建筑工程中水泥土攪拌樁質(zhì)量檢測方法研究

付松 陳波 楊爽 李皓云 張晨于

（重慶信達(dá)工程檢測技術(shù)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(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）對其設(shè)計、施工、質(zhì)量檢測等方面進(jìn)行了規(guī)范，為工程技術(shù)人員進(jìn)行水泥土樁復(fù)合地基設(shè)計、施工及檢測提供了技術(shù)依據(jù)。但在復(fù)合地基承載力的檢測和樁體檢測方面，在不同地區(qū)基于某些地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)，存在一些差異。本論述將根據(jù)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(zhì)量檢驗(yàn)的特點(diǎn)

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

二、水泥土攪拌樁質(zhì)量檢測方法

（一）樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的檢測

樁身質(zhì)量檢測采用鉆芯法。鉆芯采用XY-1型地質(zhì)鉆機(jī)（鉆頭直徑110～150mm），在設(shè)計規(guī)定齡期距樁心1/4樁徑處進(jìn)行鉆芯，在樁的1m以下至樁長范圍內(nèi)不同部位截取設(shè)計規(guī)定齡期的試件在試驗(yàn)室做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序擺放整齊，并按規(guī)范要求填寫鉆孔記錄；鉆芯結(jié)束后，應(yīng)對芯樣和標(biāo)有工程名稱、樁號、鉆芯孔號、分層、樁長、孔深的標(biāo)示牌的全貌進(jìn)行數(shù)碼拍照，并按規(guī)定取樣后，鉆孔用水泥砂漿回灌封閉。通過鉆芯取樣試驗(yàn)可以直觀的判定樁體的長度、樁體的連續(xù)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(xiàn)場目測具體描述來判定樁體的好壞，并截取芯樣進(jìn)行無側(cè)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，得出樁體芯樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計要求，確定水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量。

（二）復(fù)合地基承載力檢測

按照設(shè)計圖紙?zhí)峁┑膹?fù)合地基承載力158kPa，現(xiàn)場試驗(yàn)最大加載量按復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值的2倍即320kPa進(jìn)行，分為8級，每級加載量為40kPa，第一級加載量為40kPa?？偠演d量580（480×1.2）kN。根據(jù)設(shè)計，樁形三角形布置，樁間距1.3m，因此單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)承壓板采用圓形，直徑1.37m，面積1.46m2，板底鋪設(shè)80～100mm中粗砂找平層，試坑底開挖至基底標(biāo)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(shè)堆載平臺、砂袋堆積提供反力，最大壓重量580kN。在進(jìn)行正式加載前，必須進(jìn)行一次1分鐘的預(yù)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(yàn)

水泥攪拌樁單樁承載力檢驗(yàn)最有效的辦法是靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)方法參照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94).要強(qiáng)調(diào)的是：①水泥攪拌樁單樁靜載試驗(yàn)的時間不宜少于28d,否則會因樁身強(qiáng)度偏低而無法真實(shí)反映單樁承載力性能;②試驗(yàn)樁頂標(biāo)高應(yīng)與設(shè)計基底標(biāo)高一致,并確保樁頭的密實(shí)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(yàn)荷載作用點(diǎn)水泥土樁身有盡量高的強(qiáng)度;③由于水泥攪拌樁的力學(xué)特點(diǎn)介于剛性-散體材料之間,在靜載試驗(yàn)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(shè)計荷載2倍,試驗(yàn)樁可以加荷至破壞以求得極限荷載。

三、實(shí)例中的檢驗(yàn)結(jié)果分析

(1)承壓板面積對試驗(yàn)結(jié)果的影響。理論和大量的工程實(shí)踐已經(jīng)證明,載荷試驗(yàn)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(jié)果就越可靠。該次試驗(yàn)采用的是單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn),承壓板為邊長1.2m的正方形鋼板,其檢測的復(fù)合地基僅為承壓板下1.2-2.4m范圍,很顯然未達(dá)到地基壓縮層厚度。鉆芯法檢測結(jié)果表明,各樁樁身膠結(jié)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(shí),其作用已相當(dāng)于一墊層。此次載荷試驗(yàn)受承壓板影響深度的限制,其試驗(yàn)結(jié)果反映了上部壓實(shí)填土的承載能力,未能真實(shí)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(yàn)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(yàn)是模仿建(構(gòu))筑物在使用過程中地基土的受力與變形特性而進(jìn)行的。但載荷試驗(yàn)條件與建(構(gòu))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(gòu))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(yàn)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(chǎn)生的變形特性是不完全一致的。第二,載荷試驗(yàn)中地基土的變形是一種相對的穩(wěn)定,即承壓板沉降每小時小于0.1mm時即認(rèn)為沉降穩(wěn)定。這與地基土在建(構(gòu))筑物在使用過程變形穩(wěn)定也不完全一致。所有這些,對通過載荷試驗(yàn)評價地基的真實(shí)承載力將會帶來一定的偏差。

結(jié)束語

經(jīng)過實(shí)踐證明，通過在施工過程中按上所述嚴(yán)格控制深層水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量，取得了良好的效果。處理后的復(fù)合地基完全滿足設(shè)計要求。