喷墨搅拌桩桩体质量检测方法探讨

喷墨搅拌桩桩体质量检测方法探讨摘要:为了确保喷墨搅拌桩桩体的质量，本文在分析的实验的基础上，提出采用静力触探法（CPT法）结合标准贯入试验法(SPT法)对喷粉桩工程质量进行检测和控制。关键词：喷粉搅拌桩；质量；桩体；检测；控制中图分类号：F253.3文献标识码：A文章编号：引言粉体喷射搅拌法（DJM工法）是深层搅拌加固技术的一种。1967年瑞典BPA公司的KjeldPaus先生提出了一种采用生石灰粉与原位软粘土搅拌形成石灰柱的软土加固法，即“石灰柱法”（LimeColumnsMethod）。1971年瑞典的Linden-Alimat公司用生石灰和软土搅拌制作了石灰柱，开创了粉喷技术的新时代。日本在1974年开始在软土地基加固工程中应用，研制了两种施工机械，形成两种施工方法DLM法（DeepLimeMixing工法）和DJM（DryJetMixing工法）。由于使用的固化剂为干燥雾状粉体，不再像地基土中注入附加水份，它能充分吸收软土中的水，对含水量高的软土加固效果尤为显著，较其他加固方法输入的固化剂要少得多，不会出现地表隆起的现象。而且在施工过程中无振动、无污染，对周围环境无不良影响，近二十年来，在国外得到了广泛应用。实践证明，喷粉桩是一种具有推广价值的软土地基加固技术，这一技术已广泛应用与铁路、市政工程、工业民用建筑等的地基处理中。然而近年来由于喷粉桩复合地基施工质量不易控制，出现事故较多。粉体喷搅法加固软弱土层中，其设计理论、施工控制技术一直存在争论。概括起来，在喷粉桩应用领域存在两类问题：粉桩复合地基的设计计算方法，包括其荷载传递性、桩土共同作用理论、沉降计算方法、承载力计算方法等；喷粉桩施工质量控制技术。喷粉桩质量检测方法综述由于喷粉桩工程量大面广，且是隐蔽工程，现有喷粉桩施工机具无法自动地、准确地控制喷粉桩施工质量。因此，如何对喷粉桩施工质量进行检测，实施喷粉桩施工过程中质量的有效控制，是软基处理工程没有解决而迫切需要解决的问题，也是广大工程技师人员一直在探索和研究的问题。目前喷粉桩质量检测方法主要有以下几种：挖桩检测是目前软基设计规范规定的方法，要求安装总数2%的取样频率挖桩检查桩的成型情况，然后分别在桩顶以下50cm、150cm等部位砍取足尺桩头，进行无侧限抗压强度试验。该方法检测结果无代表性，不仅挖桩、砍桩头工程量大，而且破坏了天然地层，回填困难，据此，该方法弊大利小，不应作为规范推荐的方法。轻便触探仪触探法也是规范规定的方法。轻便触探需在早期进行，一般龄期不能超过5-7d，且轻便触探探测深度一般不超过4m，故对喷粉桩深层质量无法测定，与第一种方法一样测定结果无代表性。因此，作为规范规定的方法，显然不能满足工程质量控制的要求。钻孔取芯法采用地质钻机对喷粉桩经行全程钻孔取芯样（一般龄期28d），这是目前喷粉桩质量检测中常用的方法，测定结果能较好地反映喷粉桩的整体质量，但该方法也存在检测时间长、钻孔费用高，钻孔取芯时间一般需在28d以后，难以对喷粉桩质量实时动态控制问题。故此，考虑到费用、时间方面的因素，只能抽取少量的桩进行钻孔取芯检测。以上各种方法各有利弊，但每一种方法都不能快速、有效、经济地对喷粉桩质量检测，保证喷粉桩施工质量。本文采用静力触探法（CPT法）和标准贯入试验法（SPT法）对徐连高速公路喷粉桩进行了大量的测试，检测结果表明，CPT法结合SPT法能较好地评价喷粉桩施工质量，实施对喷粉桩施工过程动态质量控制。CPT法和SPT法检测方法与测试结果分析喷粉桩桩身质量应包括至少三个方面：桩体强度、搅拌均匀性和桩身长度。采用CPT法能过快速、经济、有效地对喷粉桩前期强度或施工时的实时质量进行检测，便于喷粉桩质量的事先控制。本次试验对不同龄期，不同的掺灰量，分复搅和不复搅等不同情况，结合钻孔取芯，对多根喷粉桩进行了对比试验。当喷粉桩龄期超过7d时，由于强度增长，采用CPT法已难以试验，故CPT法只适合于7d龄期以内的喷粉桩质量检测。对于龄期超过7d的喷粉桩，采用标准贯入试验法（SPT）能较好地评价桩身质量。首先，对桩身水泥土强度，可以通过标准贯入击数N63.5来评定，N63.5与无侧限抗压强度之间的关系已有较为成熟的经验公式，在本次试验中也提出了相关公式。实践表明，该公式能比较客观地反映桩身水泥土强度。其次，在标准贯入试验的同时，进行取芯，通过芯样观察、描述，可以了解水泥柱搅拌均匀性，同时必要时芯样可送回实验室，进行抗压试验，确定其强度。第三，桩长是决定喷粉桩复合地基加固效果的主要因素之一，通过钻孔贯入过程，贯穿桩底，可以准确地确定出桩长。结论分析以上相关关系，可以得出以下几个有价值的结论：CPT法能较好地反映喷粉桩成桩后前期强度的情况，对不同掺灰量、不同龄期的喷粉桩强度以及复搅和不复搅的情况都有明显的反映，复搅和不复搅相比，其强度可提高60%以上，空搅不喷灰CPT测试结果与原地基土区别不大。因此，CPT法测试曲线也能较好地反映掺灰量的情况。SPT法能较好地反映不同龄期、不同掺灰量对喷粉桩强度的影响，N63.5与Qu之间有良好的线性关系，采用这一关系能较好的确定喷粉桩28d的强度，以作为设计和检验的标准。在目前尚没有公认的有效且经济的喷粉桩质量检测方法的情况下，建议采用CPT法结合SPT发对喷粉桩工程质量进行检测和控制，在施工过程中采用CPT法，以对喷粉桩质量进行动态控制，防止秋后算账；而在工程完工验收时，进行28d龄期的标贯试验。这样可以较好地保证喷粉桩施工质量在有效的控制之中，确保喷粉桩处理软基的效果。参考文献：地基处理手册编制委员会.地基处理手册【M】.北京：中国建筑工业出版社，1997.高大钊.土质学