水泥攪拌樁檢測中存在的問題及解決思路

摘 要：對目前水泥土攪拌樁施工中各種常用檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析與總結(jié)，從經(jīng)濟(jì)性、可操作性、質(zhì)量指標(biāo)的全面性等方面出發(fā)提出了基于加權(quán)平均的綜合檢測方法，并對該方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用與發(fā)展作出了展望。

關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁 檢測 加權(quán)平均

中圖分類號(hào)：TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（a）-0100-02

目前，水泥土攪拌樁在軟土地基加固處理中的應(yīng)用越來越廣泛，其施工質(zhì)量檢測的要求也越來越高。因此，如何通過檢測實(shí)施對水泥土攪拌樁在施工過程中的有效控制，是迫切需要解決的問題。目前常用的檢測方法對樁體的強(qiáng)度、均勻性、完整性、樁長、承載力等方面的檢測有一定的效果，但有時(shí)卻又只依靠一個(gè)或者幾個(gè)指標(biāo)對樁體的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，存在一定的片面性，因此，在綜合全部質(zhì)量指標(biāo)的基礎(chǔ)上，尋找一種簡便、高效、費(fèi)用少、損傷小的檢測方法顯得尤為重要。

本文在充分分析與總結(jié)現(xiàn)有常用檢測方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，選擇出幾種適用性強(qiáng)、可信度高、經(jīng)濟(jì)性好的檢測方法，如SPT、取漿法、反射波法和靜載實(shí)驗(yàn)等，并根據(jù)每種方法所檢測的指標(biāo)在不同類型水泥土攪拌樁中的重要程度設(shè)定了權(quán)重，然后與對應(yīng)的檢測等級(jí)賦分值相乘再求和得到綜合質(zhì)量評(píng)分，根據(jù)綜合質(zhì)量評(píng)分值將水泥土攪拌樁的質(zhì)量級(jí)別劃分為優(yōu)良、合格和不合格三類。

1 現(xiàn)有常用檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 淺部開挖

即在成樁7天后，采用現(xiàn)場開挖樁頭，觀察樁的均勻性和堅(jiān)硬程度，量測成樁直徑，必要時(shí)也可以取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。但由于樁的開挖深度有限，一般只在2m以內(nèi)，故該法僅能檢測樁頭部分的質(zhì)量。

1.2 鉆探取芯法

鉆探取芯法作為水泥攪拌樁施工質(zhì)量檢測的重要手段，可以從現(xiàn)場芯樣直觀地判別檢測樁長、樁芯的連續(xù)性、攪拌的均勻性、粘稠狀態(tài)及水泥摻量等有較好的效果。但是，水泥攪拌樁是一種非均質(zhì)樁，在鉆探取芯過程中水泥土很容易破碎，取出的芯樣經(jīng)過擾動(dòng)，很難保證其強(qiáng)度值的真實(shí)性；取芯操作一般在28d后進(jìn)行，不僅會(huì)對樁體產(chǎn)生破壞，致使樁體強(qiáng)度和承載力有所下降，影響軟基加固處理的整體效果[1，2，5]；鉆探取芯檢測時(shí)間長，且費(fèi)用較高，因此只能抽取少量的樁進(jìn)行檢測。

1.3 低應(yīng)變動(dòng)力檢測

低應(yīng)變動(dòng)力測試是一種操作快速靈活的無檢測方法，適宜于大比例的抽檢，目前在實(shí)際工程中的應(yīng)用較廣。但是，由于水泥攪拌樁采用變摻量施工，不均勻樁身造成不均勻分界面，增加了反射界面，導(dǎo)致樁長與波速判斷失誤[7]，且樁體強(qiáng)度與波速之間關(guān)系離散，難以得到確定的強(qiáng)度值，因此不宜作為主要的檢測手段。

1.4 靜載實(shí)驗(yàn)

該法通過堆載得出單樁承載力特征值，是一種可靠的檢測方法，試驗(yàn)宜在成樁28天后進(jìn)行[2]。但是，水泥土強(qiáng)度在齡期超過28d后仍有明顯增長，當(dāng)齡期超過90d后，水泥土的強(qiáng)度增長才減緩，使試驗(yàn)結(jié)果偏于保守；單樁檢測的費(fèi)用高，時(shí)間較長，使得抽檢率極低，降低了試驗(yàn)結(jié)果的可信度。

1.5 靜力觸探

靜力觸探（CPT）是一種簡單、高效、經(jīng)濟(jì)的原位檢測方法，能夠較準(zhǔn)確地得到樁體長度內(nèi)的強(qiáng)度變化，抽檢率可以較大[1]。其缺點(diǎn)是靜力觸探頭的偏移造容易造成樁長未達(dá)標(biāo)或“斷樁”的誤判[7]，評(píng)判結(jié)果受比貫入阻力、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響較大，且只適合于7d齡期以內(nèi)的質(zhì)量檢測[11]。

1.6 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）

SPT是一種齡期影響小、檢測深度大的測試方法，在標(biāo)準(zhǔn)貫入的同時(shí)取芯，可以得到較為可靠的樁體強(qiáng)度、均勻性和樁長[1，4]。在SPT試驗(yàn)中，貫入擊數(shù)N值除了受觸探桿長度、土的自重壓力和地下水的影響外，成孔工藝和鉆進(jìn)技術(shù)、落錘方式和速度、操作人員的差異等隨機(jī)性變量，也在一定程度上影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.7 輕便動(dòng)力觸探

輕便動(dòng)力觸探，即以每貫入10cm的擊數(shù)N10的測定來評(píng)判樁身的質(zhì)量效果良好，施工簡單，適合于高比例抽檢。但該法受齡期影響嚴(yán)重，適合于成樁后的7d以內(nèi)進(jìn)行，且檢測深度不超過4m，只能反應(yīng)上部樁體的整體質(zhì)量[3]，對深層水泥土攪拌樁的質(zhì)量無法評(píng)定。

1.8 反射波法

小應(yīng)變反射波法是一種用于對樁底和樁身缺陷的無損檢測方法，通過小波變換后，能夠較明顯地確定出缺陷的位置。但該法需要樁體是一維彈性桿，而在成樁28d檢測時(shí)的強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的75%，此時(shí)還未達(dá)到彈性體的要求，且水泥土攪拌樁的不均勻性，都會(huì)給反射波信號(hào)分析識(shí)別帶來較大影響[6，8，9，11]。

1.9 取漿法

取漿法是利用特定的裝置鉆取剛攪拌完成且處于流動(dòng)狀態(tài)的水泥土漿液，并制成標(biāo)準(zhǔn)試塊，采取水下封閉養(yǎng)護(hù)的方法，養(yǎng)護(hù)至28d后進(jìn)行室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)獲得攪拌樁強(qiáng)度值。取漿法操作方便，測得的強(qiáng)度值離散性小且更接近于攪拌樁的實(shí)際強(qiáng)度值[10]，不會(huì)影響攪拌樁樁身的強(qiáng)度和均勻性。由于該法在國內(nèi)缺乏相應(yīng)的儀器和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還有待制定，且水下封閉的養(yǎng)護(hù)條件與水泥土攪拌樁的實(shí)際凝固條件存在一定的差異，因此目前在工程中的應(yīng)用較少。

2 解決思路

水泥土攪拌樁檢測與評(píng)價(jià)的主要質(zhì)量指標(biāo)為：強(qiáng)度、均勻性、樁長、完整性及承載力，由于目前每種檢測方法都只能檢測其中一種或者幾種質(zhì)量指標(biāo)，且各種方法在檢測時(shí)難免會(huì)存在如上文所述的問題，因此，對于樁體的質(zhì)量沒有整體的評(píng)估。在已有的檢測方法中，鉆探取芯法檢測的指標(biāo)較多，是可信度較高、運(yùn)用較廣的一種檢測方法，但由于成本高、時(shí)間長、對樁體擾動(dòng)損傷較大等問題，不滿足簡便、高效、低損或無損的宗旨。因此，本文提出一種依照工程重要性和設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，以現(xiàn)有的幾種檢測方法為基礎(chǔ)，基于加權(quán)平均的綜合評(píng)定方法。幾種常用檢測方法的主要檢測指標(biāo)及其特點(diǎn)見下表1。

根據(jù)每一種檢測方法的檢測結(jié)果將其劃分為優(yōu)良、合格、不合格三個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)對應(yīng)的分值見下表2。

對于用途不同的水泥土攪拌樁，需要檢測的質(zhì)量指標(biāo)也不同，根據(jù)各個(gè)檢測方法所得的等級(jí)分值，乘以各自對應(yīng)的權(quán)重后求和，得到質(zhì)量綜合評(píng)分，再根據(jù)綜合質(zhì)量評(píng)分值劃分水泥土攪拌樁的質(zhì)量級(jí)別。

按照樁體的受力特點(diǎn)，可將水泥土攪拌樁分為承重式和非承重式兩種，下面對承重式和非承重式的水泥土攪拌樁的檢測方法進(jìn)行分析。

2.1 承重式水泥土攪拌樁的檢測

此類水泥土攪拌樁主要用于承受豎向荷載，因此對于樁體承載力要求較為嚴(yán)格，與此同時(shí)樁體的完整性、均勻性、樁長和強(qiáng)度也需要達(dá)到一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以需要采取以靜載試驗(yàn)為主，SPT、取漿法、反射波法為輔的綜合檢測手段。各種檢測方法抽檢比例及分值權(quán)重如下表3。

2.2 非承重式水泥土攪拌樁的檢測

對于非承重式水泥土攪拌樁，如擋墻、防滲帷幕等工程，對樁體的完整性、樁長和均勻性要求較高，所以采用以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)為主，取漿法和反射波法為輔的檢測手段。各種檢測方法抽檢比例及分值權(quán)重如下表4。

2.3 綜合評(píng)定

質(zhì)量綜合評(píng)分采用百分制，根據(jù)加權(quán)平均法得到的總體質(zhì)量分在90分以上，則視為水泥土攪拌樁的工程綜合質(zhì)量優(yōu)良；在75～90分之間，則視為水泥土攪拌樁的綜合質(zhì)量合格；75分以下，則水泥土攪拌樁綜合質(zhì)量未達(dá)標(biāo)。

3 結(jié)語

一直以來，水泥土攪拌樁的檢測在施工質(zhì)量的監(jiān)測與評(píng)定上發(fā)揮著重要作用，但檢測效果同時(shí)受到環(huán)境、工期、工程投資等多種因素的共同影響，而且這多種因素之間又相互關(guān)聯(lián)，決定了水泥土攪拌樁檢測的復(fù)雜性和片面性。所以在進(jìn)行水泥土攪拌樁評(píng)價(jià)時(shí)，為保證客觀的、全面的反映檢測樁成樁狀況和質(zhì)量，需要對各個(gè)檢測指標(biāo)進(jìn)行檢測。樁的用途不同，則對各個(gè)指標(biāo)的質(zhì)量要求也不同，因此本文采用了加權(quán)平均的方式，提出了對混凝土攪拌樁的質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)定的思路，且對于該法在實(shí)踐中的應(yīng)用作出如下展望。

1）等級(jí)賦分準(zhǔn)則及各個(gè)指標(biāo)的分值權(quán)重是基于經(jīng)驗(yàn)的選取，尚缺乏工程實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此在應(yīng)用時(shí)需要針對具體的施工環(huán)境和施工要求進(jìn)行修正。

2）各種檢測方法所抽檢的比例可以根據(jù)工程要求適當(dāng)提高或減小，如當(dāng)設(shè)計(jì)要求對樁體某一質(zhì)量指標(biāo)較為嚴(yán)格時(shí)，可以加大其對應(yīng)檢測方法的抽檢比例。

3）隨著取漿法與取芯法相比所具有的方便、經(jīng)濟(jì)、低損等特點(diǎn)被越來越多的工程人員所認(rèn)同，其在實(shí)際工程中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，進(jìn)一步推動(dòng)水泥土攪拌樁綜合質(zhì)量評(píng)定法的發(fā)展和完善。

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