關(guān)于水泥攪拌樁質(zhì)量檢測的探討

廣東天信電力工程檢測有限公司 510663

摘要：水泥攪拌樁是通過攪拌機(jī)械將水泥等固化劑與原狀軟土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固體，從而達(dá)到提高地基承載力或增加土體整體性與抗?jié)B性能的目的。本文重點(diǎn)分析水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測。

關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁；質(zhì)量檢測；方法

水泥攪拌樁具有造價(jià)低、速度快、操作相對簡單、對周圍影響小等優(yōu)點(diǎn)。至今，水泥攪拌樁被廣泛應(yīng)用到軟土地基處理、基坑支護(hù)抗?jié)B止水等方面中，但是水泥攪拌樁的質(zhì)量方面還是存在不足，還沒能夠完全符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》要求在地基淺部開挖和早期輕型觸探的前提下，采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)作為承載力驗(yàn)收方法，對質(zhì)量存在有疑點(diǎn)的樁采用鉆芯法進(jìn)行取芯檢驗(yàn)，而對水泥攪拌樁的鉆芯檢測缺乏相應(yīng)檢測操作和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；我國大部分地區(qū)參照混凝土樁鉆芯法相應(yīng)操作和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行鉆芯檢測，這對于半剛?cè)嵝缘乃鄶嚢铇妒遣环弦?guī)定的。

1影響水泥攪拌樁質(zhì)量的主要因素

1.1 施工管理存在問題

影響水泥攪拌樁質(zhì)量的主要原因在于施工管理。目前建筑行業(yè)出現(xiàn)層層分包現(xiàn)象，而總包單位對施工分包單位管理不到位，現(xiàn)場施工管理混亂，主要技術(shù)指標(biāo)未按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，樁身均勻性和連續(xù)性均無法保證；更有施工單位存在偷工減料的問題，減少水泥用量、攪拌深度和攪拌次數(shù)，施工質(zhì)量極差。

1.2 施工技術(shù)存在問題

垂直度、設(shè)備儀器、水灰比、攪拌深度、攪拌速度、提升速度、噴漿量是影響攪拌樁質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)，而往往在施工時(shí)，施工人員對這些指標(biāo)不夠重視，由此影響工程質(zhì)量。

1.3 地質(zhì)條件原因

地質(zhì)條件是影響水泥攪拌樁質(zhì)量的主要難點(diǎn)。對于泥炭土、有機(jī)質(zhì)土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水豐富且滲流嚴(yán)重地層、地下水具有腐蝕性時(shí)，水泥攪拌樁施工容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。針對上述情況應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)調(diào)整施工參數(shù)，研究改進(jìn)工法，采用合適添加劑、水灰比、攪拌次數(shù)等方法避免質(zhì)量問題。

2水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測方法優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 靜力觸探、圓錐動力觸探（輕型）

靜力觸探（CPT）、輕型觸探可判定樁體強(qiáng)度變化和樁身的均勻性，且其設(shè)備簡單，操作方便；但該方法通常只能對成樁齡期在3～15d內(nèi)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，強(qiáng)度發(fā)育的中后期因水泥土強(qiáng)度較高該方法無法試驗(yàn)。李國維等對試驗(yàn)設(shè)備和方法做改進(jìn)，并研究發(fā)現(xiàn)前期（7d）觸探數(shù)據(jù)與中期（28d）樁身強(qiáng)度具有良好的線性相關(guān)性，其亦指出其它地區(qū)采用此相關(guān)性模型仍需結(jié)合具體工程情況試驗(yàn)確定。由于水泥土強(qiáng)度發(fā)育受原狀土性質(zhì)、施工工藝參數(shù)（水泥用量、水灰比、攪拌次數(shù)等）影響，在不同地質(zhì)情況、工藝參數(shù)下（原狀土的擾動、水泥土的均勻性和強(qiáng)度發(fā)育速度等因素影響），由觸探數(shù)據(jù)來推定水泥攪拌樁后期強(qiáng)度水平似乎很難建立聯(lián)系，觸探數(shù)據(jù)與樁身強(qiáng)度之間對應(yīng)關(guān)系是否普遍成立仍未可知。

2.2 低應(yīng)變、地質(zhì)雷達(dá)、附加質(zhì)量等動（聲）測法

不少學(xué)者研究采用動測（聲測）法檢測水泥攪拌樁，但由于樁身的不均勻性、作用機(jī)理的復(fù)雜性、樁土阻尼比相近和波傳播的高衰減性等特點(diǎn)，目前仍未能很好應(yīng)用。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、重型動力觸探

標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)（SPT）用于評價(jià)天然土地基、處理土地基以及復(fù)合地基等方面積累了很多經(jīng)驗(yàn)（重型動力觸探與其類似），標(biāo)貫擊數(shù)與樁身強(qiáng)度之間存在著某種對應(yīng)關(guān)系。但從實(shí)際操作來看，采用SPT作為攪拌樁檢測方法存在很多問題：（1）對水泥攪拌樁前期采用SPT檢測推定中后期強(qiáng)度，涉及影響因素較多對應(yīng)關(guān)系難確定；（2）水泥攪拌樁中后期強(qiáng)度較高，無法單獨(dú)進(jìn)行SPT，需結(jié)合鉆芯法，這就增加了操作時(shí)間，影響檢測速度；（3）SPT對堅(jiān)硬水泥土試驗(yàn)時(shí)間長且易損壞設(shè)備（堅(jiān)硬完整水泥土可直接取芯做抗壓試驗(yàn)無需SPT推定強(qiáng)度），對軟水泥土更無需試驗(yàn)可由芯樣軟硬狀態(tài)直接判定不合格。故SPT檢測水泥攪拌樁意義不大。

2.4 鉆芯法

鉆芯法是檢測水泥攪拌樁樁身質(zhì)量最直觀的方法，也是目前采用較多的方法，可檢測樁身質(zhì)量、均勻性、樁長、持力層情況，對芯樣表觀進(jìn)行定性評價(jià)、取芯進(jìn)行室內(nèi)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)定量評價(jià)。目前有些省市地方標(biāo)準(zhǔn)已將鉆芯法作為檢測水泥攪拌樁成樁質(zhì)量的主要方法，結(jié)合SPT數(shù)據(jù)形成評分系統(tǒng)驗(yàn)收水泥攪拌樁，該標(biāo)準(zhǔn)對于各地制定地方規(guī)范和形成國家規(guī)范具有參考意義，也說明了采用鉆芯法作為水泥攪拌樁樁身質(zhì)量檢測方法的可行性。

2.5 多指標(biāo)評分體系

多指標(biāo)評分體系將鉆芯法檢測指標(biāo)（包括芯樣軟硬狀態(tài)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和其他芯樣完整性指標(biāo)）結(jié)合SPT指標(biāo)按經(jīng)驗(yàn)制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)評分，再按各指標(biāo)對樁身質(zhì)量的影響程度給予比例權(quán)值，最后計(jì)算出評價(jià)總分作為樁身質(zhì)量驗(yàn)收依據(jù)。從表面上看，這種多指標(biāo)評分體系綜合考慮各種檢測數(shù)據(jù)綜合分析水泥攪拌樁質(zhì)量，并且將鉆芯法對樁身的定性分析轉(zhuǎn)變成定量分析利用檢測判定，這對于采用鉆芯法標(biāo)準(zhǔn)化判定水泥攪拌樁質(zhì)量是有利的；但從實(shí)質(zhì)上講，各種指標(biāo)仍以鉆芯法檢測獲得（SPT已在前分析過其缺點(diǎn)），與其將鉆芯法的各種指標(biāo)轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的公式計(jì)算總分評價(jià)成樁質(zhì)量，不如對鉆芯法的操作方法和判定標(biāo)準(zhǔn)做改進(jìn)和細(xì)化以形成水泥攪拌樁鉆芯檢測的標(biāo)準(zhǔn)，后者更簡單方便。

2.6單樁或復(fù)合地基承載力檢測

能準(zhǔn)確、直接測出單樁或復(fù)合地基承載力的最標(biāo)準(zhǔn)的方法包括：單樁靜載試驗(yàn)和復(fù)合地基靜載試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)中常遇到的問題如下：

（1）試驗(yàn)點(diǎn)的復(fù)合地基面積

試驗(yàn)點(diǎn)的復(fù)合地基面積不足或大于處理面積，不能簡單地按整個(gè)復(fù)合地基的平均承載力來計(jì)算該試驗(yàn)點(diǎn)的承載力。

（2）單樁及多樁復(fù)合地基

多載荷試驗(yàn)水泥攪拌樁復(fù)合地基與鋼筋混凝土樁的主要區(qū)別在于，復(fù)合地基是樁和土共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，而鋼筋混凝土樁一般只考慮樁的承載力，不直接考慮土的承載力。

（3）試驗(yàn)壓板面積

試驗(yàn)壓板面積與試驗(yàn)點(diǎn)的處理面積應(yīng)一致。

（4）試驗(yàn)壓板高程及砂找平層

水泥攪拌樁基礎(chǔ)是一種復(fù)合地基，其上部結(jié)構(gòu)所傳來的壓力通過水泥攪拌樁本身及周圍的土體來共同承擔(dān)。高程不同，那么土和樁的承載力亦有所不同。試驗(yàn)壓板高程應(yīng)與基礎(chǔ)底面的設(shè)計(jì)高程相同。

（5）承載力基本值

從大量的復(fù)合地基載荷試驗(yàn)資料中發(fā)現(xiàn)壓力沉降關(guān)系線是一條平緩的光滑曲線，一般看不出明顯的拐點(diǎn)，相鄰兩級壓力所對應(yīng)的沉降量之比亦無一定規(guī)律，主要按規(guī)定的沉降比確定復(fù)合地基承載力基本值。

3結(jié)束語

該文從檢測的方便性、準(zhǔn)確性等角度分析目前水泥攪拌樁成樁質(zhì)量的各種檢測方法，提出鉆芯法更優(yōu)于其它方法；結(jié)合數(shù)量較多的水泥攪拌樁檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，鉆芯法檢測指標(biāo)結(jié)果不合格率遠(yuǎn)高于承載力檢測指標(biāo)，且鉆芯法檢測結(jié)果與承載力檢測結(jié)果具有一致關(guān)聯(lián)性，提出采用鉆芯法作為水泥攪拌樁成樁質(zhì)量驗(yàn)收的建議檢測方法，對樁身質(zhì)量有問題的樁再采用承載力檢測進(jìn)一步驗(yàn)證，達(dá)到保證質(zhì)量、節(jié)約費(fèi)用、縮短工期的目的。

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