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【摘 要】 介绍深层水泥搅拌桩施工质量的各种检测方法，为深层水泥搅拌桩施工质量检测方法的选择提供指导。
【关键词】 深层水泥搅拌桩；施工质量；检测方法
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）01-060-02
1前言
水泥土搅拌法是适用于加固饱和粘性土和粉土等地基的一种方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体件、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基上搅拌。在深层搅拌桩地基处理中，保证搅拌桩的有效长度和桩身强度达到设计要求是保证地基处理质量的关键。在实际工作中，这一问题就转化为如何对水泥土搅拌桩桩身质量进行有效检测。
2深层水泥搅拌桩的质量检测
所谓桩身质量包括桩的物理尺寸、连续性和桩身材料的密实性等三方面，这就构成水泥搅拌桩桩身质量检测的三个基本内容，即：①桩身材料的密实度，主要指水泥土的无侧限抗压强度；②桩身的连续性,指水泥土搅拌是否均一；③桩身的物理尺寸,指桩身的截面和桩的有效长度。为了保证搅拌桩的桩身质量，应根据工程重要性和复杂程度合理选择检验桩身质量的方法，常用的检测方法有：轻型动力触探试验(N10)、标准贯入试验(N63.5)、静力触探试验、低应变桩身无损检测、静载荷试验等原位测试方法以及钻探取芯法。
2.1轻型动力触探试验。轻型动力触探试验全称为轻型圆锥动力触探试验。它是用一定质量的重锤(10kg)，以一定高度的自由落距(50cm)，将标准规格的圆锥形探头贯入土中，根据探头入土一定距离(30cm)所需的锤击数(即N10)来判定土的力学性能的一种原位测试方法。试验时还可利用其附带的钻头，取出桩体的水泥土，肉眼鉴定其颜色、均匀性及是否存在未被搅匀的团块等。依据有关技术规范，采用轻型动力触探(N10)进行检测的桩应占工程桩总数的2%以上。测试应在7天以内进行。这种检测方法设备简单、操作易行、测试数量不受限制；缺点为技术含量低，经验性强,无法进行数据的自动采集和存储，检测深度一般不大于4m，无法对深部强度与桩身完整性进行判断。
2.2标准贯入试验。标准贯入试验与轻型动力触探试验类似，也是利用重锤(63.5kg)的自由落距(76cm)，将标准规格的贯入器贯入土中，通过贯入器入土30cm所需的锤击数(N)来判定土的力学性能。通常用此来评价岩土的物理力学性状、地基土承载力和评价饱和砂土(粉土)的液化特征等。试验中也可自贯入器取出岩土，肉眼鉴定其颜色、均匀性等。应用标准贯入试验检测深层搅拌桩桩身质量的实例尚不多见，但其原理和方法如同轻型动力触探一样，完全是可行的。鉴于地基土、水泥土与均质的金属材料相比，强度特性差异很大，特定场地条件下的规律不尽相同，若要普遍运用此法，则依据尚不充分。这种检测方法施工较简单，测试数量及深度不受限制，可结合取芯钻探同时进行；缺点是技术含量较低，经验性强，无法进行数据的自动采集和存储；设备较笨重，需动用工程钻机，因而工效较低；尚无技术规范的依据和成熟的判定标准。
2.3静力触探试验。静力触探试验是一种兼有测试和勘探功效的原位测试方法，采用静力匀速将一定规格的探头压入土体测定比贯入阻力、锥尖阻力及侧壁摩擦力。此法适用于粘性土、粉土、粉砂和含少量碎石的土。根据Broms法计算公式，可以通过比贯入阻力求得一定龄期的水泥土强度：
q0=(Ps)(10a)
式中：
q0——标准强度
ps——静力触探比贯入阻力
t0——标准强度对应龄期，一般取90天
a——早强系数，深层搅拌桩为1
tl——检测实际龄期
静力触探试验一般可在综合试桩阶段进行，将静探法结果与其他测试方法的结果做比较，确定桩身的标准强度，从而得到比贯入阻力标准值，工程桩检测时便可直接判定实测值是否符合要求。静力触探试验工效较高，操作简单，能连续对桩体进行检测，可实现测试数据的自动记录和处理，测试深度一般不受限制。缺点为水泥土强度不能太高，一般应控制在7天龄期以内；若桩体四周有地表溢浆，探头贯入较困难；尚无技术规范依据和成熟的判定标准。
2.4静载荷试验。静载荷试验可直接获得深层搅拌桩单桩或复合地基的承载性能。对于新建场地或岩土工程条件复杂的工程，一般均应通过静载荷试验直接检验工程桩或复合地基的承载力。复合地基(或单桩)的试验原理、过程及分析方法基本等同浅层平板载荷试验或单桩竖向静载荷试验。单桩静载荷试验也与水泥土的龄期有很大关系，只有在满足一定龄期(一般要求28天)时，相同或相近龄期的桩体载荷试验才可进行统计对比分析。桩的极限荷载用双曲线法确定，根据桩上荷载P和下沉量S之间的关系推算出破坏荷载，经修正推算出极限荷载，从而求得桩的承载力标准值。静载荷试验影响深度是2～３倍的压板宽度，因此并不能反映下部加固土的情况。该法可直接判定单桩或复合地基的承载力和变形是否满足要求。当两者均达到设计要求时，一般即可认为地基处理获得成功。缺点是试验设备繁重，历时较长，费用较高，测试数量相对较少，不能大面积检测。
2.5基槽开挖后检测。基槽开挖之后，可以检验桩位、桩数与桩顶质量。如不符合规定要求，应采取有效的补救措施。但这种检验方法主要检测桩身顶部质量，很难反映桩身质量的完整信息。
2.6钻探取芯。为直接检测深层搅拌桩的桩身完整性，采用钻探取芯法检测是最为直观和最为真实的手段。通过钻探取芯将水泥土芯完整地取出，可肉眼鉴定桩身的均匀性、颜色及桩长是否达到设计值，还可将水泥土芯带到室内进行无侧限抗压强度试验，直接测试其强度。每一单桩的取样数量并无严格规定，一般应选择具有代表性的水泥土芯作为试样，间距以1～2m一个试样为宜。如果已经进行了轻型动探检测，则可在对桩身强度有疑问的部位钻取芯样。该方法也须考虑龄期因素影响，若没有一定龄期标准(一般要求为28天)，测得的强度不可作为设计和检测依据。这种检测方法优点为施工简单，测试数量及深度不受限制，可取芯进行强度试验。缺点是技术含量不高，经验性强，不能自动采集数据，设备较笨重，需动用工程钻机，试样需用专门的压力机进行室内测试，工效低，大面积测试需要动用足够设备。
2.7反射波法。能否用反射波法来检验深层搅拌桩的桩身质量一直有争议。近年来，通过试验研究，认为水泥土桩基本符合一维波动理论的假设条件，用反射波法来分析深层搅拌桩的桩身质量具有一定可行性，反射波波形能在一定程度上反映桩长、桩身的特性。
3结语
深层水泥搅拌桩施工质量的检测可综合各种检测方法,从而得到可靠的桩身质量检测结果。一般认为静载荷试验是桩的承载力检测中最可靠的手段，而钻孔取芯试验是检验桩身质量最可靠的和最直观的方法。
参考文献
1中华人民共和国建设部.建筑地基处理技术规范.JGJ79-2002
2中华人民共和国建设部.建筑基桩检测技术规范.JGJ106-2003
3毛国元.深层水泥搅拌桩处理软基施工控制与质量检测.交通科技 与经济，2006（5）
4刘保平等.深层搅拌法的设计施工与应用.第一版.济南：济南出版社，2003
【关键词】 深层水泥搅拌桩；施工质量；检测方法
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）01-060-02
1前言
水泥土搅拌法是适用于加固饱和粘性土和粉土等地基的一种方法，它是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体件、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基上搅拌。在深层搅拌桩地基处理中，保证搅拌桩的有效长度和桩身强度达到设计要求是保证地基处理质量的关键。在实际工作中，这一问题就转化为如何对水泥土搅拌桩桩身质量进行有效检测。
2深层水泥搅拌桩的质量检测
所谓桩身质量包括桩的物理尺寸、连续性和桩身材料的密实性等三方面，这就构成水泥搅拌桩桩身质量检测的三个基本内容，即：①桩身材料的密实度，主要指水泥土的无侧限抗压强度；②桩身的连续性,指水泥土搅拌是否均一；③桩身的物理尺寸,指桩身的截面和桩的有效长度。为了保证搅拌桩的桩身质量，应根据工程重要性和复杂程度合理选择检验桩身质量的方法，常用的检测方法有：轻型动力触探试验(N10)、标准贯入试验(N63.5)、静力触探试验、低应变桩身无损检测、静载荷试验等原位测试方法以及钻探取芯法。
2.1轻型动力触探试验。轻型动力触探试验全称为轻型圆锥动力触探试验。它是用一定质量的重锤(10kg)，以一定高度的自由落距(50cm)，将标准规格的圆锥形探头贯入土中，根据探头入土一定距离(30cm)所需的锤击数(即N10)来判定土的力学性能的一种原位测试方法。试验时还可利用其附带的钻头，取出桩体的水泥土，肉眼鉴定其颜色、均匀性及是否存在未被搅匀的团块等。依据有关技术规范，采用轻型动力触探(N10)进行检测的桩应占工程桩总数的2%以上。测试应在7天以内进行。这种检测方法设备简单、操作易行、测试数量不受限制；缺点为技术含量低，经验性强,无法进行数据的自动采集和存储，检测深度一般不大于4m，无法对深部强度与桩身完整性进行判断。
2.2标准贯入试验。标准贯入试验与轻型动力触探试验类似，也是利用重锤(63.5kg)的自由落距(76cm)，将标准规格的贯入器贯入土中，通过贯入器入土30cm所需的锤击数(N)来判定土的力学性能。通常用此来评价岩土的物理力学性状、地基土承载力和评价饱和砂土(粉土)的液化特征等。试验中也可自贯入器取出岩土，肉眼鉴定其颜色、均匀性等。应用标准贯入试验检测深层搅拌桩桩身质量的实例尚不多见，但其原理和方法如同轻型动力触探一样，完全是可行的。鉴于地基土、水泥土与均质的金属材料相比，强度特性差异很大，特定场地条件下的规律不尽相同，若要普遍运用此法，则依据尚不充分。这种检测方法施工较简单，测试数量及深度不受限制，可结合取芯钻探同时进行；缺点是技术含量较低，经验性强，无法进行数据的自动采集和存储；设备较笨重，需动用工程钻机，因而工效较低；尚无技术规范的依据和成熟的判定标准。
2.3静力触探试验。静力触探试验是一种兼有测试和勘探功效的原位测试方法，采用静力匀速将一定规格的探头压入土体测定比贯入阻力、锥尖阻力及侧壁摩擦力。此法适用于粘性土、粉土、粉砂和含少量碎石的土。根据Broms法计算公式，可以通过比贯入阻力求得一定龄期的水泥土强度：
q0=(Ps)(10a)
式中：
q0——标准强度
ps——静力触探比贯入阻力
t0——标准强度对应龄期，一般取90天
a——早强系数，深层搅拌桩为1
tl——检测实际龄期
静力触探试验一般可在综合试桩阶段进行，将静探法结果与其他测试方法的结果做比较，确定桩身的标准强度，从而得到比贯入阻力标准值，工程桩检测时便可直接判定实测值是否符合要求。静力触探试验工效较高，操作简单，能连续对桩体进行检测，可实现测试数据的自动记录和处理，测试深度一般不受限制。缺点为水泥土强度不能太高，一般应控制在7天龄期以内；若桩体四周有地表溢浆，探头贯入较困难；尚无技术规范依据和成熟的判定标准。
2.4静载荷试验。静载荷试验可直接获得深层搅拌桩单桩或复合地基的承载性能。对于新建场地或岩土工程条件复杂的工程，一般均应通过静载荷试验直接检验工程桩或复合地基的承载力。复合地基(或单桩)的试验原理、过程及分析方法基本等同浅层平板载荷试验或单桩竖向静载荷试验。单桩静载荷试验也与水泥土的龄期有很大关系，只有在满足一定龄期(一般要求28天)时，相同或相近龄期的桩体载荷试验才可进行统计对比分析。桩的极限荷载用双曲线法确定，根据桩上荷载P和下沉量S之间的关系推算出破坏荷载，经修正推算出极限荷载，从而求得桩的承载力标准值。静载荷试验影响深度是2～３倍的压板宽度，因此并不能反映下部加固土的情况。该法可直接判定单桩或复合地基的承载力和变形是否满足要求。当两者均达到设计要求时，一般即可认为地基处理获得成功。缺点是试验设备繁重，历时较长，费用较高，测试数量相对较少，不能大面积检测。
2.5基槽开挖后检测。基槽开挖之后，可以检验桩位、桩数与桩顶质量。如不符合规定要求，应采取有效的补救措施。但这种检验方法主要检测桩身顶部质量，很难反映桩身质量的完整信息。
2.6钻探取芯。为直接检测深层搅拌桩的桩身完整性，采用钻探取芯法检测是最为直观和最为真实的手段。通过钻探取芯将水泥土芯完整地取出，可肉眼鉴定桩身的均匀性、颜色及桩长是否达到设计值，还可将水泥土芯带到室内进行无侧限抗压强度试验，直接测试其强度。每一单桩的取样数量并无严格规定，一般应选择具有代表性的水泥土芯作为试样，间距以1～2m一个试样为宜。如果已经进行了轻型动探检测，则可在对桩身强度有疑问的部位钻取芯样。该方法也须考虑龄期因素影响，若没有一定龄期标准(一般要求为28天)，测得的强度不可作为设计和检测依据。这种检测方法优点为施工简单，测试数量及深度不受限制，可取芯进行强度试验。缺点是技术含量不高，经验性强，不能自动采集数据，设备较笨重，需动用工程钻机，试样需用专门的压力机进行室内测试，工效低，大面积测试需要动用足够设备。
2.7反射波法。能否用反射波法来检验深层搅拌桩的桩身质量一直有争议。近年来，通过试验研究，认为水泥土桩基本符合一维波动理论的假设条件，用反射波法来分析深层搅拌桩的桩身质量具有一定可行性，反射波波形能在一定程度上反映桩长、桩身的特性。
3结语
深层水泥搅拌桩施工质量的检测可综合各种检测方法,从而得到可靠的桩身质量检测结果。一般认为静载荷试验是桩的承载力检测中最可靠的手段，而钻孔取芯试验是检验桩身质量最可靠的和最直观的方法。
参考文献
1中华人民共和国建设部.建筑地基处理技术规范.JGJ79-2002
2中华人民共和国建设部.建筑基桩检测技术规范.JGJ106-2003
3毛国元.深层水泥搅拌桩处理软基施工控制与质量检测.交通科技 与经济，2006（5）
4刘保平等.深层搅拌法的设计施工与应用.第一版.济南：济南出版社，2003