水泥攪拌樁檢測中存在的問題及解決思路

摘 要：對目前水泥土攪拌樁施工中各種常用檢測方法的優缺點進行了分析與總結，從經濟性、可操作性、質量指標的全面性等方面出發提出了基于加權平均的綜合檢測方法，并對該方法在實際工程中的應用與發展作出了展望。

關鍵詞：水泥土攪拌樁 檢測 加權平均

中圖分類號：TU47文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0100-02

目前，水泥土攪拌樁在軟土地基加固處理中的應用越來越廣泛，其施工質量檢測的要求也越來越高。因此，如何通過檢測實施對水泥土攪拌樁在施工過程中的有效控制，是迫切需要解決的問題。目前常用的檢測方法對樁體的強度、均勻性、完整性、樁長、承載力等方面的檢測有一定的效果，但有時卻又只依靠一個或者幾個指標對樁體的質量進行評定，存在一定的片面性，因此，在綜合全部質量指標的基礎上，尋找一種簡便、高效、費用少、損傷小的檢測方法顯得尤為重要。

本文在充分分析與總結現有常用檢測方法優缺點的基礎之上，選擇出幾種適用性強、可信度高、經濟性好的檢測方法，如SPT、取漿法、反射波法和靜載實驗等，并根據每種方法所檢測的指標在不同類型水泥土攪拌樁中的重要程度設定了權重，然后與對應的檢測等級賦分值相乘再求和得到綜合質量評分，根據綜合質量評分值將水泥土攪拌樁的質量級別劃分為優良、合格和不合格三類。

1 現有常用檢測方法的優缺點

1.1 淺部開挖

即在成樁7天后，采用現場開挖樁頭，觀察樁的均勻性和堅硬程度，量測成樁直徑，必要時也可以取樣進行室內試驗。但由于樁的開挖深度有限，一般只在2m以內，故該法僅能檢測樁頭部分的質量。

1.2 鉆探取芯法

鉆探取芯法作為水泥攪拌樁施工質量檢測的重要手段，可以從現場芯樣直觀地判別檢測樁長、樁芯的連續性、攪拌的均勻性、粘稠狀態及水泥摻量等有較好的效果。但是，水泥攪拌樁是一種非均質樁，在鉆探取芯過程中水泥土很容易破碎，取出的芯樣經過擾動，很難保證其強度值的真實性；取芯操作一般在28d后進行，不僅會對樁體產生破壞，致使樁體強度和承載力有所下降，影響軟基加固處理的整體效果[1，2，5]；鉆探取芯檢測時間長，且費用較高，因此只能抽取少量的樁進行檢測。

1.3 低應變動力檢測

低應變動力測試是一種操作快速靈活的無檢測方法，適宜于大比例的抽檢，目前在實際工程中的應用較廣。但是，由于水泥攪拌樁采用變摻量施工，不均勻樁身造成不均勻分界面，增加了反射界面，導致樁長與波速判斷失誤[7]，且樁體強度與波速之間關系離散，難以得到確定的強度值，因此不宜作為主要的檢測手段。

1.4 靜載實驗

該法通過堆載得出單樁承載力特征值，是一種可靠的檢測方法，試驗宜在成樁28天后進行[2]。但是，水泥土強度在齡期超過28d后仍有明顯增長，當齡期超過90d后，水泥土的強度增長才減緩，使試驗結果偏于保守；單樁檢測的費用高，時間較長，使得抽檢率極低，降低了試驗結果的可信度。

1.5 靜力觸探

靜力觸探（CPT）是一種簡單、高效、經濟的原位檢測方法，能夠較準確地得到樁體長度內的強度變化，抽檢率可以較大[1]。其缺點是靜力觸探頭的偏移造容易造成樁長未達標或“斷樁”的誤判[7]，評判結果受比貫入阻力、無側限抗壓強度的影響較大，且只適合于7d齡期以內的質量檢測[11]。

1.6 標準貫入試驗（SPT）

SPT是一種齡期影響小、檢測深度大的測試方法，在標準貫入的同時取芯，可以得到較為可靠的樁體強度、均勻性和樁長[1，4]。在SPT試驗中，貫入擊數N值除了受觸探桿長度、土的自重壓力和地下水的影響外，成孔工藝和鉆進技術、落錘方式和速度、操作人員的差異等隨機性變量，也在一定程度上影響著試驗結果的準確性。

1.7 輕便動力觸探

輕便動力觸探，即以每貫入10cm的擊數N10的測定來評判樁身的質量效果良好，施工簡單，適合于高比例抽檢。但該法受齡期影響嚴重，適合于成樁后的7d以內進行，且檢測深度不超過4m，只能反應上部樁體的整體質量[3]，對深層水泥土攪拌樁的質量無法評定。

1.8 反射波法

小應變反射波法是一種用于對樁底和樁身缺陷的無損檢測方法，通過小波變換后，能夠較明顯地確定出缺陷的位置。但該法需要樁體是一維彈性桿，而在成樁28d檢測時的強度只有抗壓強度的75%，此時還未達到彈性體的要求，且水泥土攪拌樁的不均勻性，都會給反射波信號分析識別帶來較大影響[6，8，9，11]。

1.9 取漿法

取漿法是利用特定的裝置鉆取剛攪拌完成且處于流動狀態的水泥土漿液，并制成標準試塊，采取水下封閉養護的方法，養護至28d后進行室內無側限抗壓強度試驗獲得攪拌樁強度值。取漿法操作方便，測得的強度值離散性小且更接近于攪拌樁的實際強度值[10]，不會影響攪拌樁樁身的強度和均勻性。由于該法在國內缺乏相應的儀器和實踐經驗，相應的規范和標準還有待制定，且水下封閉的養護條件與水泥土攪拌樁的實際凝固條件存在一定的差異，因此目前在工程中的應用較少。

2 解決思路

水泥土攪拌樁檢測與評價的主要質量指標為：強度、均勻性、樁長、完整性及承載力，由于目前每種檢測方法都只能檢測其中一種或者幾種質量指標，且各種方法在檢測時難免會存在如上文所述的問題，因此，對于樁體的質量沒有整體的評估。在已有的檢測方法中，鉆探取芯法檢測的指標較多，是可信度較高、運用較廣的一種檢測方法，但由于成本高、時間長、對樁體擾動損傷較大等問題，不滿足簡便、高效、低損或無損的宗旨。因此，本文提出一種依照工程重要性和設計要求為依據，以現有的幾種檢測方法為基礎，基于加權平均的綜合評定方法。幾種常用檢測方法的主要檢測指標及其特點見下表1。

根據每一種檢測方法的檢測結果將其劃分為優良、合格、不合格三個等級，每個等級對應的分值見下表2。

對于用途不同的水泥土攪拌樁，需要檢測的質量指標也不同，根據各個檢測方法所得的等級分值，乘以各自對應的權重后求和，得到質量綜合評分，再根據綜合質量評分值劃分水泥土攪拌樁的質量級別。

按照樁體的受力特點，可將水泥土攪拌樁分為承重式和非承重式兩種，下面對承重式和非承重式的水泥土攪拌樁的檢測方法進行分析。

2.1 承重式水泥土攪拌樁的檢測

此類水泥土攪拌樁主要用于承受豎向荷載，因此對于樁體承載力要求較為嚴格，與此同時樁體的完整性、均勻性、樁長和強度也需要達到一定的質量標準，所以需要采取以靜載試驗為主，SPT、取漿法、反射波法為輔的綜合檢測手段。各種檢測方法抽檢比例及分值權重如下表3。

2.2 非承重式水泥土攪拌樁的檢測

對于非承重式水泥土攪拌樁，如擋墻、防滲帷幕等工程，對樁體的完整性、樁長和均勻性要求較高，所以采用以標準貫入試驗為主，取漿法和反射波法為輔的檢測手段。各種檢測方法抽檢比例及分值權重如下表4。

2.3 綜合評定

質量綜合評分采用百分制，根據加權平均法得到的總體質量分在90分以上，則視為水泥土攪拌樁的工程綜合質量優良；在75～90分之間，則視為水泥土攪拌樁的綜合質量合格；75分以下，則水泥土攪拌樁綜合質量未達標。

3 結語

一直以來，水泥土攪拌樁的檢測在施工質量的監測與評定上發揮著重要作用，但檢測效果同時受到環境、工期、工程投資等多種因素的共同影響，而且這多種因素之間又相互關聯，決定了水泥土攪拌樁檢測的復雜性和片面性。所以在進行水泥土攪拌樁評價時，為保證客觀的、全面的反映檢測樁成樁狀況和質量，需要對各個檢測指標進行檢測。樁的用途不同，則對各個指標的質量要求也不同，因此本文采用了加權平均的方式，提出了對混凝土攪拌樁的質量進行綜合評定的思路，且對于該法在實踐中的應用作出如下展望。

1）等級賦分準則及各個指標的分值權重是基于經驗的選取，尚缺乏工程實踐的檢驗，因此在應用時需要針對具體的施工環境和施工要求進行修正。

2）各種檢測方法所抽檢的比例可以根據工程要求適當提高或減小，如當設計要求對樁體某一質量指標較為嚴格時，可以加大其對應檢測方法的抽檢比例。

3）隨著取漿法與取芯法相比所具有的方便、經濟、低損等特點被越來越多的工程人員所認同，其在實際工程中的應用會越來越廣泛，進一步推動水泥土攪拌樁綜合質量評定法的發展和完善。

參考文獻

[1] 梅存濤.淺論混凝土攪拌樁樁身質量檢測與評判[J].建材與裝飾，2007（7月下旬刊）：263-264

[2] 王建平.水泥土攪拌樁的檢測方法及常見事故淺析[J].西部探礦工程，2004，98（7）：57-58.

[3] 徐建力.水泥攪拌樁質量檢測與綜合評定方法的探討[J].市政技術，2003，21（1）：50-52.

[4] 林彤.粉噴樁加固軟基的試驗研究[J].巖土力學，2000，21（2）.

[5] 李歡歡，李波.淺談基樁和水泥攪拌樁的質量檢測：鉆芯法[J].西部探礦工程，2009（增刊）：169-172.

[6] 萬佳俊，閻長虹，夏文俊，等.小波變換在水泥土攪拌樁檢測中的應用[J].工程勘察，2010（12）79-81.

[7] 宋萌，鄭必杰，周小鳳.淺談水泥土攪拌樁的地基檢測方法[J].工程技術，2009（14）：177.

[8] 郭軍輝，孫海建，王松江.淺層地震儀檢測水泥土攪拌樁完整性應用研究[J]. 工程勘察，2010（增刊1）：592-596.

[9] 董平，胡德昭，朱曉峰，等.反射波法檢測水泥攪拌樁的可行性和方法研究[J].高校地質學報，1999，15（4）：441-442.

[10] 梁志榮，李忠誠，劉江.水泥土攪拌樁取芯與取漿兩種強度檢測分析[J].巖土工程學報，2010，32（增刊1）：435-439.

[11] 封其堅.珠江三角洲地區軟土地基水泥攪拌樁處理及其檢測方法的研究[D].廣州：華南理工大學，2010.

[12] 徐曉斌.水泥攪拌樁檢測與評價方法研究[D].長春：吉林大學.