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摘要：在现有方法条件下，提出利用钻芯取样结果，引入桩身水泥土无粘结强度段的概念，分析统计无粘结强度段占桩长比，从定量上判定水泥土搅拌桩的均匀性和胶结程度，对客观判定搅拌桩桩身质量有指导意义。
关键词：水泥土搅拌桩，钻芯法，均匀性，胶结程度
Abstract：Under the condition of existing methods，it has been put forward that through the use of the core sampling results and the concept of the unbonded strength section of the pile cement soil is introduced，and the statistical unbonded strength section is analyzed for the pile lengthratio.It is of guiding significance to determine the quality of mixed pile objectively by determining the uniformity and cementation degree of soil-cement mixing pile quantitatively.
Keywords：cement-soil pile；core drilling method；uniformity；degree of consolidation
前言
水泥搅拌桩钻芯法检测是在成桩后一定龄期内，通过钻孔取芯来检查桩的长度、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，此法是一种直观准确的水泥土搅拌桩质量检测方法，该法不受深度限制，可根据钻芯法结果直接检验桩的连续性、均匀性、桩长、桩端持力层岩土性状等。通常我们可以通过观察钻孔取出来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。但同时，由于采用水泥土搅拌法加固地基时，由于施工过程的不均匀性，以及其加固不同土层的复杂性，使得桩身不同部位的水泥含量、水泥土强度和搅拌的均匀性和胶结程度均存在着很大差异，因此在判定搅拌桩均匀性和胶结程度时，检测单位一般未能提供较好的定性结果。本文结合相关规范和工程实际，对钻芯法检测水泥土桩身搅拌均匀性和胶结程度给出统计判定方法，提出一些意见及建议，供相关从业人员参考。
1 工程实例分析
本文选取某工程项目水泥土搅拌桩处理地基，本次在两个分区场地进行了试桩，其中A区场地打设了20根桩，选取其中的13根作为试验桩；B区场地打设了10根桩，选取其中的7根作为试验桩。
1.1工程地质概况
根据该试验段的《岩土工程勘察报告》，该区的土层大致分布情况汇总如下：
0.00m～1.50m鱼塘堤，为灰色、灰黑色，湿，松软，主要为粘性土，标贯击数2～9击；
1.50m～6.00m淤泥质土，为灰黑色，饱和，软塑状，主要由粘粒组成，含有腐植木和粉细砂，为冲洪积成因，有臭味（局部分布），标贯N值为1～2击；
6.00m～8.00m细砂，为灰褐色，饱和，松散，主要由细粒石英砂组成，分选性差，含大量粘粒，为冲洪积成因，标贯N平均值为7.6击（均＜10击）；
8.00m～15.00m砂质粘性土，为紫红色，湿，可塑状，主要由粘性土组成，残留原岩结构，泡水软化，手捏易成砂状，由基岩残积而成，标贯N平均值为12.8击（10～14击）；
1.2设计施工情况
根据设计资料，各区的设计施工参数如下表1：
施工工艺皆采用双向水泥土搅拌设备，它吸收了常规水泥土搅拌桩的优点，充分利用复合地基应力传递规律，此项技术是在利用现有的常规水泥土搅拌桩成桩机械作为机架，或沉管灌注桩等通用设备上，配上专用的双向搅拌桩动力箱与多功能钻头，采用同心双轴钻杆，通过内外钻杆上叶片的同时旋转而形成桩体。
在施工过程中，利用土体的主被动压力差，使钻杆上叶片打开或收缩，桩径随之变大或变小，从而形成桩体。其他附属设备与常规水泥土搅拌桩一致。
2 试验结果与分析
2. 1试验结果
本文在对无粘结强度段的认定时，认为当芯样无胶结呈软塑及可塑（手指压入难易程度判定：软塑状可轻松压入，可塑状有明显压痕且可揉搓成团）或芯样呈碎块状段且大于5cm时，判定该段桩身水泥土无粘结强度。采用双管单动、金刚石钻头取水泥土芯样，进行均匀性和胶结好坏进行判定，并统计无粘结强度段的数据，分别统计无粘结强度长度、大于10cm无粘结强度长度和大于30cm无粘结强度长度。
对各分区水泥土搅拌桩桩身无粘结强度段进行统计，分别统计无粘结强度段长度、＞10cm无粘结强度段长度和＞30cm无粘结强度段长度及其占桩长比值（分别记为P、P10、P30），结果见图1。
根据试验结果，结合现场施工记录进行分析：
1、两个区域场地全桩长胶结好的桩号为Z1-158号、X-348号和P-203号桩，其中X-348号和P-203号桩胶结好，原因是由于桩侧土成桩条件好，Z1-158号上部为淤泥质土，在施工过程中对注浆量和钻头提升速度控制较好，整桩长桩身强度虽然没有X-348号和P-203号桩高，但是成桩效果仍很好；
2、U1-203号、D1-224号、T-131号和 M-168号桩中部和下部水泥土桩身下部水泥含量较少，导致全桩长无粘结强度段较长，客观上反映了桩身质量较差；
3、大部分桩在上部对应鱼塘堤、淤泥质土地质条件段的水泥土桩身无粘结强度段的桩身胶结质量较差，反映了该批次水泥土搅拌桩对鱼塘堤、淤泥质土的处理效果不理想；
4、整批次的水泥土搅拌桩在桩身上部胶结相对较差，在桩身下部胶结相对较好，与成桩的地质条件相对应。
2. 2试验结果分析
统计桩身无粘结强度段占桩长比的情况见下图2。
对无粘结强度段的比较分析：
1、整批次桩桩身无粘结强度占全桩长（P）超过20%的有4根桩，占总桩数的20%；桩身无粘结强度段大于10cm）占全桩长（P10超过20%有4根桩，占总桩数的20%；桩身无粘结强度段大于30cm占全桩长（P30）超过20%有3根桩，占总桩数的15%，由于在施工过程中的质量控制较严格，本批次对水泥土桩身无粘结强度段大于10cm和大于30cm的占桩长比基本一致，反映了注浆钻头没有出现突然提速和注浆喷头堵塞的情况。
2、桩身部分胶结较差致使存在无粘结强度段，究其原因，主要是由于桩身上部位虽然进行了复搅并且喷浆，搅拌比较均匀，水泥浆液充分进入土体里边，土颗粒水泥水化反应充分；但由于成桩的地质条件较差，为鱼塘堤和含有腐植木的淤泥质土，成桩质量仍旧较差。
3、受施工机具能力的影响以及随深度增加注浆处的压力增大的原因，施工时从上到下基本保持一个压力，但桩身下部主要为砂质粘性土层，注浆压力虽然不变，搅拌也比较充分，但整体注浆逐渐困难，而在相同的进尺频率下，下部注浆效果必然不太理想。虽然整批次桩身下部胶结好，但从水泥土钻芯法取样结果反映来看，下部水泥土桩身水泥含量普遍较少，芯样多成灰色、灰白色夹棕红色、褐红色，水泥土芯样多见钻头括痕，水芯样呈坚硬～硬塑状且大部分为硬塑状。
3 结论与建议
（1）引用桩身水泥土无粘结强度的概念，对判定水泥土搅拌桩桩身均匀性和胶结程度具有参考意义；
（2）水泥土搅拌桩桩身均匀性和胶结程度，建议采用桩身无粘结强度占全桩长比例做综合判定，可以间接反映水泥土搅拌桩施工的工程地质条件和施工过程；
（3）对于不同用途的水泥土搅拌桩，可以采用不同的桩身无粘结强度占全桩长参数（P、P10、P30）定量判定水泥土搅拌桩桩身均匀性和胶结程度；
（4）影响水泥土搅拌桩强度检测及判定的因素很多，尤其是国家没有一个统一、详尽的检测评定标准时，方法、人员操作、机械设备等等都是影响对水泥土搅拌桩均匀性和胶结程度判定的因素。因此，在现有的条件下，只有加强各环节的质量控制，尽可能地选择一个对各方都相对一致的检测方法，才能较客观、真实、一致地反映检测的水泥土搅拌桩均匀性和胶结程度。
参考文献
[1]广东省标准，建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008），广东：中国建筑工业出版社，2008.
[2]中华人民共和国行业标准，建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012），北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3]中华人民共和国行业标准，建筑地基检测技术规范（JGJ304-2015），北京：中国建筑工业出版社，2015.
[4]江苏省标准，钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程（苏JG/T024-2007），南京：2007.
论文作者:林渝风
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/25
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