水泥土搅拌桩桩身质量多种方法的检测

　　1.轻便动力触探法

　　轻便动力触探法一般是在成桩7天内使用轻便触探器抽取桩身的水泥土样，然后通过观察水泥土样的颜色是否一致、有没有结块水泥或未拌匀的土团来检测水泥土搅拌桩搅拌的均匀程度。同时也可在检测过程中通过击锤数来检测搅拌桩的均匀程度。使用轻便动力触探法检测水泥土搅拌桩时要注意：⑴检测深度一般不能超过4m；⑵触探点不可以在桩的中心位置，一般应定在距离中心2/5的桩径处；⑶触探时一定要保持触探仪的穿心杆垂直。

　　结合实际工程，对该工程的水泥土搅拌桩90多个点进行了轻便触探，由于早期水泥土强度增加较快，测试龄期一般选在7天以内的水泥土搅拌桩，利用N10触探锤对桩身均匀性进行评价分析，从锤击数据上看连续、均匀，且离差不大，说明该批桩桩身质量均匀。

　　2.钻芯取样法

　　钻芯取样法是在水泥土搅拌桩成型后一定龄期，通过钻孔取芯来检查桩身的长度、桩身各部位水泥的含量、水泥土的搅拌均匀程度，检查桩身的抗压强度的变化情况。通常，我们可以通过观察钻孔取出的芯样来判断水泥土搅拌桩的桩身各部分的搅拌均匀性和状态，然后对桩芯样进行水泥滴定试验来检查桩身的水泥含量，继而借助对桩身各部位水泥土原状土样的室内无侧抗压强度实验和取芯过程各段配合用的标准贯入试验的标贯击数，就可以准确地判断出桩身各部位的强度，也可以同时测出桩身土样的变化指标，最后，可以在取芯过程中通过观察水泥土样的变化情况，判断桩身的连续性以确定桩长。此方法虽然直观可靠，但是由于水泥土搅拌桩横断面方向的搅拌轴部分的水泥土盲区，及水泥强度不是很高以及桩体“千层饼”等特点，所以，采用此方法做单桩试验时应注意孔位选取，最好是定在离桩中心2/5的桩径处。在钻进取芯的时候，钻杆必须保持规定的垂直精度（钻头垂直偏差小于0.5%）。特别地，在原状水泥取样的过程中要注意尽量避免对水泥土样的扰动，小心试样破碎。

　　3.静载试验

　　由于水泥土搅拌桩最终的控制参数是复合地基的整体承载力，静载试验法是在桩体达到一定龄期后，对单桩或复合地基通过具有一定刚度的压板加载来测试地基承载力的方法，因此它是最能贴近地基受力的实际情况，最能准确、直接测出单桩或复合地基承载力的最标准的方法，主要包括单桩静载试验和复合地基静载试验，其检测要点有：

　　3.1对于单桩静载试验，压板直径应与桩径相等；对于复合地基静载试验，压板尺寸按面积置换率确定。压板中心必须与试验面中心重合，压板下须用10mm厚的粗砂垫平。

　　3.2加载应采用逐级等量加载，分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中，第一级可取分级荷载的两倍。

　　3.3卸载应逐级等量卸载分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的两倍。

　　3.4加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

　　3.5测读沉降的间隔时间及稳定标准。根据沉降稳定标准的不同，分慢速法和快速法。其中，快速维持荷载法的每级荷载维持时间至少为1小时，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况确定。

　　3.6在试验桩上进行的静载试验和在工程上进行的复合地基载荷试验宜采用慢速法。慢速法观测的间隔为5、15、30、45、60分，之后每隔30分测读一次沉降。当加载量尚未超过设计要求值时，1小时内沉降增量小于0.1mm才可加下一级荷载；当加载量大于设计要求值以后，1小时内沉降增量小于0.2mm即可加下一级荷载。

　　3.7当出现下列情况之一时，可终止加载：

　　(1)某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；

　　(2)某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的两倍，且经24小时尚未达到相对稳定标准；

　　(3)已达到设计要求的最大加载量；

　　(4)当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60~80mm，在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm；

　　(5)承压板周围的土明显地侧向挤出或压板周围出现明显的裂缝。

　　静载试验法是在现场直接通过加载检测单桩及复合地基承载力的方法，最接近单桩或复合地基在工程实际中的受力状况，用该法检测的结果最能反映单桩和复合地基的实际承载力，但静载试验法得到的是维持荷载作用下最薄弱破坏模式相应的桩土体系丧失承载刚度的外荷。通过该工程的3组水泥土搅拌桩的静载试验，结论可以看出S/b均小于等于0.005，承载力满足设计要求。

　　尽管它能全面获得承载刚度的变化情况，描述最弱的破坏模式，并得到与之相应的承载力，但它不能提供桩身质量的完整性、均匀性、连续性的完整信息，更不能定量定位，加之水泥土搅拌桩具有桩体压碎破坏发生在浅层的特点，也就不能对水泥土搅拌桩的施工质量作出全面的评价。仅对承载力有怀疑的单桩或复合地基而言，静载试验法目前是最权威的检测方法，但要对水泥土搅拌桩的施工质量作出全面评价，还须用其它的检测方法与之配合和补充。

　　4应力波反射法

　　应力波反射法检测水泥土搅拌桩的桩身质量是一种新方法测试，该方法是以弹性体内的应力波传播理论为依据的一种检测方法。在施加了较小的外力的情况下，我们可以将桩的软粘土视为弹性体；而水泥土搅拌桩在形态上的长度远大于桩径的长度，所以，可以将桩看成是一维弹性杆件，同时，当桩身强度到达一定程度，阻抗就明显大于桩周土及桩底的阻抗，这样就符合了应力波反射动测的理论假设。具体操作如下：用尼龙棒在桩顶中心的地方垂直施加一冲击力，使桩质点受到振动产生弹性波，波会沿桩身向下传，当桩身存在松散、搅拌不均匀或夹泥等情况时，就会造成密度、截面、波速的变化，从而引起波的阻抗差异，产生波的反射和叠加。该振动信号被置于桩顶的加速度传感器接收后再传到桩身完整性检测仪，检测仪会将采集到的信号进行放大、滤波处理和初步分析，等数据采集完成后就可以通过计算机上的专门软件进行详细分析，这样就可以评价桩身的质量了。应力波反射法测量水泥搅拌桩简捷方便，比较适用于大数量的普查与分析，但要注意测试时桩的龄期不适宜太短，一般不能少于28天。在分析测试出的曲线结果时，不能像刚性桩那样把各种缺陷仔细确定。对该工程检测了80多个曲线信号，其结果都在Ⅰ类、Ⅱ类桩之间。

    结论

　　尽管水泥土搅拌桩桩身质量已有多种检测方法，但是每一种检测方法都有其局限性，都无法完成桩身质量的全面评价。为了保证水泥搅拌桩的桩身质量，确保软基处理的成功，应根据经水泥土搅拌桩复合地基处理工程的重要性、复杂程度及所具有的检测仪器设备的实际条件与现场的实际情况，从中选择合理、可靠、有效的检测方法，通常选用两种或两种以上的多种方法联合检测。另一方面，对试验检测操作进行规范化管理以及加强对检测试验的管理亦刻不容缓。本次工程通过多种试验方法对水泥土搅拌桩地基处理工程的各项技术指标进行综合检测，有利于对水泥土搅拌桩的施工质量效果做出准确、全面的评价，为设计、施工及竣工验收提供充分的依据。