水泥土取芯

深层搅拌水泥土加芯桩检测方案
工作2008-01-21 15:09:29 阅读619 评论5 字号：大中小订阅
一前言
深层水泥搅拌桩属于加固土桩，适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土等。

常用的水泥土搅拌桩复合地基和挡土墙在软土地基加固和基坑围护工程中普遍应用，但是水泥土搅拌桩的强度较低，因此承载能力不高。

加芯水泥土搅拌桩以预制的（或现场灌注的）钢筋混凝土小桩作为核心，插入水泥土搅拌桩中形成复合桩，使其获得较高的承载力，而且没有打入桩的噪音和挤土，没有钻孔灌注浆的泥浆污染，是一种经济效益和社会效益较高的新桩型。

本项目的业主方为昆明水岸文化传播有限公司；勘察工作由昆明骏泽岩土工程有限公司完成；由云南南方基础工程研究有限公司作“深层搅拌水泥土加芯桩地基处理设计”并进行施工。

二地层基本情况
整个场地钻探揭露范围内自上而下依次为：杂填土（素填土）、泥炭质土、淤泥质粉质粘土、粉砂、粉土层等地层构成，具体详细描述见《海埂明珠村水岸闲庭施工图设计阶段岩土工程勘察报告》。

各地层的揭露厚度及物理力学指标值见下表：
三依据的规范规程
[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
[2] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002、J220—2002)
[3] 《软土地基深层搅拌加固法技术规程》(YBJ225-91)
[4]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)
[5] 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)
[6] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)四深层搅拌水泥土加芯桩的质量检测方法
设计前一般会做拟处理土的室内配比试验，针对现场软土的性质，选择合适的水泥渗入量、水灰比等参数。

水泥土渗入量，水灰比等参数在设计图纸上注明。

“成桩工艺性试验”桩数不宜少于5根，且必须待试桩成功后方可进行正式施工。

试桩检验可采取7天后直接开挖取出，或至少14天后抽芯，以检验其搅拌均匀程度和水泥土强度。

正式施工后施工桩的质量检测方法：
1、水泥土试块
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）（后简称《验收规范》）对混凝土灌注桩试块数量有强制性规定，但对水泥土搅拌桩现场试块未作要求。

《验收规范》和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）(后简称《地基处理规范》)规定水泥土搅拌桩承受竖向荷载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平
均值，承受水平荷载取28d龄期强度平均值。

由于规范未明确试块留置的具体要求，目前，施工单位通常的做法为：
1）试块每天一组，或一台机一天一组；
2）由于工程进度关系，认为90d龄期过长，一般只要求做28d龄期强度。

2、N10轻便动力触探检验
用轻便动力触探N10检验桩身的强度要求是：
1）1d龄期成桩的N10击数大于15击；
2）7d龄期成桩的N10击数大于原天然地基的N10击数1倍以上（淤泥除外）。

检验搅拌均匀性：用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。

轻便触探的有效检验深度为4m，为加深检验深度，可在做完4m 后用钢管压入4m再继续做4m，一般可做到8m深。

3、桩身抽芯取样检验
成桩龄期28d后取桩身样品检验，检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。

4、载荷试验
载荷试验在成桩28d龄期时进行。

一种为单桩载荷试验，另一种为复合地基载荷试验（可做单根、2根、4根桩的复合地基），按试验操作规程进行，一般要求每个场地的载荷试验点不少于3个。

单桩载荷试验一般做桩帽，即将桩顶开挖后修理平整；复合地基试验时荷载板必须在同一平面上。

《建筑地基基础设计规范》第7.2.8条规定，“复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。

”所以载荷试验是相对比较权威的检验方法。

5、沉降观测
定期对采用深层水泥搅拌桩加固的地基路段进行沉降观测、侧向位移观测，通过观测评定地基变形是否满足设计及规范要求，是直观检查加固效果的理想方法。

6、外观鉴定
1）桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。

2）搅拌均匀，凝体无松散。

3）群桩桩顶平齐，间距均匀。

7、其它施工检查项目
深层搅拌桩的桩位偏差、桩斜率、桩底深度、断面尺寸、桩顶停浆面高程、单桩喷浆量、原材料、搭接情况整体稳定和墙体、桩身强度、喷浆量、搅拌时间等，以上项目均需符合设计及规范要求。

由于深层搅拌桩施工速度快，且属隐蔽性施工，不易监控；同时，由于固结速度较慢，施工桩头段时用力过猛，易使浅部桩身断裂。

上述质量问题对复合地基承载力均有较大影响。

因此，在施工深层水泥搅拌桩时，应根据其工艺流程制定各工序质量控制关键点，层层把关，加强施工自检、监理旁站检查，以及业主及相关质量监督管理部门的监督检查，确保工程质量。

现业主方委托我西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司做“海埂明珠村水岸闲庭项目深层搅拌水泥土加芯桩的抽芯检测方案”设计及检测工作。

五本项目的深层搅拌水泥土加芯桩的抽芯检测方案
取芯检测是一种直观准确的水泥土搅拌桩施工质量检测方法。

该方法可根据芯样直接检验桩的连续性、均匀性、密实度、桩长、端承条件等，也可以将芯样制作成试块进行抗压强度试验，检验桩体强度。

对承受竖向荷载的水泥土桩，《地基处理规范》规定对桩身质量有怀疑时，应在成桩后28d后钻取芯样作抗压强度检验，检验数量为桩总数的0.5％，本项目施工工程桩368棵，且不少于3根。

因此，我们对该项目按抽芯检测深层搅拌桩数4根（1%）设计，在成桩龄期28d后取桩身样品（水泥土、加芯混凝土）、桩周土样品进行检验。

具体位置根据勘察报告。

提供以下综合检验指标：
1）桩身水泥土、加芯混凝土的连续性、均匀性、密实度综合描述及桩长、端承条件等；
2）用大管径钻机钻取芯样（水泥土、加芯混凝土），水泥土芯样直径宜大于10cm，以减少扰动的影响；无侧限抗压强度试验，可采用芯样制备成7.07cm×7.07cm×7.07cm的立方试件，也可直接用圆柱体芯样试件进行试验。

3）桩周土加固情况及物理力学指标变化情况。

如果某段水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。

取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

六检测施工要求
1、取芯设备
水泥土桩强度不高（一般在0.5-1.5MPa），采用普通地质钻机可满足要求，钻孔位置宜确定在桩中心，保证钻孔有良好的垂直度，防止钻出桩体外。

2、芯样描述
芯样描述的主要内容包括：颜色、硬度、芯样完整性、水泥含量、搅拌均匀程度、芯样采取率等，每进尺均要记录。

通长取芯时，还要对桩端土层进行描述。

3、抗压试件截取位置、数量
借鉴《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）中混凝土灌注桩钻芯法思路：
1）截取数量
混凝土桩桩长10时，每孔截取三组芯样，一组三块，取三块平均值为该组代表值。

当芯样较破碎时，一组无法取三个试件时，至少取两个，取两个平均值为代表值。

三组试件代表值中最小值作为该桩芯样抗压强度代表值。

2) 截取位置
上下两组试件可参照混凝土灌注桩，上部试件位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，下部试件位置距桩底不宜大于1倍桩径或1m。

对于水泥土桩，最大轴向应力发生在距桩顶3-4m范围内，而在这深度范围内，由于缺少上覆土层压力，搅拌质量易受影响。

故中间一组试件应在3-4m范围内截取。

3）抗压试件制作要求
由于水泥土桩桩身强度远小于混凝土，不能完全照搬混凝土芯样制作质量要求。

芯样端面与轴线的不垂直度、两方向直径差、芯样端面的不平整度等参数在芯样强度较低时，甚至无法测量，更无从谈起质量要求。

切实可行的办法是将芯样不带水切割成高径接近1：1的试件，端面修平，即可试压。

4）压力试验机
芯样试件强度小于2.0MPa时，无法直接在普通压力试验机上试压，可选用承载比试验机，通过压力环位移测算压力值。

芯样试件强度大于2.0MPa时，可选用小型压力试验机试压，加荷速度可参照低等级砂浆试块。

七检测报告
1、内容
检测报告内容应包括：
1）工程概况；
2）地质条件描述；
3）受检桩的桩号、桩位和相关施工记录；
4）检测仪器、检测过程叙述；
5）芯样描述、芯样试件抗压强度；
6）检测结论。

2、结论
规范规定取芯应在成桩28d后进行，由于工程进度原因，现场取芯龄期一般很少达到90d，而强度设计值是90d龄期强度，因此应按公式推算实际龄期强度设计值，作为强度评判依据。