浅议水泥搅拌桩质量检测

李 田 生

(浙江翰达工程检测有限公司，浙江 杭州 310019)



浅议水泥搅拌桩质量检测

李 田 生

(浙江翰达工程检测有限公司，浙江 杭州 310019)

介绍了水泥搅拌桩的类型、特点及工作原理，结合水泥搅拌桩的质量检测内容，从地基土、水泥、粉煤灰、外加剂等方面，阐述了各种材料检测取样的要点，并归纳了检测注意事项，以确保水泥搅拌桩质量检测的准确性。

水泥搅拌桩，质量检测，水泥，地基土

1 概述

在19世纪80年代～90年代，我国开始普遍应用水泥搅拌桩，尤其是沿海的深厚软土地区。该地基处理技术的发展历程比较曲折,应用初期出现了不少的质量问题，曾在部分地区被建设行政主管部门禁止使用。20世纪，多层建筑比较普遍，设计水泥搅拌桩主要目的是增加提高地基承载力、减少变形和控制沉降，因此多数用于处理建筑基础以下一定深度范围内的地基加固。如今，房屋设计主要为高层、超高层，其上述用途弱化，常用于深基坑围护支挡、止水及被动区强度提升、偶尔用于普通建(构)筑物地基增强、液化处理和水利、交通路基和边坡处理等。

2 水泥搅拌桩简介

2.1 工作原理及特点

水泥搅拌桩作用机理比较复杂，实质是以水泥作为主要固化剂，与土体发生复杂的物理化学反应。它通过专用机械设备将水泥浆(或水泥粉体)喷入待处理的软土地基，并在喷注的同时上下搅拌均匀或仅空搅，使水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体(水泥骨架作用)，同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换，生成稳定的钙质结构，从而进一步提高土体的强度，达到提高地基承载力的目的。用水泥搅拌桩处理软弱地基效果显著，施工时间短、施工工艺简单、处理后可很快投入使用。

2.2 水泥搅拌桩分类

水泥搅拌桩按施工工艺分类：根据水泥水化的化学机理，其施工工艺主要有两种：一种称为“湿喷”，即先在地面把水泥制成水泥浆，然后送至地下与地基土搅和，待其固化后，使地基土的物理力学性能得到加强；另一种称为“干喷”，即采用压缩空气把干燥、松散状态的水泥粉直接送入地下与地基土拌和，利用地基土中的孔隙水进行水化反应后，再进行固结，达到改良地基的目的。目前，我国水泥搅拌桩施工较多采用“喷浆”工艺。

3 水泥搅拌桩相关的质量检测

水泥搅拌桩的使用比较广泛，但是对其检测要求则显得无足轻重，多数人不了解其具体要求，多数工地也没有详实的检测资料，如何规范检测十分必要。

3.1 检测分类

结合水泥搅拌桩的形成过程，水泥搅拌桩可按检测地点分：室内检测、现场检测和综合检测(如配合比试验)；按照施工步骤分：工艺选择性检测和施工验收检测。

3.2 检测项目

水泥搅拌桩从原材料到地基涉及的检测，主要包括以下内容。

3.2.1 原材料检测

1)地基土检测，其主要试验项目有：容重(湿密度)、天然含水率、有机质含量、(粘性土)塑性指数、(砂性土)颗粒级配分析，主要检测依据GB/T 50123—1999土工试验方法标准，此试验也可通过查验本工程的岩土勘察报告获取相关数据，宜实测。

2)水泥，主要试验项目有：细度(比表面积)、安定性、抗压强度、抗折强度、凝结时间、标准稠度用水量等，检测依据GB 175—2007通用硅酸盐水泥。当某些地区的地下水含有大量硫酸盐时，对水泥具有结晶性侵蚀，出现开裂、崩解而丧失强度，为此需要选择抗硫酸盐水泥，使水泥土中产生的结晶膨胀物质控制在一定的数量范围内，以提高水泥土的抗侵蚀性。

3)外掺剂，考虑加入外掺剂后的效果，如果单纯为减水目的，则使用木质素磺酸钙，如果为提高强度，使用的品种比较多，常用粉煤灰、三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠、水玻璃和石膏等。实际设计中常用粉煤灰，其试验项目有：烧失量、细度、需水量比、强度活性指数等，检测依据：GB/T 1596—2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰。

4)拌和用水，采用搅拌桩的项目往往不会同时采用其他混凝土桩，故不涉及钢筋或预应力筋问题，主要检测其pH值、不溶物、可溶物、氯化物、碱含量、水泥关于凝结时间和强度的对比试验等，检测标准JGJ 63—2006混凝土用水，此试验也可通过查验本工程的岩土勘察报告获取相关数据。

3.2.2 水泥土配比试验

一般情况下，水泥土强度随着水泥强度和掺量的提高而提高，但有个合理区间，为此，水泥土桩如出于增强用途，必须进行室内配比试验，达到经济合理效果；其次还要达到技术可行，各地土质不一，如遇到特殊土如泥炭土、有机质大于5%的土、pH值小于4的酸性土、生活垃圾填土，此时必须研究水泥与加固土体的适应性，此时也应做配比试验。

3.2.3 现场检测

1)轻型动力触探，检测时机，成桩后3 d内，主要检查上部桩身的均匀性，检测数量为施工总桩数的1%，且不得少于3根；

2)浅部桩头开挖检测，主要检测搅拌均匀性，量测成桩直径，开挖深度宜在停浆(灰)面下0.5 m，检查数量不少于总桩数的5%；

3)静载荷试验，宜在成桩28 d后进行，包括复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验。验收检测时，单桩静载荷试验不少于总桩数的1%，复合地基静载荷试验不少于3台，对于多轴搅拌桩不少于3组；

4)抗压强度试验，此试验主要针对对变形有严格要求的工程，试验应在成桩28 d后进行，具体过程为采用双管单动取样器钻取芯样，检验数量为总桩数的0.5%，且不得少于6点。

4 各种材料检测取样要点

4.1 地基土

水泥搅拌桩处理如果是为提高软弱层土的强度，则应选择处理深度范围内最弱的一层土进行配比试验。因设计水泥掺入比为水泥与被加固土体的湿质量之比，故取样过程中不宜破坏样品结构并采取防止水分挥发的措施，便于观察土质，测定天然容重及测定水分含量。

4.2 水泥

因各地区土质可能差异很大，试配前要注意水泥的品种和强度等级，具体取样时要保证代表性和均匀性。袋装水泥，每一编号内随机抽取不少于20袋，目前较多施工现场采用罐装水泥，此时需要依据厂家的提供质保书明确的编号在卸料时分次随机抽取，总量至少12 kg。

4.3 粉煤灰

已连续供应的每200 t相同等级相同种类的粉煤灰为一批次，不足200 t也按一批计，可连续取也可从10个以上不同部位取等量样品，总量至少3 kg。

4.4 外加剂

依据外加剂掺量大小，当掺量不小于1%时同品种每100 t为一批次，掺量小于1%时50 t为一批次。因某一项目往往用量较小，采样一次基本满足验收要求。取样数量应不小于200 kg水泥所需要的外加剂量。

4.5 拌和用水

城区或近郊工地基本采用市政管网提供的饮用水，可不取样检测，如果在农村或偏远地区，通常采用河水、地下水，此时，要特别注意取水样送检，水质检验水样不少于5 L。

5 检测注意事项

1)水泥、粉煤灰、外加剂。取样必须确保代表性，取样后要混合均匀，然后一分为二，一份送检一份留存，以备争议时使用。其次在样品保存过程中，必须满足各自的保存条件，注意密封、防止受潮结块等，及时送检。

2)拌和用水。采样容器不得受污染，取样前应用待取样水冲洗三次再罐装且封闭。地表水宜在水域中心部位距水面100 mm以下采集。地下水应在放水冲洗管道后接取，或直接用容器采集，不得将地下水存放于地表后再从中取样。

3)根据工程需要和土质条件，选用不同类型的外加剂，其品种和掺量通过试验和工程经验确定。

4)配比试验。a.当主要目的是竖向增强时，配比试验宜确定7 d，14 d，28 d和90 d的无侧限抗压强度，以90 d龄期立方体无侧抗压强度为标准强度。b.对于承受水平荷载的加固体，配比宜确定7 d，14 d，28 d无侧限抗压强度，以28 d龄期立方体无侧限抗压强度为标准强度。c.用于重力围护挡墙、止水帷幕、处理液化地基、被动区(块状)加固时，需确定水泥与土的适应性即可，必要时确定7 d和28 d短期强度。d.因龄期越短，强度试验结果离散性越明显，与标准龄期的强度线性越差，故只在工期紧张时，以7 d，14 d推算标准龄期强度，在工期允许的情况下尽可能采用28 d，90 d龄期强度试验结果或推算其他龄期强度。

6 结语

任何一项工程实体质量是关键，软件资料也不能少，没有了质量检测报告，工程质量无从谈起。水泥土搅拌桩虽是分项工程，其质量检测报告同样是不容忽视的。它在一定程度上可以指导施工，直接反映、检验工程质量，也是工程移交和后期维护的原始依据，同样，处理质量问题的也离不开它，因而任何一个水泥搅拌桩施工项目都必须重视其作用，按照施工流程恰当地进行各项质量检测，收集检测报告。

[1] JGJ 79—2012，建筑地基处理技术规范[S].

[2] JGJ/T 233—2011，水泥土配合比设计规程[S].

Discussion on cement-mixing pile quality detection

Li Tiansheng

(ZhejiangHandaEngineeringDetectionCo.,Ltd,Hangzhou310019,China)

The thesis introduces cement-mixing pile types, features and working principles. Combining with cement-mixing pile quality detecting contents, starting from aspects of foundation soil, cement, fly ash and additive, it describes various materials detecting and sampling points, and summarizes detection matters, with a view to guarantee the cement-mixing pile quality detecting accuracy.

cement mixing pile, quality detection, cement, foundation soil

1009-6825(2017)06-0089-02

2016-12-16

李田生(1973- )，男，工程师

TU472.36

A