水泥土搅拌桩桩身强度的评价方法探讨

陈华明

【摘 要】按现行规范,对水泥土搅拌桩钻芯法所取得的无侧限抗压强度进行桩身强度评价,通过在东莞篮球中心项目的检测试验例证,提出了按检验批抗压强度标准值来评价桩身水泥土强度时,由于变异系数太高而无法反映批次中部分桩桩身强度不满足设计要求的情况,该法存在一定的合理性和局限性,建议采用满足不同强度等级的桩数累计频率来进行评价. 【期刊名称】《广东土木与建筑》 【年(卷),期】2017(024)001 【总页数】3页(P31-33)

【关键词】水泥土搅拌桩;钻芯法;抗压强度;评价 【作 者】陈华明

【作者单位】广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州510500 【正文语种】中 文

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、桩身各部位水泥含量、水泥土搅拌均匀程度，桩身抗压强度的变化等，是一种直观准确的水泥土搅拌桩质量检测方法，且不受深度，可根据钻芯法结果直接检验桩的连续性、均匀性、密实性、桩长、桩端持力层岩土性状等，钻孔取芯时钻杆必须保持规定的垂直精度（钻头垂直偏差小于0.5%）。通常我们可通过观察钻芯芯样来判断水泥土搅拌桩桩身各部分的搅拌均匀性和状态，同时借助对桩身各部位水泥

土芯样的室内无侧限抗压强度实验，判断桩身水泥土强度，必要时对芯样进行水泥滴定试验来检查桩身的水泥含量，实际应用表明钻孔取芯法是一种全面、可靠的水泥土搅拌桩施工质量检测方法。

但同时由于采用水泥土搅拌法加固地基时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均存在着很大差异，在截取水泥土芯样进行抗压试验时，存在较大的不确定因素，不同检测单位对同一根桩的水泥土强度检测结果缺乏对比性。本文结合相关规范和工程实际，对钻芯法检测水泥土桩身强度的取值问题提出一些意见及建议，供相关从业人员参考。

对水泥土搅拌桩的施工质量目前尚未有一种经济有效的检测手段，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，目前国内对水泥土搅拌桩的质量检测主要参考以下规范：

⑴ JGJ 79-2012《建筑地基处理技术规范》明确了对于水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用轻型动力触探、桩头开挖验证、复合地基载荷试验和单桩载荷试验； ⑵ JTG D30-2015《公路路基设计规范》和JTG F100-2006《公路路基施工技术规范》虽然有相关的加固水泥土桩施工质量要求，但缺乏详细的实施方案和检测、评价标准；

⑶ 苏高技（2003）147号文《江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则》对在江苏省应用的搅拌桩做了较详细的检测规定，采用标贯试验、抗压强度和桩身质量作为水泥土搅拌桩综合评判标准；

⑷ 广东省标准DBJ 15-60-2008《建筑地基基础检测规范》中规定，复合地基竖向增强体的芯样试件按每孔不少于6个截取；

⑸ JGJ 340-2015《建筑地基检测技术规范》对水泥土钻芯法试验提出了较为详细的要求：

a.桩身强度抗压芯样试件按每孔不少于9个截取，桩体三等分段各取3个； b.桩身芯样试件抗压强度代表值应按每组3块试件强度值的平均值确定，水泥土芯样试件抗压强度代表值应取各段水泥土芯样试件抗压强度代表值中的最小值； c.桩身强度应按单位工程检验批进行评价。对单位工程同一条件下的受检桩，应取桩身芯样试件抗压强度代表值进行统计，并按下列公式分别计算平均强度、标准差和变异系数，并应按本规范附录B规定计算桩身强度标准值。

式中：qufi为单桩的芯样试件抗压强度代表值（kPa）；为检验批水泥土桩的芯样试件抗压强度平均值（kPa）；σuf为桩身抗压强度代表值的标准差（kPa）；δuf为桩身抗压强度代表值的的变异系数；n为受检桩数。

按照JGJ 340-2015《建筑地基检测技术规范》对水泥土搅拌桩抗压强度的评价方法，以东莞市篮球中心市政道路工程两个分区的搅拌桩钻芯法为例，采用上述公式对两个检验批水泥土搅拌桩的28d桩身强度进行评价。其中A区桩长14.0m，B区桩长10m，设计要求水泥土强度≥1.2MPa。

该市政道路工程A、B区水泥土搅拌桩检验批的抽检芯样无侧限抗压强度代表值见表1。

由试验结果可知：

⑴ 对于同一场地不同检验批的A、B区，分别统计单桩强度代表值、桩身上部、中部和下部抗压强度，其桩身强度标准值和变异系数相差不大，变异系数均大于0.4；

⑵ 对同一检验批，桩身强度的大致分布均为：上部强度＜中部强度＜下部强度，表明在同一场地施工质量过程控制相一致；

⑶ 场地的不同检验批芯样抗压强度标准值均不小于1.2MPa，参照对变异系数的指标评价，该批次水泥搅拌桩强度变异性等级均为很高（δ≥0.4）。

通过对该市政道路工程A、B区水泥土搅拌桩检验批的芯样抗压强度标准值、变异

系数和变异性等级的分析，可以看出：

⑴ 变异系数的影响因素首要的是土、岩本身的非均质性，对其他因素它不是充分条件。竖向增强体按照其属性属于人工地基，按照检验批评价的人工地基在不考虑岩土条件的影响下，其施工质量应该是比较均匀的（参照灌注桩），但由于水泥土搅拌桩的强度影响因素很多，实际统计出来的搅拌桩抗压强度代表值其变异系数是很高的，从应用上已经失去了统计意义，不能正确反映样品的偏差情况，因此给出标准值没有太多的实际意义；

⑵ JGJ 340-2015《建筑地基检测技术规范》第11.5.5条规定“桩身质量评价应按检验批进行，受检桩桩身强度应按检验批进行评价，桩身强度标准值应满足设计要求”。在执行JGJ 340-2015时，用标准值来衡量受检验批的桩身强度是否满足设计要求，虽然提供了样品的变异性，但由于变异系数很高，未能体现部分水泥土搅拌桩施工质量较差、桩身强度不满足设计要求。按单桩强度代表值作为是否满足设计要求的评价标准，A区检验批有11根桩不满足1.2MPa的要求，占总检测桩数9.4%；B区检验批有4根桩不满足1.2MPa的要求，占总检测桩数11.1%； ⑶ 按照检验批的抗压强度标准值来评价桩身水泥土强度是否满足设计要求，由于变异系数太高、忽略了检验批中的部分水泥土芯样抗压强度不满足设计要求，在实际应用中不能体现部分水泥土搅拌桩施工质量较差，因而存在一定的合理性和局限性。

针对JGJ 340-2015《建筑地基检测技术规范》对检验批水泥土搅拌桩芯样强度评价的缺陷，对上述两个检验批的水泥土搅拌桩芯样无侧限抗压强度代表值进行按满足不同强度等级的累计频率进行统计分析，结果表明：

⑴ 对于A区的117根水泥土搅拌桩，无侧限抗压强度以0.5MPa为最小值，桩数占比为100%；在1.2MPa及以上的占桩数的90%；在1.4MPa及以上的占桩数的85%；在1.6MPa及以上的占桩数的80%；在1.7MPa及以上的占桩数的

75%。

⑵ 对于B区的36根水泥土搅拌桩，无侧限抗压强度以0.7MPa为最小值，桩数占比为100%；在0.9MPa及以上的占桩数的95%；在1.2MPa及以上的占桩数的90%；在1.4MPa及以上的占桩数的85%；在1.6MPa及以上的占桩数的80%；在2.5MPa及以上的占桩数的75%。

⑶ A、B区不满足设计1.2MPa的桩数均刚好位于单桩强度代表值保证率占桩数比90%的区间附近。

综上分析，按检验批满足不同抗压强度等级给出桩数累计频率的方法，比按照检验批抗压强度标准值与设计要求进行评价，更能合理地反映该批次桩身水泥土强度的代表情况。

3.1 按照按照检验批的抗压强度标准值来评价桩身水泥土强度存在一定的合理性和局限性；

3.2 建议按照检验批进行评价时，采用满足不同强度等级的桩数累计频率来评价检验批水泥土搅拌桩的桩身强度；

3.3 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、机械设备等都是影响对水泥土搅拌桩强度检测和判断的因素。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强度。

【相关文献】

［1］DBJ 15-60-2008（广东省标准） 建筑地基基础检测规范［S］ ［2］JGJ 79-2012 建筑地基处理技术规范［S］ ［3］JGJ 304-2015 建筑地基处理技术规范［S］

［4］ JGT 024-2007（江苏省标准） 建筑地基处理技术规范［S］

［5］江苏省建设厅，江苏省高速公路水泥土搅拌桩检测工作实施细则（苏高技（2003）147号文） ［6］JTG F10-2006 公路路基施工技术规范［S］ ［7］JTG D30-2015 公路路基设计规范［S］