摘要：在建筑工程施工中，为保证地基基础稳定性，避免不均匀沉降等现象的发生，常会用到水泥土搅拌桩技术。为了掌握水泥土搅拌桩质量，需采取合理可行的方法做好质量检测。文章对其水泥土搅拌桩质量检测方法进行深入分析，以此为实际的质量检测和评价工作提供参考依据。
关键词：建筑工程；水泥搅拌桩；质量检测
一、建筑工程中水泥土搅拌桩质量检测意义
水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械现场将软土和水泥（干法或湿法）强制搅拌，利用水泥与软土之间所产生的物理化学反应，使软土硬结成具有水稳定性、整体性和一定强度的水泥土的地基加固方法。虽然水泥土搅拌桩复合地基在理论和工程实践方面取得了很大的进展，但其加固效果检测与评价严重落后于工程实践。水泥土搅拌桩与刚性的混凝土桩不同，也与柔性的碎石桩和砂桩不尽相同，其加固体的强度介于混凝土和原状土之间。由于水泥土搅拌桩具有半柔性半刚性的特点，因此对其质量的检测不能简单的套用柔性桩或刚性桩的检测方法。目前还没有一个经济有效的检测手段对搅拌桩进行检测，特别是对全桩质量的检测，相关规范落后于实际工程的需要。随着水泥土搅拌桩在加固、止水等方面的应用日益广泛，其质量检验的重要性非常重要，已成为完善水泥土搅拌法不可缺少的组成部分。本文通过在建筑工程中进行一系列检测试验，对目前常用水泥土搅拌桩检测方法的实用性、有效性和验收指标的确定进行研究，对加强施工管理、提高施工质量有着重要的实际意义。
二、水泥土搅拌桩的特点
1、水泥土搅拌桩身特性。通过与软土强制搅拌成形桩体，它即独立于土体中，又与群桩相互作用，支承地基，因此它是一种介于刚性桩和散体材料桩之间的一种可压缩性桩，也属于地基土的置换桩。一般软土采用深层搅拌加固时，采用的水泥掺量为 8%-20%，硬结而成的水泥土桩身强度可达 1MPa，变形模量可达 100-120MPa，因此，水泥土搅拌桩的桩身强度和刚度远远高于散体材料桩（砂桩、碎石桩），但又不如刚性桩（混凝土桩、钢板桩等）。
2、水泥土搅拌桩单桩承载机理。水泥土搅拌桩在无侧限情况下，可保持桩体直立；在轴向力作用下有一定的压缩变形，其承载特性与刚性桩类似，既土对桩的的支承可由桩侧摩阻力和桩端阻力所组成。
3、水泥土搅拌桩复合地基承载机理.根据单桩的承载机理，上部荷载传递，桩靠土层的侧摩阻力来分担荷载，由于设计中，桩间距均比较小，因此，在群桩承担荷时就必然发生桩侧土应力重叠，也就是说：“群桩承载力小于各单桩承载力之和。”一般在设计和经验上桩、土分担荷载按 80%:20% 取值。
三、检测方法的分类与分析
1、开挖法。开挖法主要采用挖机或人工开挖出桩头查看桩的成型情况，检查桩头的桩径、外观质量、搭接情况、完整性和搅拌的均匀性。由于开挖深度受限，只能检查桩顶部分外观质量，试验根数只能为个别数，若桩体强度很低，开挖后因水分散失，强度变化大。该方法检测龄期为7d后，开挖深度为1-2m，费用较低，耗时较少，无法检测桩体中下部，检测结果无代表性。
2、轻型动力触探试验。轻型动力触探是直接对水泥土搅拌桩顶部0-4m范围内的桩身进行强度原位测试的方法。该法可检查搅拌均匀性，判断桩身强度，操作简单，耗时较少，测试数量可按一定比例进行。由于水泥土搅拌桩往往上部强度较大，轻型动力触探由于能量有限，难以施工。此外，该方法检测深度一般不超过3-4m，龄期要求在3-7d内，无法对深部及中长期强度和桩身完整性进行判断，可考虑作为施工自检手段。
3、静力触探试验。静力触探法是利用比贯入阻力或锥尖阻力与侧壁摩阻力估算桩身强度的原位测试方法。该方法能反映桩身水泥搅拌均匀性，能快速、经济、有效地检测桩身早期强度；缺点是检测结果较离散，理论和实际还需做深入探讨，检测龄期仅限于3-7d内进行。
4、钻芯法。钻芯法可以直接检查桩长、水泥土的连续性、桩身成型和搅拌均匀性，能进行强度试验。但其缺点是设备较笨重，功效较低，垂直度难以控制，对桩有一定破损，需经历取芯制作、养护和试验过程，耗时较长，费用相对较高，检测时间为成桩28d后。该方法可与标贯试验同步进行，应用最为广泛，但是目前规范仅规定参照灌注桩对搅拌桩进行检测，针对性不强，实际运用不够科学规范，相关规范还有待细化明确。
5、抗压强度试验。通过钻芯法钻取芯样进行无侧限抗压强度试验，可以得到桩体上中下各部位的强度，有相关规范规程作为依据，现场芯样可在室内养护至90d，能检测长龄期强度；缺点是水泥土试样制作过程中受到不同程度的损坏，费用相对较高。检测时间为成桩28d后。
四、建筑工程中水泥土搅拌桩质量检测方法
按照设计与相关技术规范提出的要求，在施工中要制作标准试块用于强度检测，检测在成桩28d以后开始，对选取的桩体连续钻取芯样，同时开展标贯试验，以确定成桩是否均匀、连续，强度能否达到要求。本次检测的数量为总桩数0.2%，由监理工程师负责抽选。确定检测桩后，将地面以下22m作为取芯长度，对芯样抗压强度进行检测，并留取芯样周围开展标贯试验，经标贯试验确定桩身质量，完成对加固效果的全面检验。根据检测频率和数量的要求，本次共对9根桩实施了钻芯检测，其中一根钻芯检测结果如表1所示。
表1 成桩检测结果
通过对这一芯样的分析可得，其表层水泥土具有很高的强度，处于较硬的状态；处于1～3m范围内的水泥土，混合均匀，偶见夹核，但强度仍较高；处于3～7m范围内的水泥土，混合均匀，因含水量相对较高，所以处在偏软的状态；处于7～11m范围内的水泥土，其切面较硬，混合均匀；处于11～15m范围内的水泥土，局部保持均匀，可见夹砂，偏软；处于15～22m范围内的水泥土，混合不均匀，成型差，强度较低，含有很多的原状土。因本次采用水泥土搅拌桩是为了避免不均匀沉降，并未对承载力提出太高要求，所以在设计中仅提出立方体强度一项指标，基于此，以本次检测得到的结果为依据，若将立方体的抗压强度作为唯一标准，则远超设计确定的强度，而若将芯样的抗压强度作为基准，则在部分位置下的桩体强度将比设计要求的强度低。
另外，根据配合比试验得出的强度数据，试样28d龄期抗压强度为2.65MPa，比在现场成型的试块小，所以不能判断成桩是否合格，要由设计单位予以确认。结合以往的检测工作经验，并通过对监理记录的查阅，发现导致芯样抗压强度相对较低的主要原因为：桩体处于地面下部，温度相对较低，抑制了水泥的水化反应，使强度增长表面；桩体强度本身不高，而且钻取芯样的过程会对芯样造成一定程度的扰动，导致原结构被破坏。然而，对立方体而言，在成型过程中浆料使用的是地表粉细砂，与水泥混合后形成了水泥砂浆，自然具有较高的强度，所以不可将其作为衡量桩体强度的标准。
结束语
综上所述，在水泥土搅拌桩的质量检测中，可采用开挖桩头、静力触探与标准贯入、荷载试验、取芯检测等方法，具体要根据工程实际情况和现有检测能力确定，确定合适的检测方法后，应严格按照其规范标准操作，以保证检测结果的真实性与可靠性，为质量评定提供参考依据。
参考文献
[1]王江晨.特高压调相机工程中深层水泥土搅拌桩施工的质量控制[J].建筑,2017(29):161-163.
论文作者:田义峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
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