论文部分内容阅读
[摘 要] 高速公路水泥搅拌桩施工量大、面广，且是隐蔽工程，现有水泥搅拌桩施工机具无法自动、准确地控制水泥搅拌桩施工质量。因此，如何对水泥搅拌桩施工质量进行检测，实施水泥搅拌桩施工过程中质量有效控制，是软基处理工程没有很好解决而迫切需要解决的问题。就水泥搅拌桩应用中常见的检测方法及其质量评定进行了浅析，提出了几点建议。
[关键词] 水泥搅拌桩 质量检测 控制
1.水泥搅拌桩的质量检测方法
水泥搅拌桩桩身质量至少包括 ：桩体强度、搅拌均匀性和桩身长度。
1.1 挖桩检查法
挖桩检查主要查看桩的成型情况，鉴定外观方面：桩体是否圆匀，有无缩颈和回陷现象；搅拌是否均匀，凝体有无松散；群桩桩顶是否平齐，间距是否均匀。同时可分别在桩顶以下50、150cm等部位砍取足尺桩头，进行无侧限抗压强度试验。
1.2 轻便触探仪触探法
在使用轻便动力触探法检测粉喷桩时应注意：①探测深度不能超过4 in；②触探点不能在桩中心位置，一般定在距桩中心2／5桩径处，以避开桩中心水泥含量中偏少、强度低的喷灰搅拌盲区，以使触探具有代表性；③触探时触探仪的穿心杆一定要保持垂直。
1.3 静力触探法和标贯法检测
采用SPT法结合钻孔取芯对不同龄期、不同的掺入比条件下，对多根水泥搅拌桩进行过对比试验。根据静力触探比贯入阻力PS和标贯击数N与钻孔取芯无侧限抗压强度QU测试结果，采用数理统计方法提出以下统计关系：静力触探比贯入阻力PS与无侧限抗压强度QU之间关系
QU = 39.3+4.17P （7d龄期） 标贯击数N与无侧限抗压强度QU之间关系
QU =17.85+6.8N 2≤N63.5≤18 （ 7 d龄期） QU =268.4+10.6N 16≤N63.5≤30 （28d龄期）
龄期的增长，桩身强度逐渐提高 因此静力触探法宜在成桩后近期内进行。该方法有直、 快速的特点，但无论在理论上还是实践上还需要作深入探讨，对测试设备也须作进一步改进和完善。因此，没有将该法列为水泥搅拌桩的质量检测方法。
1.4 动测法
应该是指小应变动测法，它是基于一维波动理论，利用弹性波的传播规律来分析桩身完整性。
1.5 钻孔取芯法
它是目前最常用的方法，测定结果能较好地反映粉喷桩的整体质量。
1.5.1 打桩机的影响，检测前期（14d）选择钻机时由于搅拌桩强度较低，应选用立轴最大钻压比较小的钻机型（如XY一1型钻探机）钻取。在一定龄期（28d） 后检测时，强度小的桩体钻探可以施加大的钻压钻探，强度大的桩体应施加小的压力来钻探避免压碎桩体而取不出完整的芯样。
1.5.2 操作人员的技术水平影响，操作水平的好坏直接影响搅拌桩钻出芯样的无侧限抗压强度的大小。
1.5.3 机器钻头影响，钻头材质和形状的不同也会影响芯样的钻取质量和芯样试件的无侧限抗压强度，宜采用大直径金刚石钻头。
1.5.4 地质条件影响，由于地质条件的不同，取芯芯样的无侧限抗压强度也是不同的， 存在很大变化。
1.6 单桩或复合地基承载力检测
能准确、直接测出单桩或复合地基承载力的最标准的方法包括：单桩静载试验和复合地基静载试验。载荷试验中常遇到的问题如下：
1.6.1 试验点的复合地基面积。试验点的复合地基面积不足或大于处理面积，不能简单地按整个复合地基的平均承载力来计算该试验点的承载力。
1.6.2 单桩及多桩复合地基。多载荷试验搅拌桩复合地基与钢筋混凝土桩的主要区别在于， 复合地基是桩和土共同承担上部结构传来的荷载，而钢筋混凝土桩一般只考虑桩的承载力， 不直接考虑土的承载力。
1.6.3 试验压板面积。试验压板面积与试验点的处理面积应一致。
1.6.4 试验压板高程及砂找平层。搅拌桩基础是一种复合地基，其上部结构所传来的压力通过搅拌桩本身及周围的土体来共同承担。高程不同，那么土和桩的承载力亦有所不同。试验压板高程应与基础底面的设计高程相同。
1.6.5 承载力基本值。 从大量的复合地基载荷试验资料中发现压力沉降关系线是一条平缓的光滑曲线，一般看不出明显的拐点，相邻两级压力所对应的沉降量之比亦无一定规律，主要按规定的沉降比确定复合地基承载力基本值。
2.关于水泥搅拌桩的质量评定探讨
2.1 I类桩：①桩长、桩径满足设计要求，整体喷浆均匀，无断浆现象。②桩体能取出完整的柱状芯样，芯样完整且连续、主要呈柱状或短柱状，局部松散呈块、饼状或片状。③桩身上、中、下段强度均满足设计要求。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80％。II类桩：①桩长达到设计要求，整桩喷浆局部不均匀，但无断浆现象。② 桩体的芯样大部分完整，主要柱状、短柱状或饼块片状 ；③强度满足设计要求。所取芯样的柱状加块片状取芯率大于65％；当取芯率小于65％时，标贯击数须大于设计要求。Ⅲ类桩：①桩长达不到设计要求。②桩体喷浆不均匀，有断浆现象。③桩体的芯样松散（ 无粘结），大部分呈块片状，不能制成等高试件。④芯样呈软塑、 流塑或取不出芯样。⑤所取芯样的柱状加块片状取芯率小于65％；且标贯击数小于设计要求。其中：I类为优良桩，Ⅱ类为合格桩，m类为不合格桩。
2.2 复合地基承载力评定。单桩或复合地基承载力必须满足设计要求。
2.3 综合评定（桩体质量评定与验收）。单桩或复合地基承载力满足设计要求，单桩桩体评定均为Ⅱ类桩以上，其中I类桩占85％以上，其他指标合格时评定为优良；单桩或复合地基承载力满足设计要求，单桩评定均为 Ⅱ类桩以上，其中I类桩应占60 ％以上，其他指标合格时评定为合格。
3.结论
3.1 质量评定，在目前的水平下，对于以承载和变形为主要功能的复合地基基础处理，应采用以单桩静载试验或单桩复合地基载荷试验为主，条件允许时还应适当选择部分多桩（2～3桩）复合地基载荷试验进行复合地基承载力试验复核，同时可辅以开挖及钻芯检查，钻芯结果只能作为参考 。
3.2 对 施工质量作出正确的判断和评价，对合格的桩及时认可其质量；对不合格的桩及时采取有效措施，既要保证工程质量又不影响工程进度，这就迫切要求质量检测人员尽快创造出一种可以全面检测水泥搅拌桩的完美的检测方法。
3.3 严格施工过程的管理和质量控制非常重要。水泥搅拌桩软基处理属于隐蔽工程，因此，应紧抓施工环节。
参考文献：
[1] 李培全。深层搅拌桩复合地基载荷试验问题探讨[J].工程质量。2001，（9）.
[2] 贺春玲。水泥搅拌桩检测问题探讨[J].工业技术，2007，（23）.
[关键词] 水泥搅拌桩 质量检测 控制
1.水泥搅拌桩的质量检测方法
水泥搅拌桩桩身质量至少包括 ：桩体强度、搅拌均匀性和桩身长度。
1.1 挖桩检查法
挖桩检查主要查看桩的成型情况，鉴定外观方面：桩体是否圆匀，有无缩颈和回陷现象；搅拌是否均匀，凝体有无松散；群桩桩顶是否平齐，间距是否均匀。同时可分别在桩顶以下50、150cm等部位砍取足尺桩头，进行无侧限抗压强度试验。
1.2 轻便触探仪触探法
在使用轻便动力触探法检测粉喷桩时应注意：①探测深度不能超过4 in；②触探点不能在桩中心位置，一般定在距桩中心2／5桩径处，以避开桩中心水泥含量中偏少、强度低的喷灰搅拌盲区，以使触探具有代表性；③触探时触探仪的穿心杆一定要保持垂直。
1.3 静力触探法和标贯法检测
采用SPT法结合钻孔取芯对不同龄期、不同的掺入比条件下，对多根水泥搅拌桩进行过对比试验。根据静力触探比贯入阻力PS和标贯击数N与钻孔取芯无侧限抗压强度QU测试结果，采用数理统计方法提出以下统计关系：静力触探比贯入阻力PS与无侧限抗压强度QU之间关系
QU = 39.3+4.17P （7d龄期） 标贯击数N与无侧限抗压强度QU之间关系
QU =17.85+6.8N 2≤N63.5≤18 （ 7 d龄期） QU =268.4+10.6N 16≤N63.5≤30 （28d龄期）
龄期的增长，桩身强度逐渐提高 因此静力触探法宜在成桩后近期内进行。该方法有直、 快速的特点，但无论在理论上还是实践上还需要作深入探讨，对测试设备也须作进一步改进和完善。因此，没有将该法列为水泥搅拌桩的质量检测方法。
1.4 动测法
应该是指小应变动测法，它是基于一维波动理论，利用弹性波的传播规律来分析桩身完整性。
1.5 钻孔取芯法
它是目前最常用的方法，测定结果能较好地反映粉喷桩的整体质量。
1.5.1 打桩机的影响，检测前期（14d）选择钻机时由于搅拌桩强度较低，应选用立轴最大钻压比较小的钻机型（如XY一1型钻探机）钻取。在一定龄期（28d） 后检测时，强度小的桩体钻探可以施加大的钻压钻探，强度大的桩体应施加小的压力来钻探避免压碎桩体而取不出完整的芯样。
1.5.2 操作人员的技术水平影响，操作水平的好坏直接影响搅拌桩钻出芯样的无侧限抗压强度的大小。
1.5.3 机器钻头影响，钻头材质和形状的不同也会影响芯样的钻取质量和芯样试件的无侧限抗压强度，宜采用大直径金刚石钻头。
1.5.4 地质条件影响，由于地质条件的不同，取芯芯样的无侧限抗压强度也是不同的， 存在很大变化。
1.6 单桩或复合地基承载力检测
能准确、直接测出单桩或复合地基承载力的最标准的方法包括：单桩静载试验和复合地基静载试验。载荷试验中常遇到的问题如下：
1.6.1 试验点的复合地基面积。试验点的复合地基面积不足或大于处理面积，不能简单地按整个复合地基的平均承载力来计算该试验点的承载力。
1.6.2 单桩及多桩复合地基。多载荷试验搅拌桩复合地基与钢筋混凝土桩的主要区别在于， 复合地基是桩和土共同承担上部结构传来的荷载，而钢筋混凝土桩一般只考虑桩的承载力， 不直接考虑土的承载力。
1.6.3 试验压板面积。试验压板面积与试验点的处理面积应一致。
1.6.4 试验压板高程及砂找平层。搅拌桩基础是一种复合地基，其上部结构所传来的压力通过搅拌桩本身及周围的土体来共同承担。高程不同，那么土和桩的承载力亦有所不同。试验压板高程应与基础底面的设计高程相同。
1.6.5 承载力基本值。 从大量的复合地基载荷试验资料中发现压力沉降关系线是一条平缓的光滑曲线，一般看不出明显的拐点，相邻两级压力所对应的沉降量之比亦无一定规律，主要按规定的沉降比确定复合地基承载力基本值。
2.关于水泥搅拌桩的质量评定探讨
2.1 I类桩：①桩长、桩径满足设计要求，整体喷浆均匀，无断浆现象。②桩体能取出完整的柱状芯样，芯样完整且连续、主要呈柱状或短柱状，局部松散呈块、饼状或片状。③桩身上、中、下段强度均满足设计要求。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80％。II类桩：①桩长达到设计要求，整桩喷浆局部不均匀，但无断浆现象。② 桩体的芯样大部分完整，主要柱状、短柱状或饼块片状 ；③强度满足设计要求。所取芯样的柱状加块片状取芯率大于65％；当取芯率小于65％时，标贯击数须大于设计要求。Ⅲ类桩：①桩长达不到设计要求。②桩体喷浆不均匀，有断浆现象。③桩体的芯样松散（ 无粘结），大部分呈块片状，不能制成等高试件。④芯样呈软塑、 流塑或取不出芯样。⑤所取芯样的柱状加块片状取芯率小于65％；且标贯击数小于设计要求。其中：I类为优良桩，Ⅱ类为合格桩，m类为不合格桩。
2.2 复合地基承载力评定。单桩或复合地基承载力必须满足设计要求。
2.3 综合评定（桩体质量评定与验收）。单桩或复合地基承载力满足设计要求，单桩桩体评定均为Ⅱ类桩以上，其中I类桩占85％以上，其他指标合格时评定为优良；单桩或复合地基承载力满足设计要求，单桩评定均为 Ⅱ类桩以上，其中I类桩应占60 ％以上，其他指标合格时评定为合格。
3.结论
3.1 质量评定，在目前的水平下，对于以承载和变形为主要功能的复合地基基础处理，应采用以单桩静载试验或单桩复合地基载荷试验为主，条件允许时还应适当选择部分多桩（2～3桩）复合地基载荷试验进行复合地基承载力试验复核，同时可辅以开挖及钻芯检查，钻芯结果只能作为参考 。
3.2 对 施工质量作出正确的判断和评价，对合格的桩及时认可其质量；对不合格的桩及时采取有效措施，既要保证工程质量又不影响工程进度，这就迫切要求质量检测人员尽快创造出一种可以全面检测水泥搅拌桩的完美的检测方法。
3.3 严格施工过程的管理和质量控制非常重要。水泥搅拌桩软基处理属于隐蔽工程，因此，应紧抓施工环节。
参考文献：
[1] 李培全。深层搅拌桩复合地基载荷试验问题探讨[J].工程质量。2001，（9）.
[2] 贺春玲。水泥搅拌桩检测问题探讨[J].工业技术，2007，（23）.