關于水泥攪拌樁質量檢測的探討

廣東天信電力工程檢測有限公司 510663

摘要：水泥攪拌樁是通過攪拌機械將水泥等固化劑與原狀軟土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的水泥加固體，從而達到提高地基承載力或增加土體整體性與抗滲性能的目的。本文重點分析水泥攪拌樁的質量檢測。

關鍵詞：水泥攪拌樁；質量檢測；方法

水泥攪拌樁具有造價低、速度快、操作相對簡單、對周圍影響小等優點。至今，水泥攪拌樁被廣泛應用到軟土地基處理、基坑支護抗滲止水等方面中，但是水泥攪拌樁的質量方面還是存在不足，還沒能夠完全符合國家的相關標準。《建筑地基處理技術規范》要求在地基淺部開挖和早期輕型觸探的前提下，采用復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗作為承載力驗收方法，對質量存在有疑點的樁采用鉆芯法進行取芯檢驗，而對水泥攪拌樁的鉆芯檢測缺乏相應檢測操作和評價標準；我國大部分地區參照混凝土樁鉆芯法相應操作和評價標準執行鉆芯檢測，這對于半剛柔性的水泥攪拌樁是不符合規定的。

1影響水泥攪拌樁質量的主要因素

1.1 施工管理存在問題

影響水泥攪拌樁質量的主要原因在于施工管理。目前建筑行業出現層層分包現象，而總包單位對施工分包單位管理不到位，現場施工管理混亂，主要技術指標未按設計要求執行，樁身均勻性和連續性均無法保證；更有施工單位存在偷工減料的問題，減少水泥用量、攪拌深度和攪拌次數，施工質量極差。

1.2 施工技術存在問題

垂直度、設備儀器、水灰比、攪拌深度、攪拌速度、提升速度、噴漿量是影響攪拌樁質量的主要技術指標，而往往在施工時，施工人員對這些指標不夠重視，由此影響工程質量。

1.3 地質條件原因

地質條件是影響水泥攪拌樁質量的主要難點。對于泥炭土、有機質土、塑性指數大于25的粘土、地下水豐富且滲流嚴重地層、地下水具有腐蝕性時，水泥攪拌樁施工容易出現質量問題。針對上述情況應通過現場試驗調整施工參數，研究改進工法，采用合適添加劑、水灰比、攪拌次數等方法避免質量問題。

2水泥攪拌樁的質量檢測方法優缺點

2.1 靜力觸探、圓錐動力觸探（輕型）

靜力觸探（CPT）、輕型觸探可判定樁體強度變化和樁身的均勻性，且其設備簡單，操作方便；但該方法通常只能對成樁齡期在3～15d內樁身質量進行檢驗，強度發育的中后期因水泥土強度較高該方法無法試驗。李國維等對試驗設備和方法做改進，并研究發現前期（7d）觸探數據與中期（28d）樁身強度具有良好的線性相關性，其亦指出其它地區采用此相關性模型仍需結合具體工程情況試驗確定。由于水泥土強度發育受原狀土性質、施工工藝參數（水泥用量、水灰比、攪拌次數等）影響，在不同地質情況、工藝參數下（原狀土的擾動、水泥土的均勻性和強度發育速度等因素影響），由觸探數據來推定水泥攪拌樁后期強度水平似乎很難建立聯系，觸探數據與樁身強度之間對應關系是否普遍成立仍未可知。

2.2 低應變、地質雷達、附加質量等動（聲）測法

不少學者研究采用動測（聲測）法檢測水泥攪拌樁，但由于樁身的不均勻性、作用機理的復雜性、樁土阻尼比相近和波傳播的高衰減性等特點，目前仍未能很好應用。

2.3 標準貫入試驗、重型動力觸探

標準貫人試驗（SPT）用于評價天然土地基、處理土地基以及復合地基等方面積累了很多經驗（重型動力觸探與其類似），標貫擊數與樁身強度之間存在著某種對應關系。但從實際操作來看，采用SPT作為攪拌樁檢測方法存在很多問題：（1）對水泥攪拌樁前期采用SPT檢測推定中后期強度，涉及影響因素較多對應關系難確定；（2）水泥攪拌樁中后期強度較高，無法單獨進行SPT，需結合鉆芯法，這就增加了操作時間，影響檢測速度；（3）SPT對堅硬水泥土試驗時間長且易損壞設備（堅硬完整水泥土可直接取芯做抗壓試驗無需SPT推定強度），對軟水泥土更無需試驗可由芯樣軟硬狀態直接判定不合格。故SPT檢測水泥攪拌樁意義不大。

2.4 鉆芯法

鉆芯法是檢測水泥攪拌樁樁身質量最直觀的方法，也是目前采用較多的方法，可檢測樁身質量、均勻性、樁長、持力層情況，對芯樣表觀進行定性評價、取芯進行室內抗壓強度試驗定量評價。目前有些省市地方標準已將鉆芯法作為檢測水泥攪拌樁成樁質量的主要方法，結合SPT數據形成評分系統驗收水泥攪拌樁，該標準對于各地制定地方規范和形成國家規范具有參考意義，也說明了采用鉆芯法作為水泥攪拌樁樁身質量檢測方法的可行性。

2.5 多指標評分體系

多指標評分體系將鉆芯法檢測指標（包括芯樣軟硬狀態、無側限抗壓強度和其他芯樣完整性指標）結合SPT指標按經驗制定各項標準評分，再按各指標對樁身質量的影響程度給予比例權值，最后計算出評價總分作為樁身質量驗收依據。從表面上看，這種多指標評分體系綜合考慮各種檢測數據綜合分析水泥攪拌樁質量，并且將鉆芯法對樁身的定性分析轉變成定量分析利用檢測判定，這對于采用鉆芯法標準化判定水泥攪拌樁質量是有利的；但從實質上講，各種指標仍以鉆芯法檢測獲得（SPT已在前分析過其缺點），與其將鉆芯法的各種指標轉化成復雜的公式計算總分評價成樁質量，不如對鉆芯法的操作方法和判定標準做改進和細化以形成水泥攪拌樁鉆芯檢測的標準，后者更簡單方便。

2.6單樁或復合地基承載力檢測

能準確、直接測出單樁或復合地基承載力的最標準的方法包括：單樁靜載試驗和復合地基靜載試驗。載荷試驗中常遇到的問題如下：

（1）試驗點的復合地基面積

試驗點的復合地基面積不足或大于處理面積，不能簡單地按整個復合地基的平均承載力來計算該試驗點的承載力。

（2）單樁及多樁復合地基

多載荷試驗水泥攪拌樁復合地基與鋼筋混凝土樁的主要區別在于，復合地基是樁和土共同承擔上部結構傳來的荷載，而鋼筋混凝土樁一般只考慮樁的承載力，不直接考慮土的承載力。

（3）試驗壓板面積

試驗壓板面積與試驗點的處理面積應一致。

（4）試驗壓板高程及砂找平層

水泥攪拌樁基礎是一種復合地基，其上部結構所傳來的壓力通過水泥攪拌樁本身及周圍的土體來共同承擔。高程不同，那么土和樁的承載力亦有所不同。試驗壓板高程應與基礎底面的設計高程相同。

（5）承載力基本值

從大量的復合地基載荷試驗資料中發現壓力沉降關系線是一條平緩的光滑曲線，一般看不出明顯的拐點，相鄰兩級壓力所對應的沉降量之比亦無一定規律，主要按規定的沉降比確定復合地基承載力基本值。

3結束語

該文從檢測的方便性、準確性等角度分析目前水泥攪拌樁成樁質量的各種檢測方法，提出鉆芯法更優于其它方法；結合數量較多的水泥攪拌樁檢測結果統計分析，鉆芯法檢測指標結果不合格率遠高于承載力檢測指標，且鉆芯法檢測結果與承載力檢測結果具有一致關聯性，提出采用鉆芯法作為水泥攪拌樁成樁質量驗收的建議檢測方法，對樁身質量有問題的樁再采用承載力檢測進一步驗證，達到保證質量、節約費用、縮短工期的目的。

參考文獻：

[1]JGJ79-2002 建筑地基處理技術規范 [S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2]DBJ 15-60 2008 建筑地基基礎檢測規范 [S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3]DB32/T 2283-2012 公路工程水泥攪拌樁成樁質量檢測規程[S].江蘇省質量技術監督局，2012.

[4]何開勝.水泥土攪拌樁的施工質量問題和解決方法[J].巖土力學，2002.

[5]李國維，姜微，吳玉財，等.預置管法靜力觸探檢測水泥攪拌樁現場試驗[J].巖土工程學報，2013.

[6]曾慶軍，廖建春，莫海鴻，等.珠三角地區公路工程水泥土攪拌樁檢測體系的建立和分析[J].公路，2006.