淺議水泥攪拌樁質(zhì)量檢測

李 田 生

(浙江翰達工程檢測有限公司，浙江 杭州 310019)

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淺議水泥攪拌樁質(zhì)量檢測

李 田 生

(浙江翰達工程檢測有限公司，浙江 杭州 310019)

介紹了水泥攪拌樁的類型、特點及工作原理，結(jié)合水泥攪拌樁的質(zhì)量檢測內(nèi)容，從地基土、水泥、粉煤灰、外加劑等方面，闡述了各種材料檢測取樣的要點，并歸納了檢測注意事項，以確保水泥攪拌樁質(zhì)量檢測的準確性。

水泥攪拌樁，質(zhì)量檢測，水泥，地基土

1 概述

在19世紀80年代～90年代，我國開始普遍應(yīng)用水泥攪拌樁，尤其是沿海的深厚軟土地區(qū)。該地基處理技術(shù)的發(fā)展歷程比較曲折,應(yīng)用初期出現(xiàn)了不少的質(zhì)量問題，曾在部分地區(qū)被建設(shè)行政主管部門禁止使用。20世紀，多層建筑比較普遍，設(shè)計水泥攪拌樁主要目的是增加提高地基承載力、減少變形和控制沉降，因此多數(shù)用于處理建筑基礎(chǔ)以下一定深度范圍內(nèi)的地基加固。如今，房屋設(shè)計主要為高層、超高層，其上述用途弱化，常用于深基坑圍護支擋、止水及被動區(qū)強度提升、偶爾用于普通建(構(gòu))筑物地基增強、液化處理和水利、交通路基和邊坡處理等。

2 水泥攪拌樁簡介

2.1 工作原理及特點

水泥攪拌樁作用機理比較復(fù)雜，實質(zhì)是以水泥作為主要固化劑，與土體發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。它通過專用機械設(shè)備將水泥漿(或水泥粉體)噴入待處理的軟土地基，并在噴注的同時上下攪拌均勻或僅空攪，使水泥與土發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成水泥水化物并形成凝膠體，將土顆?；蛐⊥翀F凝結(jié)在一起形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體(水泥骨架作用)，同時，水泥在水化過程中生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子進行離子交換，生成穩(wěn)定的鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而進一步提高土體的強度，達到提高地基承載力的目的。用水泥攪拌樁處理軟弱地基效果顯著，施工時間短、施工工藝簡單、處理后可很快投入使用。

2.2 水泥攪拌樁分類

水泥攪拌樁按施工工藝分類：根據(jù)水泥水化的化學(xué)機理，其施工工藝主要有兩種：一種稱為“濕噴”，即先在地面把水泥制成水泥漿，然后送至地下與地基土攪和，待其固化后，使地基土的物理力學(xué)性能得到加強；另一種稱為“干噴”，即采用壓縮空氣把干燥、松散狀態(tài)的水泥粉直接送入地下與地基土拌和，利用地基土中的孔隙水進行水化反應(yīng)后，再進行固結(jié)，達到改良地基的目的。目前，我國水泥攪拌樁施工較多采用“噴漿”工藝。

3 水泥攪拌樁相關(guān)的質(zhì)量檢測

水泥攪拌樁的使用比較廣泛，但是對其檢測要求則顯得無足輕重，多數(shù)人不了解其具體要求，多數(shù)工地也沒有詳實的檢測資料，如何規(guī)范檢測十分必要。

3.1 檢測分類

結(jié)合水泥攪拌樁的形成過程，水泥攪拌樁可按檢測地點分：室內(nèi)檢測、現(xiàn)場檢測和綜合檢測(如配合比試驗)；按照施工步驟分：工藝選擇性檢測和施工驗收檢測。

3.2 檢測項目

水泥攪拌樁從原材料到地基涉及的檢測，主要包括以下內(nèi)容。

3.2.1 原材料檢測

1)地基土檢測，其主要試驗項目有：容重(濕密度)、天然含水率、有機質(zhì)含量、(粘性土)塑性指數(shù)、(砂性土)顆粒級配分析，主要檢測依據(jù)GB/T 50123—1999土工試驗方法標準，此試驗也可通過查驗本工程的巖土勘察報告獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，宜實測。

2)水泥，主要試驗項目有：細度(比表面積)、安定性、抗壓強度、抗折強度、凝結(jié)時間、標準稠度用水量等，檢測依據(jù)GB 175—2007通用硅酸鹽水泥。當(dāng)某些地區(qū)的地下水含有大量硫酸鹽時，對水泥具有結(jié)晶性侵蝕，出現(xiàn)開裂、崩解而喪失強度，為此需要選擇抗硫酸鹽水泥，使水泥土中產(chǎn)生的結(jié)晶膨脹物質(zhì)控制在一定的數(shù)量范圍內(nèi)，以提高水泥土的抗侵蝕性。

3)外摻劑，考慮加入外摻劑后的效果，如果單純?yōu)闇p水目的，則使用木質(zhì)素磺酸鈣，如果為提高強度，使用的品種比較多，常用粉煤灰、三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈉、水玻璃和石膏等。實際設(shè)計中常用粉煤灰，其試驗項目有：燒失量、細度、需水量比、強度活性指數(shù)等，檢測依據(jù)：GB/T 1596—2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰。

4)拌和用水，采用攪拌樁的項目往往不會同時采用其他混凝土樁，故不涉及鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋問題，主要檢測其pH值、不溶物、可溶物、氯化物、堿含量、水泥關(guān)于凝結(jié)時間和強度的對比試驗等，檢測標準JGJ 63—2006混凝土用水，此試驗也可通過查驗本工程的巖土勘察報告獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2.2 水泥土配比試驗

一般情況下，水泥土強度隨著水泥強度和摻量的提高而提高，但有個合理區(qū)間，為此，水泥土樁如出于增強用途，必須進行室內(nèi)配比試驗，達到經(jīng)濟合理效果；其次還要達到技術(shù)可行，各地土質(zhì)不一，如遇到特殊土如泥炭土、有機質(zhì)大于5%的土、pH值小于4的酸性土、生活垃圾填土，此時必須研究水泥與加固土體的適應(yīng)性，此時也應(yīng)做配比試驗。

3.2.3 現(xiàn)場檢測

1)輕型動力觸探，檢測時機，成樁后3 d內(nèi)，主要檢查上部樁身的均勻性，檢測數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不得少于3根；

2)淺部樁頭開挖檢測，主要檢測攪拌均勻性，量測成樁直徑，開挖深度宜在停漿(灰)面下0.5 m，檢查數(shù)量不少于總樁數(shù)的5%；

3)靜載荷試驗，宜在成樁28 d后進行，包括復(fù)合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗。驗收檢測時，單樁靜載荷試驗不少于總樁數(shù)的1%，復(fù)合地基靜載荷試驗不少于3臺，對于多軸攪拌樁不少于3組；

4)抗壓強度試驗，此試驗主要針對對變形有嚴格要求的工程，試驗應(yīng)在成樁28 d后進行，具體過程為采用雙管單動取樣器鉆取芯樣，檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%，且不得少于6點。

4 各種材料檢測取樣要點

4.1 地基土

水泥攪拌樁處理如果是為提高軟弱層土的強度，則應(yīng)選擇處理深度范圍內(nèi)最弱的一層土進行配比試驗。因設(shè)計水泥摻入比為水泥與被加固土體的濕質(zhì)量之比，故取樣過程中不宜破壞樣品結(jié)構(gòu)并采取防止水分揮發(fā)的措施，便于觀察土質(zhì)，測定天然容重及測定水分含量。

4.2 水泥

因各地區(qū)土質(zhì)可能差異很大，試配前要注意水泥的品種和強度等級，具體取樣時要保證代表性和均勻性。袋裝水泥，每一編號內(nèi)隨機抽取不少于20袋，目前較多施工現(xiàn)場采用罐裝水泥，此時需要依據(jù)廠家的提供質(zhì)保書明確的編號在卸料時分次隨機抽取，總量至少12 kg。

4.3 粉煤灰

已連續(xù)供應(yīng)的每200 t相同等級相同種類的粉煤灰為一批次，不足200 t也按一批計，可連續(xù)取也可從10個以上不同部位取等量樣品，總量至少3 kg。

4.4 外加劑

依據(jù)外加劑摻量大小，當(dāng)摻量不小于1%時同品種每100 t為一批次，摻量小于1%時50 t為一批次。因某一項目往往用量較小，采樣一次基本滿足驗收要求。取樣數(shù)量應(yīng)不小于200 kg水泥所需要的外加劑量。

4.5 拌和用水

城區(qū)或近郊工地基本采用市政管網(wǎng)提供的飲用水，可不取樣檢測，如果在農(nóng)村或偏遠地區(qū)，通常采用河水、地下水，此時，要特別注意取水樣送檢，水質(zhì)檢驗水樣不少于5 L。

5 檢測注意事項

1)水泥、粉煤灰、外加劑。取樣必須確保代表性，取樣后要混合均勻，然后一分為二，一份送檢一份留存，以備爭議時使用。其次在樣品保存過程中，必須滿足各自的保存條件，注意密封、防止受潮結(jié)塊等，及時送檢。

2)拌和用水。采樣容器不得受污染，取樣前應(yīng)用待取樣水沖洗三次再罐裝且封閉。地表水宜在水域中心部位距水面100 mm以下采集。地下水應(yīng)在放水沖洗管道后接取，或直接用容器采集，不得將地下水存放于地表后再從中取樣。

3)根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件，選用不同類型的外加劑，其品種和摻量通過試驗和工程經(jīng)驗確定。

4)配比試驗。a.當(dāng)主要目的是豎向增強時，配比試驗宜確定7 d，14 d，28 d和90 d的無側(cè)限抗壓強度，以90 d齡期立方體無側(cè)抗壓強度為標準強度。b.對于承受水平荷載的加固體，配比宜確定7 d，14 d，28 d無側(cè)限抗壓強度，以28 d齡期立方體無側(cè)限抗壓強度為標準強度。c.用于重力圍護擋墻、止水帷幕、處理液化地基、被動區(qū)(塊狀)加固時，需確定水泥與土的適應(yīng)性即可，必要時確定7 d和28 d短期強度。d.因齡期越短，強度試驗結(jié)果離散性越明顯，與標準齡期的強度線性越差，故只在工期緊張時，以7 d，14 d推算標準齡期強度，在工期允許的情況下盡可能采用28 d，90 d齡期強度試驗結(jié)果或推算其他齡期強度。

6 結(jié)語

任何一項工程實體質(zhì)量是關(guān)鍵，軟件資料也不能少，沒有了質(zhì)量檢測報告，工程質(zhì)量無從談起。水泥土攪拌樁雖是分項工程，其質(zhì)量檢測報告同樣是不容忽視的。它在一定程度上可以指導(dǎo)施工，直接反映、檢驗工程質(zhì)量，也是工程移交和后期維護的原始依據(jù)，同樣，處理質(zhì)量問題的也離不開它，因而任何一個水泥攪拌樁施工項目都必須重視其作用，按照施工流程恰當(dāng)?shù)剡M行各項質(zhì)量檢測，收集檢測報告。

[1] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ/T 233—2011，水泥土配合比設(shè)計規(guī)程[S].

Discussion on cement-mixing pile quality detection

Li Tiansheng

(ZhejiangHandaEngineeringDetectionCo.,Ltd,Hangzhou310019,China)

The thesis introduces cement-mixing pile types, features and working principles. Combining with cement-mixing pile quality detecting contents, starting from aspects of foundation soil, cement, fly ash and additive, it describes various materials detecting and sampling points, and summarizes detection matters, with a view to guarantee the cement-mixing pile quality detecting accuracy.

cement mixing pile, quality detection, cement, foundation soil

1009-6825(2017)06-0089-02

2016-12-16

李田生(1973- )，男，工程師

TU472.36

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