浅谈深层水泥搅拌桩质量检验方法在水利工程中的应用

吴长江

(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)

浅谈深层水泥搅拌桩质量检验方法在水利工程中的应用

吴长江

(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)

质量检验是评价深层水泥搅拌桩施工质量的重要手段，国内其他行业已有很多研究，并制定了相关规范、标准和规定。针对深层水泥搅拌桩性质及特点，以实例说明在水利工程中不同条件和要求下，对深层水泥搅拌桩质量检验时，桩体均匀程度可用轻型动力触探(N10)、小应变动测法和开挖目测来检查;对桩体的直径可通过开挖量测检查;对桩体的长度、缺损性质和缺陷位置，可用小应变动测法来检查;对桩体强度可在桩体上截取试件做无侧限抗压强度试验来检查;对重要工程的地基承载力，可采用载荷试验来检查的正确方法，合理判定深层水泥搅拌桩质量。

深层;水泥搅拌桩;检验方法;应用

深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在竖向将软弱土和水泥就地强制搅拌，通过水泥和软弱土之间所产生的一系列物理和化学反应，使软弱土和水泥硬结成具有整体性、水稳定性和不透水性，并具有一定强度的水泥土体。

1 深层水泥搅拌桩性质、特点及应用

1.1 水泥土的物理性质

水泥土的抗压强度、抗剪强度、压缩性、渗水性都远大于原状土。水泥土的物理性质详见表1。

表1 水泥土的物理性质表

1.2 深层水泥搅拌桩施工特点

深层水泥搅拌桩施工速度快、无噪音、无振动，施工过程中不需取出地层中土体，对地层土无扰动、不缩颈、无地层隆起现象，不需支护或抽降水，对相邻建构筑物安全无影响，施工质量极易控制，造价低，具有较好的社会效益和经济效益。

1.3深层水泥搅拌桩应用

深层水泥搅拌桩广泛应用于工业、民用建筑、公路、铁路、码头和水利等工程领域。1998年长江大洪水之后，深层水泥搅拌法在水利建设中得到迅速应用。我省的信邑沟水库、泔河水库、西郊水库、土桥水库和交口南干渠等工程均采用了水泥搅拌桩加固地基、防止渗漏和维护支挡。

2 深层水泥搅拌桩质量检验方法

深层水泥搅拌桩的质量检验主要包括:桩径、桩长、桩体均匀性、桩体强度、单桩承载力以及复合地基承载力等内容。在我国，工业、民用建筑、公路、铁路、冶金等行业，各自都有自己的质量检验标准。尽管各行业检验标准不完全相同，但归纳起来不外乎有以下几种主要检测方法。

2.1 轻型动力触探(N10)检验桩身均匀性判断桩身强度

成桩后3 d内，用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据桩土轻便触探基数(N10)用对比法判断桩身强度。检验数量为已施工总桩数的1%，且不少于3根。

2.2 开挖检验桩的直径和均匀性

成桩7 d后，浅部开挖桩头，深度宜超过停浆(灰)面以下0.5 m，量测成桩直径，目测检查搅拌的均匀性。检查数量为总桩数的5%。

2.3 小应变动测法检验测桩长和成桩均匀性

通过安装于桩顶的传感器，根据波动理论和振动理论以及应力波在桩体内的传播与反射的固有规律，确定桩体的匀质性、实际桩长、缺损性质和缺陷位置。检查数量为总桩数的5%。

2.4 无侧限抗压强度试验检验桩体的强度

成桩28 d后，在桩体上截取试件送试验室做无侧限抗压强度试验，以检验桩体的整体强度，并填报桩体无侧限抗压强度试验报告。检验数量为总桩数的2‰，且不少于3根。

2.5 载荷试验检验地基承载力

成桩28 d后，采用复合地基载荷试验或单桩载荷试验检验地基承载力。检验数量为桩总数的0.5% ～1%，且每项单体工程不应小于3点。

3 质量检验方法在水利工程中的应用

对深层水泥搅拌桩质量检验，水利行业目前还没有统一的规定，工作基本都是参照其他行业标准。但有的没有结合水利工程的特点，有的检验方法选用不当，有的检验方法单一没有辅助其它方法验证，甚至出现了把合格的桩检验成为不合格的桩，不仅造成工程投资增大、工期延长，而且还出现建设各方关系不和谐等现象。下面以三个实例来说明深层水泥搅拌桩质量检验方法在水利工程中的应用。

3.1 信邑沟水库搅拌桩质量检验

水库坝前饱和淤泥土承载力60 kpa，以下土层基本承载力为120 kpa。设计选用了14.5 m长水泥搅拌桩作为淤泥开挖基坑围封的支挡结构和坝脚阻滑体，在开挖基坑前形成一道防渗帷幕便于换填土施工。施工过程中采用轻型动力触探(N10)检查桩身均匀性并判断桩身强度。采用轻便触探器钻取了20根桩身加固土样，观察搅拌土都很均匀，桩身加固土轻便触探击数(N10)平均值大于36击，而桩间土击数(N10)平均值仅为6击，用对比法判断桩身强度比桩间土强度提高了6倍;浅部开挖了80根搅拌桩，经量测桩直径为520 mm，且搅拌均匀;成桩28 d后，在四根桩体上截取了48件试件送试验室做无侧限抗压强度试验，桩体无侧限抗压强度平均值为2 100 kpa;同时采用小应变动测法检测了80根桩的桩长和桩体均匀性，检测结果有78根桩为Ⅰ类桩，2根桩为Ⅱ类桩，桩长14.5 m。经检验搅拌桩各项指标均满足设计要求，很快进入了下阶段施工。

3.2 泾惠渠西郊水库溢洪道边墙基础搅拌桩质量检验

溢洪道地层主要为含砂轻、中、粉质壤土及轻粉质砂壤土，承载力100 kpa，设计要求对地基土进行加固处理，使承载力达到200 kpa，经过方案比较，选用了8 m长水泥搅拌桩。施工过程中采用轻型动力触探(N10)检查了桩身均匀性并判断桩身强度、开挖检查了搅拌桩的直径和均匀性，小应变动测法检测了桩长和成桩均匀性，在桩体上截取试件检测了无侧限抗压强度。因对承载力要求高，成桩28d后采用复合地基载荷试验检测了地基承载力，经检验搅拌桩各项指标都满足设计要求，也很快进入了下阶段施工。

3.3 靖边土桥水库搅拌桩质量检验

该工程地质及设计要求和信邑沟水库相似，坝前饱和淤泥土承载力60 kpa，地下水位埋深0.5 m，设计桩长14.5 m，施工过程中严格按照施工规范及设计要求进行施工，并有监理监督。施工过程中采用开挖和轻型动力触探(N10)检查搅拌桩的直径、均匀性并判断桩身强度。经检验直径、均匀性及桩身强度均满足要求。但验收时某水利检测单位仅采用了150 m岩心钻机钻芯抽样来检测桩长和桩体质量，共抽样12个点，在桩体上进行钻芯取样，结果在钻探至7 m深左右时取出的样中基本都是天然土而没有水泥土，于是检测单位就定性为施工桩长只有7 m的结论。经建设单位、监理单位和施工单位对地质和施工情况进行全面分析后，认为桩长及质量没有问题，可能是检测方法不当而形成了错误结论，建议检测方采用小应变检测法复检，而检测方却认为检测方法正确而拒绝复检。后来，施工单位委托了某人工地基检测站对该工程抽取了30根桩进行了小应变检测，检测结果有28根桩为Ⅰ类桩，2根桩为Ⅱ类桩，桩长均达到了 14.5 m。说明搅拌桩长度和均匀性均满足要求。但检测方拒不认可此结论，坚持认为钻芯抽样的准确性，致使工地继续停工，给施工单位带来不良影响和很大的经济损失。为了准确检验桩基质量，施工单位不得不克服复杂地质困难，对检测方钻芯抽样过的认为桩长不够的桩进行沉管抽水开挖，取出桩体，以直观检查桩长，结果是每下挖1m深，抽芯钻孔就偏向桩外缘10 mm，当挖至7 m深时抽芯钻孔全部偏离桩体进入天然土中，7 m以下仍存在着完好无损的搅拌桩。而取出的桩体无论是桩径、强度和均匀性均满足设计和规范要求，经四方现场查勘，认定桩质量合格。但因此事工期整整延误了四个月，造成了很大的经济损失。为此，有必要统一检验方法标准。

4 结语

在水利工程在选用适当的深层水泥搅拌桩质量检验方法，不仅是判定搅拌桩质量合格与否的先决条件，而且也直接影响工程造价和工期。

在搅拌桩质量检验中应根据设计要求合理选用有技术含量、不易产生较大误差、工程领域普遍认可的、有成熟经验且经济合理的检测方法;对桩体均匀程度可用轻型动力触探(N10)、小应变动测法和开挖目测来检查;对桩体的直径可通过开挖量测检查;对桩体的长度、缺损性质和缺陷位置，可用小应变动测法来检查;对桩体强度可用轻型动力触探(N10)、在桩体上截取试件送试验室做无侧限抗压强度试验来检查;对重要工程的地基承载力，可采用载荷试验来检查;抽芯检查存在工作量大、效率低、难度大、进度慢、钻孔垂直度无法保证，桩体下部易偏出，结果不准，另外在取样过程中易破碎，取出的试件做强度试验很难保证其真实性，因此抽芯的质量检测与评价要辅助其它方法。

［1］建筑地基处理技术规范.JGJ 79—2002.

［2］粉体搅拌法加固软弱土层技术规范.TB 10113—96.

［3］软土地基深层搅拌加固法技术规程.YBJ 225—91.

［4］白日升.粉体搅拌法的应用［M］.北京:中国铁道出版社.1998.10.

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1004－1184(2012)05－0200－02

2012－08－13

吴长江(1966－)，男，陕西商南人，工程师，主要从事水利工程勘察设计施工及管理工作。