邓敏
江苏煜顺工程检测技术服务有限公司南通分公司 江苏南通 226001
摘要：本文针对南通地区某深基坑工程三轴水泥土搅拌桩止水帷幕的检测项目，采用钻芯法，分析了水泥土搅拌桩成桩过程中出现的质量问题，并分析其产生的主要原因，阐述了对工程质量及安全的影响，并提出了相应的改进措施及方法，以提高工程质量，对本地区相似项目的检测工作具有一定的借鉴意义。
关键词：水泥土搅拌桩、钻芯法、质量检测
1引言
南通市地处中国华东地区、江苏东南部，东抵黄海、南濒长江??，是扬子江城市群的重要组成部分，长江三角洲中心区27城之一。近年来南通市域经济得到迅速发展，2020年全市国内生产总值突破10000亿人民币，市区范围也越来越大。近年来，南通地下空间被逐渐开发，特别是南通地铁一号线及二号线的开工建设，城市地下空间的利用越来越受到重视。南通地区上部土层主要以粉质黏土、粉土及粉砂为主，且地下水位较高，水位埋深一般为地下面1.0~3.0m，深基坑开挖时势必会遇到降水及止水的问题；根据本地区经验，一般采用三轴水泥土搅拌桩进行基坑边坡的止水，效果较好。但如何保证三轴水泥土搅拌桩成桩质量直接影响到基坑的围护结构安全及周边建（构）筑物的稳定性。本文结合南通某基坑工程三轴搅拌桩止水帷幕采用钻芯法的质量检测过程，分析了搅拌桩成桩过程中发现的问题，并提出了提高成桩质量的方法与建议，对本地区类似项目有一定的借鉴意义。
2水泥土搅拌桩及钻芯法简介
2.1水泥土搅拌桩简介
水泥土搅拌桩是地基加固的一种方法，适用于饱和黏性土及粉土等土层中，它主要是利用水泥等材料作为加固剂通过特制的搅拌机械，将软土及固化剂强制充分搅拌，使软土硬结形成具有完整性、水稳性和一定强度的水泥加固桩体。由于采用了水泥作为固化剂，与土体颗粒发生物理化学变化，在土颗粒的周边包络并逐渐硬化，形成连续的水泥土骨架结构，因此水泥土搅拌桩具有较好止水的功能，本地区一般采用三轴水泥土搅拌桩作为基坑边坡的止水帷幕，收到较好的效果。
2.2钻芯法简介
钻芯取样法是一种破坏性检测桩基整体质量的方法，在桩身上沿长度方向钻取混凝土芯样及桩端岩土芯样，通过对芯样的观察和测试，用以评价成桩质量的检测方法，具有直观性、准确性等特点，对大多数桩型的检测均较为适用。不仅可以对桩身长度、完整性进行客观判定，还可以对水泥土强度、持力层等进行判定，保证基坑工程止水帷幕的整体质量。
3钻芯法检测桩身质量
三轴水泥土搅拌桩作为深大基坑工程的止水帷幕在南通地区被广泛应用，利用专门的三轴搅拌机施工，两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转，使与水泥浆液拌合的土体更加均匀，加固效果更好，水泥土抗渗性能更好，其作为止水帷幕具有止水效果好、施工效率高、无噪音低污染等优点。本文通过对南通某基坑工程三轴水泥土搅拌桩的质量检测项目，归纳总结了检测过程中出现的桩身质量问题及对工程的影响，并提出提高成桩质量的方法。
3.1成桩质量问题探析
3.3.1搅拌均匀性差
由于基坑范围内以中密的粉性土及中密~密实的砂性土为主，强度较高，较难搅拌均匀，若搅拌次数不够，易造成三轴水泥土搅拌桩桩体不均匀的想象。从本次钻孔取芯的结果来看，上部以纯水泥土短柱为主，下部局部位置出现了纯原状土，未见水泥，分析其原因主要是由于三轴搅拌过程中，由于下部粉砂土中含有较多黏性土夹层，出现了水泥无法与原状土充分搅拌融合的想象。
3.3.2水泥含量少、胶结差
从部分取芯检测结果看，取样的三轴搅拌桩芯样呈松散、水泥含量少的状态，水泥土不连续，原状土与水泥的胶结差，局部仅可见少量水泥块分布。
分析其原因，主要是由于机械在搅拌过程中，水泥喷浆量不足，或者在喷浆时工人操作不当，提升速度过快，特别是在深部搅拌时，喷浆量较少且搅拌次数不够，是形成质量缺陷的主要原因；其次，由于搅拌过程中无法时时监控水泥喷浆量的多少，浆液中时常出现含水量大，水灰比过大等现象，导致水泥及原状土的胶结速度减慢且胶结强度不够。
3.3.3水泥离析、无胶结
由于本工程基坑开挖范围内以粉砂性土为主，且地下水位较高，砂土的渗透性能好，搅拌桩施工喷射时水泥浆液容易被地下水冲蚀，从而导致水泥无法与原状土充分搅拌，水泥发生离析，无法胶结。从现场取芯结果来看，砂性土地层中，水泥土搅拌桩桩身部分位置呈现松散的砂状，未见或见少量水泥块，无法形成完整的水泥桩体。
3.2成桩质量对工程的影响
水泥土搅拌桩作为一种被广泛采用的地基加固方法及止水措施，如果桩身质量无法得到保证，势必会影响整个工程的质量，甚至会造成不必要的经济及生命财产的损失。
3.2.1对抗渗性能的影响
三轴水泥土搅拌桩具有较好的止水效果，被广泛应用于深大基坑的止水方案中。若桩身质量无法得到保证，桩体不连续或水泥土胶结差，基坑开挖时，坑内水位急速下降，而坑外水位较高时，坑内坑外易出现高水头差，在渗透性较强的砂性土中，高水头差容易引起三轴搅拌桩止水帷幕的渗透，严重时可出现流砂及管涌现象，直接影响基坑围护结构的安全及周边建筑物的稳定性。
3.2.2对桩身强度的影响
当水泥土搅拌桩桩身局部质量较差、水泥含量不达标，胶结差或局部出现无胶结现象时，在地下水及上部荷载作用下，桩身强度会明显降低，从而导致上部结构出现倾斜、不均匀沉降及墙体裂缝等情况，形成工程安全隐患，直接影响建筑物的正常使用。
3.2.3对变形稳定性的影响
水泥土搅拌桩经常作为复合地基加固软弱土层，增加地基承载力特征值，当搅拌桩桩身质量存在缺陷时，上部荷载无法通过桩身传递至深部较硬土层上，在搅拌桩桩身缺陷位置，由于上部荷载的作用会出现较大的塑性变形、错位或桩身的蠕动，上部建筑在桩基塑性变形的情况下出现倾斜或沉降过大的现象。
3.3提高成桩质量的方法
（1）三轴搅拌桩施工过程中应避免喷浆提升速度过快，并对提升速度、电机电流等参数进行记录。发现异常情况，特别是在有软弱夹层的土层中，需降低提升速度，保证喷浆量及搅拌次数，保证水泥与原状土可以充分胶结。
（2）施工过程中应严格执行设计要求的水灰比，及时复核浆液水灰比，严格控制钻进过程中的喷水量。
（3）针对水泥喷浆量不足或水泥存在质量问题的情况；可采用自动记录仪记录搅拌深度及喷浆量或根据围护设计方案采用甲供水泥的方案；保证搅拌浆量及水泥质量。
（4）应采取足够压力的喷浆系统，压力泵及供浆管进场前应通过各方的验收并有合格的出厂证明。
（5）下钻过程中应尽量干钻或少量喷水，当到达设计深度时可开始喷浆，并保证每段有充分的搅拌及喷浆时长；对特殊土层或有怀疑的部分，增加搅拌次数。
（6）为降低地下水对水泥浆液的影响，可添加合适的外加剂；外加剂种类及含量应在现场试验后确定。
4结论与建议
综上所述，影响水泥土搅拌桩成桩质量的因素较多，为保证基坑工程围护结构或建筑物基础工程的质量要求，施工技术人员需要采用可靠、准确的施工方法。钻芯法是一种应用最为广泛的桩基检测技术，技术人员可通过对现场钻孔取芯情况进行全面分析，了解水泥土搅拌桩的施工质量，保证工程安全。本文通过南通某基坑工程水泥土搅拌桩止水帷幕的检测项目，分析了水泥土搅拌桩施工时存在的问题及对工程安全的影响，并提出了改进的方案，对类似项目有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]建筑地基处理规范（JGJ79-2012）[S].中国建筑工业出版社,2012.
[2]建筑地基检测技术规范（JGJ340-2015）[S].中国建筑工业出版社,2015.
[3]黄薇莎.钻芯法在桩基检测中的应用研究[J].城市建筑,2016(23):193.