摘要：本文介绍了某工程水泥土搅拌桩施工完成后，通过多种检测方法如轻型动力触探法、钻芯取样法、静载试验法、应力反射波法等来判定水泥土搅拌桩的施工工艺、成桩质量、水泥土强度等地基处理后的质量效果。
关键词：地基处理 轻便动力触探 水泥土芯样 抗压强度 静载试验
0 引言
通过应用水泥土搅拌桩技术，能够有效的提高地基处理水平，该方法应用广泛，为了不断提高应用效率，要重视研究复杂地质条件下水泥土搅拌桩多种检测方法，这样能够不断提高施工质量，本文结合工作实际，具体分析了水泥土搅拌桩多种检测方法，希望阐述能够为相关工作开展奠定良好基础。
1 工程概况
宝钢广东湛江钢铁基地项目2250mm热轧工程位于湛江钢铁厂区经六支二路和纬三路交汇处，并与连铸工程相邻，占地面积约35万平方米，跨越玄武岩台地，海积平原及砂堤砂地三个地貌单元，且大部分位于海积平原中。因海积平原区分布有厚层海相淤泥，为确保在基坑开挖时安全，特采用水泥土搅拌桩对基坑侧壁进行支护。该工程水泥土搅拌桩采用双头2φ700mm，中心距500mm，相邻桩体搭接200mm。水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，掺量为14%（252kg/m3），另掺0.05%三乙醇胺早强剂，基坑支护搅拌桩28天无侧限抗压强度不低于0.6Mpa，其桩体抗压承载力不小于100Kpa。
2 现场检测
2.1轻便动力触探法
应用此类方法一般是在成桩后一周内，应用触探器获取水泥样本，通过细致观察样本的颜色及是否存在结块或土团等情况来判定搅拌的效果。同时在检测时也可针对击锤数量来判定搅拌的均匀性。使用该类触探法检测水泥的搅拌效果时要注意，准确把握检测的深度，一般不宜大于4m。另外对于触探点的位置选择，最好确定在离桩中心2/5的位置，避免在中心处定位触探点。最后在使用触探设备时，要保证穿心杆以垂直角度实施触探，从而保证获取的样本能够真实反映出整体的搅拌效果。
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。
2.2钻芯取样法
此类方法主要应用于水泥土成型一段时间后的情况。施工人员可采取钻孔取芯的方式来判定桩身高度、各个位置含有的水泥量及其均匀性，还有桩身能够承受的压力程度。一般情况下，施工人员能够借助对芯样的分析，得知桩身搅拌的均匀程度，此后通过对芯样滴入水泥滴的方式来判定其含有的水泥量，并采用实验方式检验桩身的抗压能力和取芯环节产生的标贯击数，从而获取桩身各个位置准确的强度指标，同时掌握土样变化的状态信息。最后，可以通过观察取芯过程土样的变化状态来确定桩身的实际长度，用这种方式判断桩长是较为直接的，但由于搅拌桩断面的中轴部分存在测量盲区，以及水泥本身的强度未达到较高水平，因此运用这种方式进行实验时尤其要准确选定打孔位置，最佳的孔位为距离桩芯2/5处，在这个位置进行取样测量，所获取的数据是较为科学、准确的。在实施取芯操作时，要严格保持钻杆的角度达到标准的垂直状态，可产生的角度偏差应控制在0.5%以内。此外，当检测对象为原状水泥时，应注意在取样的过程中避免大幅搅动检测样本，以防样本破裂导致实验获取数据失效。
该工程的水泥土搅拌桩28天无侧限抗压强度检测汇总如表1：
表1：水泥土搅拌桩28天无侧限抗压强度检测汇总表
.png)
2.3 静载试验
搅拌桩的控制力来自于复合地基自身的承重能力，以静载方式实施实验过程是在桩体形成一段时间后，对单独的桩体或者地基进行承重能力的测试，因为这种方式最为接近地基的真实承受力，能够更为标准地测量出单桩或者地基的准确承载数据信息。其主要分为单桩和复合地基静载两种实验方式。
2.3.1 单桩静载实验的特征为，压板与搅拌桩的直径数据相同，而在复合地基实验中，压板的具体大小要根据专业的计算方式进行具体计算得出。压板的中心点应与实验面的中心点位置相同，同时用厚度为1cm左右的砂土将压板下方铺平。
2.3.2 实施加载时应按照相同的增量逐层开展，分级荷载则为最大加载数值的10%，第一层级可为总体荷载数量的2倍。
2.3.3 同上，在实施卸载时，也要逐层等量进行卸载操作，每一层级的卸载数量是分级数量的2倍。
2.3.4 无论是加载还是卸载，都需保证传递过程的稳定、持续，不能遭到外力的冲击，且每个层级的荷载变化幅度相较于分级来说应控制在±10%范围内。
2.3.5 由于衡量沉降的稳定标准不一，因此可分为慢速和快速两种方式。快速法完成单一层级的荷载要使用1h以上，技术人员应具体参考桩顶的沉降情况确定时间是否有必要延长。
2.3.6 慢速法较为适用于静载试验和针对复合地基进行的载荷试验。运用慢速法对实验对象进行观测，时间间隔分别为5、15分钟，此后逐次延长15分钟，直到一小时，之后便可间隔半小时进行一次数据监测。如果加载量在设计标准的范围内，且在1小时内发生0.1mm以内的沉降，那么便可开展后续的荷载。如果加载量高于设计标准，在1小时内发生0.2mm以内的沉降，也可实施后续的荷载工序。
2.3.7 如果发生下述情况，则需停止加载操作：
(1) 在某一层级的荷载作用下，桩顶部位的沉降数值高于上一级沉降量的5 倍；或高于上一级2倍，且在24h内未形成较为稳定的状态；
(2) 达到加载量要求的极限值；
(3) 如果荷载-沉降之间呈缓慢变化趋势，可将总沉降量加载到60-80mm范围内，如果出现特殊情况，最大可将沉降量提升到80mm以上；
(4) 压板周围土量侧翻或者出现较大的缝隙。
静载试验可在现场直接检测单桩和地基的承载能力，其与检测对象在实际应用环境中所受的压力最为接近，因此以这种方式实施检验所获得数据最接近真实情况。但运用这种试验方式所得到的数据，只能说明检测对象在承载力最差的状态下所能承受的力度外荷。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。检测P-S曲线图如下图
.png)
图1：承载力P-S曲线图
虽然这种试验方式能够清晰确定刚度的动态变化曲线，并得到相应的承载数据，但其对桩身的相关信息掌握不全，也缺乏一定的连续性，更无法获取准确的定位，此外搅拌桩的破碎可直接影响到浅层，因此技术人员也无法通过数据分析对搅拌桩在工程项目中发挥的作用进行客观评估。如果只对单桩或地基的承载能力产生疑虑，运用静载方式进行检测时当前最为有效且准确的方式。但如果需要对搅拌桩在项目中的应用效果进行全面评估，则需联合其他检测方法共同参与进行测量和完善数据信息。
2.4 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，这种方式以应力波传播作为理论支撑，在给予少量外力作用的条件下，实验者可将软粘土作为弹性物质进行研究。实际上，搅拌桩的长度要明显大于桩径，因此可将搅拌桩视作弹性杆，同时当桩身的强度达到了规定的临界点，其产生的阻抗力便大幅高于周围土壤及桩底形成的抗力。上述现象便正好是应力波传播理论中设想的实验环境。首先给桩顶中心一个垂直方向的外力，从而促使桩质点在外力的作用下生成弹性波，这种波动作用会沿着桩身依次向下方传递。如果桩身稳定性不强，或者存在夹泥等现象，便会影响到波速或者密度，从而导致波形成反射或者重合的效果。桩顶设置的传感器接收到震动信号以后，会将信号继续传递给检测设备。该设备会将收到的信号进行特殊处理后再实施分析，待获取全部数据后便可全面进行细致和科学的研究判断，从而对桩身的质量出具客观的评价意见。应用应力波反射法对搅拌桩实施检验较为便捷，因此其更适用于开展数量庞大的实验分析，但需注意选择的测试对象应为28d以上的搅拌桩，同时在分析实验结果时，也需注意客观评价缺陷。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。
3 结论
总之，随着新时期相关技术的不断发展，水泥土搅拌桩的检测方法也越来越多，但从实际分析，每种方式都会其局限性。为了进一步提高水泥土搅拌桩质量，要提高其在复杂地质条件下的检测水平，只有积极选取符合实际情况的设备与技术才能不断保证检测效率，同时更应该对试验检测操作进行规范化管理。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。
参考文献：
[1] 龚晓南等，地基处理手册（第三版），中国建筑工业出版社，2008.6
[2] 中华人民共和国建设部,JGJ79--2002.建筑地基处理技术规范[S].北京: 中国建设工业出版社,2002
[3] 广东省建设厅，DBJ 15-60-2008建筑地基基础检测规范[S]，中国建筑工业出版社，2007.2
[4] 黄新等，软土地基水泥系固化剂适用条件浅析，第七届土力学及基础工程学术会议论文集，1994.10
[5] 殷宗泽，龚晓南，地基处理工程实例，中国水利水电出版社，2000.7
[6] 中华人民共和国建设部,GB/T 50123-1999.土工试验方法标准[S].北京: 中国建设工业出版社,1999