建筑工程中水泥搅拌桩质量检测方法研究

石福垒

摘要：水泥搅拌桩的施工是一种隐蔽工程，其具有任务量较大、工序繁多、涉及范围较广的显著特点，对水泥搅拌桩的施工过程进行有效的质量控制是提高工程总体质量与效益的重要工作。对现行相关行业规范中水泥搅拌桩的质量检测方法进行了讨论。

关键词：建筑工程；水泥搅拌桩；质量检测方法

水泥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的地基加固方法。随着水泥搅拌桩在加固、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。

一、检测方法的分类与分析

对水泥搅拌桩的质量进行检测与评价的目的是为了弄清成桩状况，检测桩体质量能否满足设计要求，工程安全是否得以保证。检测与评价的内容主要在三个方面：搅拌桩强度、搅拌均匀性和桩身长度。目前对水泥搅拌桩检测常用的方法主要有：开挖法、足尺试验法、轻型动力触探试验、静力触探试验、钻孔取芯法、标准贯入试验、抗压强度试验、静载荷试验和动测法等。

（一）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。

（二）足尺试验法

该方法一般是在成桩28d后对桩身浅部截取三段桩体进行现场足尺桩体无侧限抗压强度试验。该方法可以较直接的得出桩体强度和变形特征。但其缺点是截取、制作试验体较困难，需要特制的夹具，移动试验体施工不便；检测深度有限，常规为桩顶以下2m，只能代表桩上部的局部强度；开挖比较困难，需要进行围护施工，开挖出的基坑回填困难，且难以压实。

（三）轻型动力触探试验

轻型动力触探是直接对水泥搅拌桩顶部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。

（四）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。

（五）钻芯法

钻芯法可以直接检查桩长、水泥的连续性、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。

（六）标准贯入试验

标准贯入试验往往与钻芯法结合使用，能原位测试桩身强度，反映桩体均匀性和桩长，贯入击数不受芯样损坏情况影响。缺点是测试点不连续，设备较笨重，当桩体不均匀时，检测结果可能失真，检测时间一般在成28d后进行。

（七）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。

（八）静载荷试验

由于水泥搅拌桩最关注的是其单桩竖向抗压承载力或作为复合地基的整体承载力，静载试验是在桩体达到28d后，对单桩或复合地基进行静载荷试验，能准确、直接测出单桩或复合地基承载力，可直接判定单桩或复合地基的承载力和变形。但是静载试验存在以下缺点：试验条件与实际荷载条件存在一定差异，试验机械设备多，历时长，费用高，测试数量较少，且存在载荷板尺寸效应，荷载传递深度有限，必须在桩体强度满足试验荷载条件时才能进行，不能提供桩身质量的完整性、均匀性、连续性的完整信息，往往以单桩复合地基载荷试验结果为依据，忽略了群桩效应。

（九）动测法

动测法是将桩体简化为一维线弹性杆件模型，利用弹性波在不同介质中传播的规律来判断桩身的质量，主要分为应力波透射法和地震波法。动测法具有投入小，效率高，对桩体无损伤，检测频率高，工期短等优势。由于水泥搅拌动测法主要用于检测混凝土桩之类的刚性桩，对于半柔性半刚性的水泥搅拌桩，能量衰减较快，桩头处理要求高，桩底反射不明显，桩身的离散性较大，测试效果较差。目前，该方法只能作为静载试验和其他检测方法的一种重要的参考依据，尚不能取代其他方法单独地进行水泥搅拌桩质量的评定。

二、检测方法的应用研究

建筑工程中水泥搅拌桩具有数量大，应用广泛，施工强度高的特点，急切需要采用统一的质量检测方法来提高整体的施工质量，为此必须确定合适的检测单元、检测比例、检测方法、检测龄期与检测指标。

（一）检测单元

水泥搅拌桩检测宜将同一同一标段、同一施工单位、强度相同的桩作为一个检测单元。

（二）检测比例

建筑工程由于具有等级和规模，因此检测比例的确定应既能达到检查施工质量的目的，又不至于费用过高和时间过长，检测比例宜在一定范围内变动。因此，建议按搅拌桩总延米数进行分类，适当考虑工程的重要性。

（三）检测方法

对水泥搅拌桩的检测以检查施工记录为主，施工单位可采用轻型动力触探自检，对早期龄期的检测还可采用开挖桩头和足尺试验的方法进行选择性检测，主要查看桩径、桩间距、搅拌均匀性等。对28d中期龄期水泥搅拌桩主要采用钻芯法、标准贯入试验和无侧限抗压强度试验，辅以静载荷试验进行验收检测。

（四）检测龄期

轻型动力触探和静力触探法宜在成桩3~7d内进行，开挖检查法和足尺试验法应在成桩7d后进行，其他试验检测龄期为不小于28d。如果有长龄期的检测要求，可以采用留取28d芯样室内养护至90d龄期进行抗压强度试验，以节约检测时间。

（五）检测指标

建筑工程中水泥搅拌桩质量验收检测的主要指标为水泥芯样、标准贯入击数、无侧限抗压强值、单桩抗压承载力和复合地基抗压承载力。

常用的水泥搅拌桩质量检测方法主要有开挖法、足尺试验法、轻型动力触探试验、静力触探试验、钻芯法、标准贯入试验、无侧限抗压强度试验、静载荷试验和动测法等，这些方法有着各自的优点和缺点，反映的指标不近相同，实际运用中应根据适用条件合理选择。

参考文献

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