轻便触探N10检验.doc

轻便触探(N10)检验水泥搅拌桩桩身强度方法探讨
许德荣
( 江苏东方建筑设计有限公司, 南京210008)
[摘要] 文章针对《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225-91中用轻便触探N10击数判断水泥土桩身强度方法在实际检测中所存在的问题, 并根据实际工作经验提出了相应的解决方法。
[关键词] 轻便触探; 水泥搅拌桩; 桩身强度; 检测
[中图分类号]TU413. 5[文献标识码]B [文章编号]1005- 6270( 2006) 03- 0060- 03
Study on Testing Cement Mixing Pile Strength in Use of Portable Drill Method (N10)
XU De- rong
0 前言
水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂, 通过特制的深层搅拌机械, 在地基深处将需要加固处理的软土与水泥浆( 粉)强制拌和, 使喷入软土中的固化剂与软土充分拌和在一起,由固化剂和软土之间产生一系列物理、化学反应, 形成具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体。利用水泥土搅拌法处理软土地基, 以其适用范围广( 适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等[1]) 、比较经济( 加固费用低廉, 与刚性桩相比, 水泥搅拌桩的桩身强度可与桩的承载力相协调,桩身强度可充分发挥) 、施工工期短、对环境影响小等优点,在软土地基处理中已得到广泛应用。
1 YBJ225- 91 规程判定桩身水泥土强度方法简介
根据中华人民共和国行业标准《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225-91,对水泥搅拌桩桩身水泥土强度检测可采用轻便触探N10进行检测: 其检测方法是采用手摇螺纹钻钻至要检测的深度(一般在地表下4.0m以内),根据手摇螺纹钻采集的桩身水泥土观察其颜色是否一致,搅拌是否均匀, 是否存在水泥浆富结的“结核”或未搅匀的土团,再根据轻便触探击数N10采用对比法进行判别桩身水泥土强度。
根据《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225- 91第5.0.2条,其水泥搅拌桩在成桩7天内轻便触探击数N10与桩身水泥土强度有如表1的关系。
表1 轻便触探击数N10 与桩身水泥土强度对照表
N10( 击)
15
20～25
30～35
> 40
qu( kPa)
200
300
400
> 500
采用轻便触探N10 对水泥搅拌桩桩身强度进行检测,以其轻便、快捷在水泥搅拌桩桩身水泥土强度检测中被广泛运用。
2 YBJ225- 91 规程主要存在问题
首先,由于水泥土搅拌桩施工存在一定的周期,而检验时间则相对集中,这就不可避免的造成被检测桩的桩龄期不尽相同,而规程规定以成桩7天内的桩的轻便触探N10击数采用对比法来判定桩身水泥土强度,但被检测的桩应在施工后随机抽取,这难以保证所抽取的检测桩龄期正好在7天内,难以避免所抽取的检测桩龄期大于7 天。
水泥土的凝固是一个非常复杂的过程,其强度与龄期有着直接的关系,不同龄期的桩身水泥土强度存在很大的差别,被检测的桩桩龄期不同,而对于不同龄期的桩统一按一个标准判定桩身水泥土强度,显然存在其不合理性。这不可避免造成检测结果的不准确性,有时还可能得出相反的结论。对桩龄期短的桩有可能将合格的桩判定为不合格的桩,对桩龄期长的桩有可能将不合格的桩判定为合格的桩。
3 YBJ225- 91 规程存在问题解决方法探讨
1988年至2002年期间,对泰州市多个工程的水泥搅拌桩桩身水泥土强度及复合地基承载力进行了检测。在实际检测过程中,检测桩龄期在7天内的为大多数, 也有少量检测桩龄期大于7天的,有的达到10天,个别龄期更大。由于桩龄期跨度较大,实测轻便触探N10击数离散度亦较大,实际判定时,不可能统一按一个标准判定桩身水泥土强度,如果这样势必造成桩龄期短的桩为不合格的桩,桩龄期长的桩为合格的桩,而实际上从手摇螺纹钻采集的桩身水泥土观察来看,它们之间差别很小。实际判别时,其击数只能根据桩龄期、现场取样观察到的凝固程度等为依据,将实测击数增加或降低一定的百分比,再利用《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225- 91第5.0.2条进行判别。这样随机性、人为因素较大,且没有依据, 但这样更符合客观实际, 实际工作中也切实可行。
在江苏省泰州市交通局办公大楼附楼(为减小主、附楼的差异沉降,被加固土为fak=120kPa～130kPa、厚5.0m左右的稍—中密状粉土)、陵园路4# 商住楼(被加固软土为松散状、厚3. m～5.5m的杂填土及素填土)、原野住宅小区F楼(被加固软土为fak= 80kPa、厚5.0m～6.5m的淤泥质粉质粘土)等工程的水泥搅拌桩桩身水泥土强度及复合地基承载力检测过程中, 对其中采用同一批号的水泥,水泥渗入比、施工工艺基本相同但龄期不同的水泥搅拌桩在不同深度进行了轻便触探N10对比检测试验,检测试验结果参见表2。
表2 轻便触探N10 检测成果表
工程名称
工程地点
桩号
施工日期
检测日期
桩龄期
各深度N10击数（击）
1.0m～1.3m
2.0m～2.3m
3.0m～3.3m
3.5m～3.8
泰
州
市
交
通
局
办
公
大
楼
附
楼
鼓
楼
南
路
、
永
兴
路
交
汇
处
西
北
侧
439
99.5.16
99.5.17
1
15
12
22
28
445
10
24
28
19
642
5.15
2
13
15
16
29
650
26
21
18
22
245
5.14
3
34
21
20
26
251
30
28
22
31
148
5.13
4
45
33
38
46
135
40
32
40
47
201
5.12
5
51
38
36
51
209
48
45
52
66
154
5.11
6
66
44
48
63
177
58
48
44
59
457
5.10
7
60
55
59
51
432
66
53
64
69
225
5.09
8
>100
54
66
69
236
70
58
53
68
512
5.08
9
>100
53
60
55
501
>100
66
68
72
356
5.07
10
>100
70
65
77
344
>100
68
65
73
陵
园
路
4
#
商
住
楼
陵
园
路
原
海
陵
区
建
委
对
面
16
98.10.9
98.10.10
1
5
2
4
8
10
16
3
2
6
59
10.8
2
11
5
4
3
71
6
2
3
9
436
10.7
3
13
8
10
15
444
21
6
8
10
218
10.6
4
39
28
31
29
232
33
28
26
31
503
10.5
5
43
29
31
42
512
51
32
30
33
116
10.4
6
58
33
45
46
124
63
29
35
40
227
10.3
7
80
44
38
51
236
66
43
42
56
268
10.2
8
73
52
57
61
280
62
48
55
63
335
10.1
9
78
58
66
71
342
66
52
71
58
112
9.30
10
73
61
57
64
112
88
68
54
73
原
野
住
宅
小
区

东
郊
乡
派
出
所
南
侧
539
99.9.5
99.9.6
1
11
5
4
8
521
8
3
4
8
216
9.4
2
14
5
10
8
220
18
10
8
7
183
9.3
3
29
15
12
18
184
20
12
15
11
47
9.2
4
41
26
31
40
50
53
29
25
38
84
9.1
5
57
39
40
43
85
55
41
36
47
162
8.31
6
42
30
38
42
164
53
34
39
46
410
8.30
7
70
51
43
62
412
61
48
46
56
311
8.29
8
68
55
49
66
313
75
51
55
56
280
8.28
9
93
55
65
56
291
>100
60
58
69
380
8.27
10
>100
68
71
66
382
87
71
58
69

从表2可以看出,虽然成桩条件基本相同,但桩龄期不同其轻便触探击数N10存在着很大的差异,桩龄期在1～3天的桩,由于水泥搅拌桩施工过程中,原状土经过搅拌、扰动,水泥加固剂固化变化大,N10击数相对较低且离散度大,龄期4天～10天的轻便触探击数基本随着桩龄期的增加而逐渐增大(地下水位以上桩身水泥土强度增大较快)。上述三栋建筑物水泥搅拌桩桩身水泥土强度经检测均满足设计要求,现三栋建筑物均已竣工,并交付使用,运行正常。
根据上述检测试验结果,除去桩龄期在1天～3天的离散度大的轻便触探N10击数外,桩龄期在4天～10天不同龄期的水泥土桩轻便触探N10击数我们作如下统计分析:
1) 由于所作检测试验的桩均采用同一批号的水泥,且水泥渗入比、施工工艺基本相同, 用作检测试验的桩可以近似地看成为同一根桩。所测轻便触探N10 击数可近似地看成为同一根桩在不同龄期的轻便触探N10击数。
2) 统计分析
由于1. 0m～1. 3m 大多处于地下水位以上,其实测轻便触探N10击数离散度大,不作统计外,对其余三个深度段的不同龄期桩的轻便触探N10击数与7天龄期桩的轻便触探N10击数进行对比统计,统计结果见表3(以龄期为7天的两根桩的实测平均轻便触探N10 击数作为相对击数1.00,):
3) 统计结果
表三 轻便触探N10 击数统计分析表
工程名称
桩龄期
各深度N10相对击数
2.0m～2.3m
3.0m～3.3m
3.5m～3.8
综合
泰州市交通局办公大楼附近
4
0.60
0.63
0.72
0.60～0.72
5
0.77
0.72
0.90
0.72～0.90
6
0.85
0.75
0.94
0.75～0.94
7
1.00
1.00
1.00
1.00
8
1.04
0.97
1.05
0.97～1.05
9
1.10
1.04
0.98
0.98～1.10
10
1.28
1.06
1.15
1.06～1.28
陵园路4#商住楼
4
0.64
0.71
0.56
0.56～0.71
5
0.70
0.76
0.70
0.70～0.76
6
0.71
1.00
0.80
0.71～1.00
7
1.00
1.00
1.00
1.00
8
1.15
1.40
1.16
1.15～1.40
9
1.26
1.71
1.21
1.21～1.71
10
1.48
1.39
1.28
1.28～1.48
原野住宅小区F楼
4
0.56
0.63
0.66
0.56～0.66
5
0.81
0.86
0.76
0.76～0.86
6
0.65
0.87
0.75
0.65～0.87
7
1.00
1.00
1.00
1.00
8
1.07
1.17
1.02
1.02～1.17
9
1.16
1.38
1.06
1.06～1.38
10
1.40
1.45
1.14
1.14～1.45

根据表3统计,以7天龄期桩的轻便触探N10击数为标准,其余各龄期桩的轻便触探N10击数乘以一定的调整系数,将各龄期桩的轻便触探N10击数统一为一个标准,然后再根据《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225- 91第5.0.2条,判断桩身水泥土强度,这样更符合客观实际且便于在实际检测工作中运用。其轻便触探击数N10 调整系数见表4。
表四 轻便触探击数N10 调整系数表
桩龄期（天）
4
5
6
7
8
9
10
调整系数
1.30～1.55
1.15～1.35
1.05～1.20
1.00
0.80～0.95
0.70～0.90
0.60～0.80

水泥搅拌桩桩身水泥土强度不仅与桩龄期有关,而且还与被加固土的土质、地下水位、季节、天气等有较大关系,上表系数可根据不同情况考虑取值。如地下水位以上可考虑取小值, 地下水位以下可考虑取大值;粉土、粉砂可考虑取小值,淤泥、淤泥质土可考虑取大值;冬天的取值应略大于夏天的取值; 晴天的取值应略大于雨天的取值等等。
依据表4,分别将不同龄期的检测桩的轻便触探N10击数乘以一定的调整系数换算成7天龄期的标准击数。如某一根桩龄期为4天,测得某一深度内N10 击数为34击,则换算成7天龄期击数为N10>40击,取这一深度水泥搅拌桩桩身水泥土强度qu> 500kPa。
4 结束语
水泥搅拌桩桩的成桩条件很复杂,水泥搅拌桩桩身水泥土强度不仅与桩龄期有关,而且还与被加固土的土质、地下水位、季节、天气等有较大关系,且各地也不尽相同。认真总结研究水泥土的固结特点,对今后进一步完善水泥搅拌桩质量检测的规程、规范有着及其重要的意义。
本文得到江苏省建筑设计院教授级高级工程师朱天林同志的辅导和指点, 在此表示感谢。
参考文献
[1] JGJ79-2002建筑地基处理技术规范[S] .
[2] YBJ225-91软土地基深层搅拌加固法技术规程[S] .