水泥土攪拌樁工程質(zhì)量檢測(cè)方法探討

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1、水泥土攪拌樁工程質(zhì)量檢測(cè)方法探討112王士恩戴呈祥趙云超(1廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣州，510610；2珠海市堤圍管理中心，珠海，519002)摘要：本文通過(guò)工程實(shí)例探討了傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁工程質(zhì)量檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并將地質(zhì)雷達(dá)、工程地震手段等引入到水泥土攪拌樁工程質(zhì)量的檢測(cè)中，取得了較為理想的檢測(cè)成果，可供類似工程借鑒。關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁工程質(zhì)量檢測(cè)1概述水泥土攪拌樁作為軟基處理的一種有效方法，得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，由于其樁體強(qiáng)度介于剛性樁和散體材料樁之間，其施工質(zhì)量的檢測(cè)方法也有別于其它樁型。目前，對(duì)水泥土攪拌樁的工程質(zhì)量多采用輕型觸探，抽芯取樣測(cè)定其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等方法，均是對(duì)

2、樁體的有損檢測(cè)法。因此，有必要探討新的，無(wú)損檢測(cè)法對(duì)此類樁體進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)。事實(shí)上，水泥土攪拌樁作為地基土的一部分，它與樁間土共同承擔(dān)上部荷載，兩者構(gòu)成的復(fù)合地基強(qiáng)度，是決定水泥土攪拌樁施工質(zhì)量的重要因素。地質(zhì)雷達(dá)和地震面波法可有效解決上述問題，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥土攪拌樁的無(wú)損檢測(cè)，而且可用來(lái)測(cè)定樁體長(zhǎng)度和復(fù)合地基強(qiáng)度。我們將其應(yīng)用到某堤圍水泥土攪拌樁的工程質(zhì)量檢測(cè)中，取得了較多理想的檢測(cè)效果。應(yīng)用檢測(cè)的水泥攪拌樁為防洪堤改造工程的地基加固樁，設(shè)計(jì)樁徑為550mm、樁長(zhǎng)8.6～7.9m，成樁質(zhì)量要求：成樁7天后輕型觸探擊數(shù)不少于35擊，成樁30天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa，復(fù)合地基

3、承載力不小于100KPa，樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度。據(jù)此，我們采用輕型觸探、抽芯檢驗(yàn)、地質(zhì)雷達(dá)、地震面波法等手段對(duì)水泥土攪拌樁進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)，取得了一些成果，也驗(yàn)證了檢測(cè)手段的可行性。2樁體強(qiáng)度檢測(cè)2.1輕型動(dòng)力觸探檢測(cè)設(shè)計(jì)要求成樁七天后，輕型動(dòng)力觸探（N10）擊數(shù)不小于35擊；但是檢測(cè)時(shí)各樁的實(shí)際齡期均已超過(guò)七天，由于水泥土的強(qiáng)度隨齡期的增加而增大，必須根據(jù)相關(guān)研究資料對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行修[1]正，將與實(shí)際齡期所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值作比較；其成果如下表。表1輕型動(dòng)力觸探成果統(tǒng)計(jì)表樁號(hào)691361836841791796801856861866項(xiàng)目質(zhì)量齡期(天)7777777777標(biāo)準(zhǔn)N10擊數(shù)≥35≥35≥3

4、5≥35≥35≥35≥35≥35≥35≥35實(shí)測(cè)齡期(天)10102120232322242323實(shí)測(cè)擊數(shù)統(tǒng)計(jì)4755.341.359.44664.724.650.547.751標(biāo)準(zhǔn)值(擊)按實(shí)測(cè)齡期38384444454544454545擊數(shù)判斷值(擊)樁強(qiáng)度判斷良良不合格良合格良不合格良合格良408輕型動(dòng)力觸探檢測(cè)法具有輕便靈活的優(yōu)點(diǎn)，但其試測(cè)深度一般不超過(guò)4m，僅適用于樁體上部強(qiáng)度與地基表層土體強(qiáng)度的對(duì)比測(cè)試，且受成樁齡期影響較大，多需經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)相互驗(yàn)證。該檢測(cè)方法對(duì)樁頭上部有一定程度的損傷。2.2無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)設(shè)計(jì)成樁30天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa，根據(jù)檢測(cè)試驗(yàn)成果（詳見

5、表2），各組試樣間試驗(yàn)值離散性較大，在0.37～25.6MPa之間變化。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，一方面是由于土層成份，地層條件(含水量，含砂量等)等因素影響，另一方面與樁身水泥摻量、攪拌樁機(jī)施工時(shí)的攪拌均[2]勻性也有很大關(guān)系。根據(jù)有關(guān)資料，水泥土在30天以后齡期強(qiáng)度增加緩慢，因此，雖然實(shí)驗(yàn)齡期超過(guò)設(shè)計(jì)齡期2～8天，其對(duì)強(qiáng)度增加的影響可勿略不計(jì)。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)需要對(duì)樁體實(shí)施抽芯取樣施工，對(duì)樁體的損傷較大、費(fèi)工費(fèi)時(shí)。以取樣點(diǎn)的強(qiáng)度來(lái)代表整個(gè)樁體的質(zhì)量，尚欠科學(xué)性。但通過(guò)抽芯，可對(duì)樁體從上到下進(jìn)行全面細(xì)致的觀測(cè)，檢驗(yàn)，具有直觀，明瞭的優(yōu)點(diǎn)，只是實(shí)際工程中這種檢測(cè)點(diǎn)不可過(guò)多。3樁長(zhǎng)的檢測(cè)抽芯檢驗(yàn)

6、樁長(zhǎng)固然可行，但由于其方法對(duì)樁體強(qiáng)度有較大的損傷，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)過(guò)多，經(jīng)濟(jì)上也不合算，因此，引進(jìn)地質(zhì)雷達(dá)對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)就顯得十分必要。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)樁長(zhǎng)是由雷達(dá)天線向樁基下方發(fā)射電磁波，樁底界面反射回來(lái)的電磁，經(jīng)接收[3]處理形成雷達(dá)探測(cè)圖像?？赏ㄟ^(guò)解讀探測(cè)圖像，獲得樁長(zhǎng)檢測(cè)值。從雷達(dá)圖象上電磁波旅行時(shí)間(T)乘波在介質(zhì)中的傳播速度(V)進(jìn)行換算，其關(guān)系為：L＝V×T/2圖1為其中五根樁的地質(zhì)雷達(dá)反射波的圖像及其檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)抽芯驗(yàn)證。樁長(zhǎng)誤差在±0.5m左右，基本上能滿足工程上對(duì)樁長(zhǎng)檢測(cè)要求。事實(shí)上，由于樁端多已進(jìn)入硬層，一些樁長(zhǎng)因地層變化而無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，但樁端土層已能滿足設(shè)計(jì)要求的雙控

7、指標(biāo)。4復(fù)合地基承載力檢測(cè)復(fù)合地基承載力的獲取我們?cè)囉玫卣鹈娌ǖ姆椒y(cè)定。由于地層土的軟硬程度不同，地震波[4]的傳播速度也不同，通常情況下地震剪切波的速度Vs與地基的承載力F有如下關(guān)系：bVs＝aF2a，b為常數(shù)，于是可換算得到地基極限承載力，單位是kg/cm，而實(shí)際承載力f0＝F/K，K圖1地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)樁長(zhǎng)成果409410為安全系數(shù)，本次取值K＝2.5。另外，地震面波波速Vr與地震剪切波的速度Vs有如下關(guān)系：Vr＝(