水泥搅拌桩检测技术.ppt

铁路路基水泥土湿法搅拌桩质量检测研究 常聚友 中铁二院工程集团有限责任公司 摘要 研究目的 铁路路基多采用水泥土湿法搅拌桩 如何检测其水泥土湿法搅拌桩质量 应与地质 施工紧密结合 认真研究对其桩的各个检测方法 选择最佳检测方法达到对水泥土湿法搅拌桩质量的正确判断 研究结果 水泥土湿法搅拌桩水灰比应控制在0 46 0 5 水泥与软塑粘土的比值应大于或等于15 水泥土湿法搅拌桩施工一定要复搅 才能使桩体达到搅拌均匀 水泥土湿法搅拌桩质量检测应在施工28天后进行 其桩身质量完整性检测采用低应变反射波法 检测数量为施工总数的10 和钻芯法 检测数量为施工总数的0 5 且不少于3根 其承载力检测采用钻芯芯样抗压强度试验 检测数量为施工总数的0 5 且不少于3根 和单桩复合地基承载力静载试验 试验数量为施工总数的0 5 且不少于3根 可达到对水泥土湿法搅拌桩质量的正确判断 关键词 搅拌桩 复搅 反射波法 钻芯法 抗压强度 静载试验 1 问题的提出南 川 涪 陵 铁路路基多采用水泥土湿法搅拌桩 如何检测水泥土湿法搅拌桩质量 应与地质 施工紧密结合 认真研究对其桩的各个检测方法 选择最佳检测方法达到对水泥土湿法搅拌桩质量的正确判断 2 水泥土湿法搅拌桩桩施工2 1地质水泥土湿法搅拌桩的地层经地质勘察其土层由上而下分别为 1 软塑粘土 fk 100kpa 2 强风化泥岩 页岩夹砂岩 W3 桩端进入此层 3 弱风化泥岩 页岩夹砂岩 W2 2 2 水泥土湿法搅拌桩的布置由设计其路基水泥土湿法搅拌桩单桩复合地基承载力fspk 150kpa 根据地质软塑粘土fk 100kpa 设计水泥土湿法搅拌桩试块28天抗压强度fcu 1 5Mpa 由此确定水泥土湿法搅拌桩直径d 0 5m 呈正方形 桩距s1 1 0m布桩 由建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 单桩复合地基承载力公式 fspk mRa Ap 1 m fskRa 0 33 fcu Apm d2 de2 Ap一桩的截面积 m2 fcu一水泥土湿法搅拌桩抗压强度 Kpa fspk一水泥土湿法搅拌桩复合地基承载力特征值 Kpa Ra一单桩向承载力特征值 KN fsk一桩间土承载力特征值 Kpa 一桩间土折减系数m一桩土面积置换率d一桩身平均直径 m de一一根桩分担处理地基面积的等效圆直径 正方形布桩de 1 13 s1 s1一桩间距 m Ra 0 33 1500 0 2 99kN进行单桩复合地基承载力计算 取正方形布桩 桩距s1 1 0m 桩径d 0 5m Ra 99kN fsk 100kPa m 0 2 0 9fspk 0 2 495 0 9 0 8 100 99 72 171Kpa 大于150kPa 由上式可见其单桩单桩复合地基承载力满足设计要求 而其单桩承载力99kPa是桩间土承载力72kPa的1 4倍 使单桩受力最大 由此其桩施工质量要完整 才能更好发挥桩体受力作用 2 3水泥土湿法搅拌桩施工2 3 1水泥土湿法搅拌桩水泥土室内配合比确定根据设计要求配制水泥土湿法搅拌桩试块28天抗压强度fcu 1 5Mpa 而现场选取是42 5MPa水泥与实地软塑粘土 水 减水剂按28天抗压强度fcu 2 0Mpa配制 首先室内配制试块9组 每组3块 通过试验达到设计要求后 再进行现场配制施工 而水灰比应控制在0 46 0 5 水泥与软塑粘土的质量比值应控制在 15 直径500mm的桩每延米的体积为0 196m3 软塑粘土容重为2 00g cm3 则其质量为 0 196 2 00 1000 392 0kg 水泥 软塑粘土 58 8 392 15 0 水 水泥 27 58 8 0 46 其配制结果见下表1 表2 表1水泥土室内配合比 表2施工水泥土配合比 水泥土室内配合比配制尺寸为70 7 70 7 70 7mm3 放入标准养护室进行养护 并按养护时间7天 28天 56天分别取3组进行声波测试 抗压强度试验 求其平均值见下表3 表3试块声波测试 抗压强度试验 由表3可见水泥土湿法搅拌桩桩水泥土配合比满足设计要求 可以指导现场施工 但考虑到现场施工时水泥土湿法搅拌桩的不均匀性 在规定28天钻探桩芯进行抗压强度时的合格变化值应为1 5 3 5MPa 小于1 5MPa 没有满足设计要求 大于3 5MPa 相对应有小于1 5MPa的部位 的钻探桩芯均为不合格 2 3 2水泥土湿法搅拌桩现场施工 1 水泥土湿法搅拌桩的水泥 软塑粘土 水 减水剂按1 6 67 0 46 0 0075配制搅拌 2 取正方形布桩 桩距s1 1 0m 桩径d 0 5m 桩端置于强风化泥岩 页岩夹砂岩 W3 层 3 平整场地 施工放样 移架就位 4 钻进 喷浆 钻进下沉至设计标高 开始喷浆 边喷浆边提升搅拌头 提升速度0 2 2m min 且保证搅拌深度范围内的土体任何一点均能经过20次以上的搅拌 5 复搅 当搅拌头提升至地面50cm时 进行重复搅拌 使桩体达到搅拌均匀的目的 6 重复搅拌后搅拌头提升至孔口 一个桩搅拌完毕 移动机体至下一个桩位 3水泥土湿法搅拌桩质量检测3 1桩身完整性3 1 1轻型动力触探采用轻型动力触探 N10 对成桩后12小时的水泥土湿法搅拌桩进行检测 检测数量为施工总数的1 按击 30cm记录 其58 桩动力触探曲线如图1所示 图1检测点动探曲线 该施工桩长3 6m 由图1可见其动探击数随深度的变化比较均匀 说明该水泥土湿法搅拌桩施工均匀 但桩施工后什么时间检测不宜太长 应以轻型动力触探 N10 对桩能打动为准 否则轻型动力触探 N10 对桩打不动无法检测 3 1 2低应变反射波法选取施工28天后进行水泥土湿法搅拌桩桩身质量反射波法检测 其检测数量为施工总数的10 同时量测浅部成桩直径以及目测检查搅拌的均匀性 3 1 2 1软塑粘土层不含水搅拌桩低应变反射波法曲线现选取其软塑粘土层不含水而施工后达37天的812 桩检测的反射波法曲线进行分析 见图2所示 同时清理桩头时量测浅部成桩直径大于50cm以及目测检查搅拌桩搅拌是均匀的 图2812 桩反射波法曲线由图2可见 该桩长4 5m 桩底反应明显 波速v 1372m s 反射波法曲线反应其桩身质量完整 3 1 2 2软塑粘土含水层搅拌桩低应变反射波法曲线现选取其软塑粘土下部含水层而施工后达40天的106 桩检测的反射波法曲线进行分析 见图3所示 同时清理桩头时量测浅部成桩直径也大于50cm以及目测检查搅拌桩搅拌也是均匀的 图3106 桩反射波法曲线 由图3可见 该桩长3 5m 桩底反应明显 波速v 1464m s 在软塑粘土下部含水层对应搅拌桩桩深2 4m处扩径 反射波法曲线反应其桩身质量也完整 由图2 图3反射波法曲线分析 该水泥土湿法搅拌桩施工均匀 采用低应变反射波法对其水泥土湿法搅拌桩进行检测 其方法可行 3 1 3钻芯法选取施工28天后进行水泥土湿法搅拌桩桩身质量钻芯法检测 检测采用双管单动取样器 其检测数量为施工总数的0 5 且不少于3根 现选取施工后达32天的412 桩钻芯芯样进行分析 见图4所示 由图4可见 该桩长4 7m 钻芯芯样水泥土湿法搅拌致密 均匀 说明该水泥土湿法搅拌桩桩身施工质量完整 图4412 桩钻芯芯样 3 2承载力检测3 2 1钻芯芯样抗压强度试验选取施工28天后进行水泥土湿法搅拌桩桩身质量钻芯法检测 检测采用双管单动取样器 其检测数量为施工总数的0 5 且不少于3根 现选取施工后达29天的2453 桩钻芯芯样按桩的上 中 下各取一组进行切割 抗压强度试验 见图5所示 图52453 桩钻芯切割芯样 其三组芯样分别做声波测试 抗压强度试验 求其平均值见下表4表4芯样声波测试 抗压强度试验 由表4可见水泥土湿法搅拌桩抗压强度试验满足设计要求 3 2 2水泥土湿法搅拌桩复合地基承载力静载试验选取施工28天后进行水泥土湿法搅拌桩复合地基承载力静载试验 其试验数量为施工总数的0 5 且不少于3根 现选取施工后达30天的216 单桩复合地基承载力静载试验进行分析 其承压板面积S 1 1 1m2 最大荷载P 303kpa 最大沉降量s 4 14mm 满足设计要求 见图6所示 图6216 单桩复合地基承载力静载试验P S曲线 4 结论 1 水泥土湿法搅拌桩水灰比应控制在0 46 0 5 水泥与软塑粘土的比值应控制在 15 2 水泥土湿法搅拌桩施工要重视复搅 才能使桩体达到搅拌均