浅谈深层搅拌桩复合地基质量检测方法的应用
2013-05-29邵琢文
邵琢文
随着我国经济建设的发展,深层搅拌桩复合地基在工程建设中得到越来越广泛的应用,深层搅拌桩常被用来处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基。深层搅拌桩复合地基是采用深层搅拌法,选用水泥作为加固体的一种新型合理的软土地基处理技术,深层搅拌桩属于半柔性和半刚性桩。因其费用低、工期短、适用范围广等特点,日益受到广大技术人员的重视。
一、现有深层搅拌桩复合地基质量检测方法评价
目前国家地基处理规范或规程中,对深层搅拌桩复合地基的检测包括施工过程中检测和施工后检测两部分,本文重点讨论后者。施工后深层搅拌桩复合地基主要有以下检测方法:
1.轻便触探法
在成桩7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样,观察搅拌均匀程度,同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。在深度4m范围内,用轻便触探可达到检查深层搅拌桩复合地基的质量状况,但在实际工作中,由于强度不均,很难取得满意效果。
2.复合地基桩身取样强度试验
规范中此法只应用于触探检验有问题的桩,仍不能全面判断整个复合地基质量。
3.复合地基载荷试验
应用于复杂工程或施工有问题的复合地基。该法可直接得出复合地基承载力标准值,是一种可靠的检测方法。但由于荷载传递深度的影响,检测结果只反映荷载板影响深度范围内复合地基的承载力情况。研究表明,单桩复合地基试验的有效影响深度仅相当于压板宽度的3倍,难以通过载荷试验结果对整个桩长深度内复合地基的施工质量进行评价。因载荷试验的试验费用高、工期长、数量少、评价结果受诸多因素影响,缺少代表性,并不能全面反映复合地基工程的质量。
4.开挖检查
只能检查桩顶部分及3~4m深度范围内外观质量。
5.基槽验收
检验复合地基的桩位、桩数和桩顶质量,只能作简单的复核性检查,解决不了复合地基桩身存在的问题。
6.动测法和静力触探法
二者还处于探索阶段,有效性还有待研究。
现有检测方法的不足是对于深层搅拌桩复合地基的搅拌桩中下部质量判断不力,好的检测方法必须作出全面评价。真实反映深层搅拌桩复合地基实际质量状况,应采用载荷试验、取芯、标贯试验等综合手段作出全面评价。
二、载荷试验、取芯、标贯试验检测方法
深层搅拌桩复合地基的桩身质量主要取决于水泥土的均匀性和强度,检测工作必须紧紧围绕这两个方面。深层搅拌桩复合地基质量检测需采用载荷试验、取芯、无侧限抗压试验、标贯试验进行综合评定。
1.载荷试验
依据《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)及《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-91),复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,并以复合地基试验结果作为复合地基评价的主要依据。
2.取芯、无侧限抗压试验
通过取芯观察,可定性判断深层搅拌桩复合地基中桩的水泥土的均匀性并辅以无侧限强度试验,可按优质、良好、合格、不合格进行评定。
3.标贯试验
通过现场标贯试验,可定量判断深层搅拌桩复合地基中桩的水泥土质量,可按10d龄期标贯击数不低于10的合格标准进行评定。
三、工程应用实例
淮河入海水道穿堤建筑物窑头河涵洞,设计采用深层搅拌桩处理软土地基,深层搅拌桩根据上部结构,荷载分布要求按正方形布置,桩间距分别为1.1m、1.0m和1.3m。搅拌桩桩长L=11.20m,桩径Φ=600,水泥渗入量18%。桩按1.3m×1.3m布置时,复合地基承载力设计值为118.1kPa。为进行复合地基评价,采用载荷试验、取芯、标贯试验等测试手段进行综合评定,具体如下:
1.载荷试验
根据设计要求,选取桩间距按1.3m×1.3m布置的复合地基,进行4组复合地基试验。试验选用1.3m×1.3m压板,按479kN堆载,结果见表1。
根据测试结果,该工程的复合地基承载力标准值为122.75kPa,满足设计要求。
2.取芯、无侧限抗压试验
表1 载荷试验结果表
表2 水泥土质量检测控制标准
按总桩数2%进行桩身取芯,并选样进行了无侧限抗压试验。依据《窑头河涵洞搅拌桩取芯报告》(2630),该工程的复合地基搅拌桩搅拌均匀程度为较均匀~均匀,质量为优良等级。评定依据《土木工程学报》第33卷中《超长水泥土搅拌桩的试验研究和工程应用》中表4,控制标准详见表2。
3.标贯试验
按总桩数2%进行了标贯试验,依据《窑头河涵洞搅拌桩取芯报告》(2630),该工程的复合地基搅拌桩10d龄期桩身各点的标贯击数均大于10击,一般击数为16~22击,质量评定为优良,评定依据见表2。
通过采用以上检测手段,该工程复合地基承载力满足设计要求,质量等级为优良。
采用载荷、取芯、无侧限抗压、标贯试验综合检测,可对深层搅拌桩复合地基中全长范围内的桩身均匀性和强度作全面评价。
四、结论
深层搅拌桩复合地基的质量检测应以载荷试验、取芯、标贯试验为主要手段。通过载荷试验可以得出在压板影响深度内的承载力标准值;通过钻孔取芯观察可以定性判断水泥土的均匀性;通过标贯试验可定量判断搅拌桩水泥土质量。
通过载荷试验、取芯、标贯试验等手段对深层搅拌桩复合地基质量进行综合评定,结果准确、有效■