建筑工程中水泥土攪拌樁質量檢測方法研究

付松 陳波 楊爽 李皓云 張晨于

（重慶信達工程檢測技術有限公司，重慶 401320）

水泥土攪拌樁分為濕法（深層攪拌法）和干法（粉體噴攪法）兩種，適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。國家行業標準《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）對其設計、施工、質量檢測等方面進行了規范，為工程技術人員進行水泥土樁復合地基設計、施工及檢測提供了技術依據。但在復合地基承載力的檢測和樁體檢測方面，在不同地區基于某些地區性經驗，存在一些差異。本論述將根據自己一些粗淺體會就上述問題做一些討論。

一、水泥土攪拌樁的質量檢驗的特點

水泥土攪拌樁樁身質量檢驗主要采用輕型動力觸探試驗或鉆芯法,而地基加固效果則采用復合地基平板載荷試驗檢驗,三種方法各有其特點：載荷試驗是在一定面積的承壓板上施加一定的壓力,根據承壓板的沉降特性確定地基承載力,被認為是最原始、最直接、最準確的檢驗承載力的原位測試方法。在軟土地基處理質量檢測中得到了廣泛應用。鉆芯法是采用工程鉆機,沿樁長方向在樁身上鉆孔,采取芯樣進行抗壓強度試驗,并根據芯樣情況直接觀察樁身的完整性、連續性、攪拌的均勻性等的一種檢驗方法。它具有直接、直觀的特點。輕型動力觸探就是利用一定的錘擊動能,將一定規格的圓錐探頭打入攪拌樁中,根據打入樁中的阻抗大小來判別樁身強度及樁身的均勻程度。它具有簡便、快捷的特點。

二、水泥土攪拌樁質量檢測方法

（一）樁身無側限抗壓強度的檢測

樁身質量檢測采用鉆芯法。鉆芯采用XY-1型地質鉆機（鉆頭直徑110～150mm），在設計規定齡期距樁心1/4樁徑處進行鉆芯，在樁的1m以下至樁長范圍內不同部位截取設計規定齡期的試件在試驗室做無側限抗壓強度試驗。鉆取的芯樣應由上而下按回次順序擺放整齊，并按規范要求填寫鉆孔記錄；鉆芯結束后，應對芯樣和標有工程名稱、樁號、鉆芯孔號、分層、樁長、孔深的標示牌的全貌進行數碼拍照，并按規定取樣后，鉆孔用水泥砂漿回灌封閉。通過鉆芯取樣試驗可以直觀的判定樁體的長度、樁體的連續性、水泥與土攪拌的均勻性；通過取出的芯樣長度及芯樣的現場目測具體描述來判定樁體的好壞，并截取芯樣進行無側抗壓強度試驗，得出樁體芯樣的無側限抗壓強度是否滿足設計要求，確定水泥土攪拌樁的施工質量。

（二）復合地基承載力檢測

按照設計圖紙提供的復合地基承載力158kPa，現場試驗最大加載量按復合地基承載力標準值的2倍即320kPa進行，分為8級，每級加載量為40kPa，第一級加載量為40kPa。總堆載量580（480×1.2）kN。根據設計，樁形三角形布置，樁間距1.3m，因此單樁復合地基靜載荷試驗承壓板采用圓形，直徑1.37m，面積1.46m2，板底鋪設80～100mm中粗砂找平層，試坑底開挖至基底標高，坑底面積為4.1m×4.1m。采用手動油壓千斤頂加載、工字鋼搭設堆載平臺、砂袋堆積提供反力，最大壓重量580kN。在進行正式加載前，必須進行一次1分鐘的預壓，壓力是最大加載量的2%。主要是為消除砂墊層引起的不均勻沉降。

（三）單樁承載力檢驗

水泥攪拌樁單樁承載力檢驗最有效的辦法是靜載荷試驗，試驗方法參照《建筑樁基技術規范》(JGJ94-94).要強調的是：①水泥攪拌樁單樁靜載試驗的時間不宜少于28d,否則會因樁身強度偏低而無法真實反映單樁承載力性能;②試驗樁頂標高應與設計基底標高一致,并確保樁頭的密實程度,在樁頭與千斤頂之間墊放與樁徑一致的圓形墊塊,并確保樁中心與荷載中心保持一致,以充分保證在靜載荷試驗荷載作用點水泥土樁身有盡量高的強度;③由于水泥攪拌樁的力學特點介于剛性-散體材料之間,在靜載試驗時,其破壞形式多為樁身破壞(這與剛性樁有別),故對工程樁只要加載設計荷載2倍,試驗樁可以加荷至破壞以求得極限荷載。

三、實例中的檢驗結果分析

(1)承壓板面積對試驗結果的影響。理論和大量的工程實踐已經證明,載荷試驗得出的地基承載力僅局限于承壓板邊長或直徑的1-2倍深度范圍。承壓板面積越大,檢測結果就越可靠。該次試驗采用的是單樁復合地基載荷試驗,承壓板為邊長1.2m的正方形鋼板,其檢測的復合地基僅為承壓板下1.2-2.4m范圍,很顯然未達到地基壓縮層厚度。鉆芯法檢測結果表明,各樁樁身膠結差呈軟塑土狀的層位均在深度2.5m以下。同時,由于上部土層為填土層,已被壓實,其作用已相當于一墊層。此次載荷試驗受承壓板影響深度的限制,其試驗結果反映了上部壓實填土的承載能力,未能真實反映其下臥軟土層的承載能力及樁土共同作用的情況。(2)試驗條件與使用條件的不完全一致,對地基的承載力評價也會帶來一定的偏差。載荷試驗是模仿建(構)筑物在使用過程中地基土的受力與變形特性而進行的。但載荷試驗條件與建(構)筑物的使用條件并不完全一致。第一,荷載作用時間不同。建(構)筑物在使用過程中地基土承受的荷載是持久的,其作用是緩慢的,長期的;而載荷試驗時,所施加的荷載作用是快速的,短暫的。這兩種不同作用使地基土產生的變形特性是不完全一致的。第二,載荷試驗中地基土的變形是一種相對的穩定,即承壓板沉降每小時小于0.1mm時即認為沉降穩定。這與地基土在建(構)筑物在使用過程變形穩定也不完全一致。所有這些,對通過載荷試驗評價地基的真實承載力將會帶來一定的偏差。

結束語

經過實踐證明，通過在施工過程中按上所述嚴格控制深層水泥土攪拌樁的施工質量，取得了良好的效果。處理后的復合地基完全滿足設計要求。