建筑工程中水泥土搅拌桩质量检测方法研究

2019-12-18付松陈波杨爽李皓云张晨于

魅力中国 2019年27期

付松陈波杨爽李皓云张晨于

（重庆信达工程检测技术有限公司，重庆 401320）

水泥土搅拌桩分为湿法（深层搅拌法）和干法（粉体喷搅法）两种，适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。国家行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）对其设计、施工、质量检测等方面进行了规范，为工程技术人员进行水泥土桩复合地基设计、施工及检测提供了技术依据。但在复合地基承载力的检测和桩体检测方面，在不同地区基于某些地区性经验，存在一些差异。本论述将根据自己一些粗浅体会就上述问题做一些讨论。

一、水泥土搅拌桩的质量检验的特点

水泥土搅拌桩桩身质量检验主要采用轻型动力触探试验或钻芯法,而地基加固效果则采用复合地基平板载荷试验检验,三种方法各有其特点：载荷试验是在一定面积的承压板上施加一定的压力,根据承压板的沉降特性确定地基承载力,被认为是最原始、最直接、最准确的检验承载力的原位测试方法。在软土地基处理质量检测中得到了广泛应用。钻芯法是采用工程钻机,沿桩长方向在桩身上钻孔,采取芯样进行抗压强度试验,并根据芯样情况直接观察桩身的完整性、连续性、搅拌的均匀性等的一种检验方法。它具有直接、直观的特点。轻型动力触探就是利用一定的锤击动能,将一定规格的圆锥探头打入搅拌桩中,根据打入桩中的阻抗大小来判别桩身强度及桩身的均匀程度。它具有简便、快捷的特点。

二、水泥土搅拌桩质量检测方法

（一）桩身无侧限抗压强度的检测

桩身质量检测采用钻芯法。钻芯采用XY-1型地质钻机（钻头直径110～150mm），在设计规定龄期距桩心1/4桩径处进行钻芯，在桩的1m以下至桩长范围内不同部位截取设计规定龄期的试件在试验室做无侧限抗压强度试验。钻取的芯样应由上而下按回次顺序摆放整齐，并按规范要求填写钻孔记录；钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、分层、桩长、孔深的标示牌的全貌进行数码拍照，并按规定取样后，钻孔用水泥砂浆回灌封闭。通过钻芯取样试验可以直观的判定桩体的长度、桩体的连续性、水泥与土搅拌的均匀性；通过取出的芯样长度及芯样的现场目测具体描述来判定桩体的好坏，并截取芯样进行无侧抗压强度试验，得出桩体芯样的无侧限抗压强度是否满足设计要求，确定水泥土搅拌桩的施工质量。

（二）复合地基承载力检测

按照设计图纸提供的复合地基承载力158kPa，现场试验最大加载量按复合地基承载力标准值的2倍即320kPa进行，分为8级，每级加载量为40kPa，第一级加载量为40kPa。总堆载量580（480×1.2）kN。根据设计，桩形三角形布置，桩间距1.3m，因此单桩复合地基静载荷试验承压板采用圆形，直径1.37m，面积1.46m2，板底铺设80～100mm中粗砂找平层，试坑底开挖至基底标高，坑底面积为4.1m×4.1m。采用手动油压千斤顶加载、工字钢搭设堆载平台、砂袋堆积提供反力，最大压重量580kN。在进行正式加载前，必须进行一次1分钟的预压，压力是最大加载量的2%。主要是为消除砂垫层引起的不均匀沉降。

（三）单桩承载力检验

水泥搅拌桩单桩承载力检验最有效的办法是静载荷试验，试验方法参照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94).要强调的是：①水泥搅拌桩单桩静载试验的时间不宜少于28d,否则会因桩身强度偏低而无法真实反映单桩承载力性能;②试验桩顶标高应与设计基底标高一致,并确保桩头的密实程度,在桩头与千斤顶之间垫放与桩径一致的圆形垫块,并确保桩中心与荷载中心保持一致,以充分保证在静载荷试验荷载作用点水泥土桩身有尽量高的强度;③由于水泥搅拌桩的力学特点介于刚性-散体材料之间,在静载试验时,其破坏形式多为桩身破坏(这与刚性桩有别),故对工程桩只要加载设计荷载2倍,试验桩可以加荷至破坏以求得极限荷载。

三、实例中的检验结果分析

(1)承压板面积对试验结果的影响。理论和大量的工程实践已经证明,载荷试验得出的地基承载力仅局限于承压板边长或直径的1-2倍深度范围。承压板面积越大,检测结果就越可靠。该次试验采用的是单桩复合地基载荷试验,承压板为边长1.2m的正方形钢板,其检测的复合地基仅为承压板下1.2-2.4m范围,很显然未达到地基压缩层厚度。钻芯法检测结果表明,各桩桩身胶结差呈软塑土状的层位均在深度2.5m以下。同时,由于上部土层为填土层,已被压实,其作用已相当于一垫层。此次载荷试验受承压板影响深度的限制,其试验结果反映了上部压实填土的承载能力,未能真实反映其下卧软土层的承载能力及桩土共同作用的情况。(2)试验条件与使用条件的不完全一致,对地基的承载力评价也会带来一定的偏差。载荷试验是模仿建(构)筑物在使用过程中地基土的受力与变形特性而进行的。但载荷试验条件与建(构)筑物的使用条件并不完全一致。第一,荷载作用时间不同。建(构)筑物在使用过程中地基土承受的荷载是持久的,其作用是缓慢的,长期的;而载荷试验时,所施加的荷载作用是快速的,短暂的。这两种不同作用使地基土产生的变形特性是不完全一致的。第二,载荷试验中地基土的变形是一种相对的稳定,即承压板沉降每小时小于0.1mm时即认为沉降稳定。这与地基土在建(构)筑物在使用过程变形稳定也不完全一致。所有这些,对通过载荷试验评价地基的真实承载力将会带来一定的偏差。