做無側限抗壓強度試驗來檢查;對重要工程的地基承載力，可采用載荷試驗來檢查;抽芯檢查存在工作量大、效率低、難度大、進度慢、鉆孔垂直度無法保證，樁體下部易偏出，結果不準，另外在取樣過程中易破碎，取出的試件做強度試驗很難保證其真實性，因此抽芯的質量檢測與評價要輔助其它方法。

［1］建筑地基處理技術規范.JGJ 79—2002.

［2］粉體攪拌法加固軟弱土層技術規范.TB 10113—96.

［3］軟土地基深層攪拌加固法技術規程.YBJ 225—91.

［4］白日升.粉體攪拌法的應用［M］.北京:中國鐵道出版社.1998.10.

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1004－1184(2012)05－0200－02

2012－08－13

吳長江(1966－)，男，陜西商南人，工程師，主要從事水利工程勘察設計施工及管理工作。