２０１２年８月 巾国灌湾建设 Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｕｇ．，２０１２ Ｔｏｔａｌ １８１，Ｎｏ．４ 第４期总第１８１期 水泥搅拌桩承载力检测频率的确定 及施工质量控制要点 洪布谷，曾凌宇 （厦门象屿港湾开发建设有限公司，福建厦门３６２６００） 摘 要：针对不同规范采用不同的搅拌桩承载力检测频率，文中从数理统计、经济性两方面论述了采用０．５％检测 频率的合理性。针对原土取样、提升速度，桩顶和桩底质量控制，提出了搅拌桩的质量控制要点及优化措施。 关键词：搅拌桩；检测频率；质量控制要点；优化措施 中图分类号：Ｕ６５５．５４４．３；ＴＵ４７３．３６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—３６８８（２０１２）０４—００８５－０３ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｅｐ Ｍｉｘｅｄ Ｐｉｌｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔｓ ＨＯＮＧ Ｂｕ－ｇｕ，ＺＥＮＧ Ｌｉｎｇ－ｙｕ （Ｘｉａｍｅｎ Ｘｉａｎｇｙｕ Ｈａｒｂｏｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｍｅｎ，Ｆｕｊｉａｎ ３６２６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ０．５％ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ，ａｉｍｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｄｅｅｐ ｍｉｘｉｎｇ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｐｅｅｄ， ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｔｏｐ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｄｅｅｐ ｍｉｘｉｎｇ；ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ０引言 取芯检测成本：１０ ｍ×１８０ ｍ，元＋３个试块抗压×１００ 元／个＝０．２１万元／根。 搅拌桩作为一种有效的软土地基处理方式，在铁路、 公路、建筑、水利、港口等工程中得到了广泛应用。但是 因为各行业的检测规定各有不同，同时承载力检测成本相 对搅拌桩生产成本较高，因而在笔者遇到的工程项目中， 检测费用／ｊ沲工成本＝１．４１／３０＝４．７％，即检测费用占总 费用的５％左右，比较符合常规项目的试验费比率。如果 提高检测率，则施工方检测成本将继续上升。 １．２各行业规范的规定 施工方对承载力检测数量颇有争议。本文拟从检测可靠 性、经济性对检测方式进行分析，提出０．５％的抽检频率 是一个比较合理的检测方案。 １搅拌桩承载力检测 １．１检验数量的经济性分析 经过收集整理，就所得各相关规范承载力、取芯检验 频率如表ｌ所示，从表中可以看出对承载力检测各规范还 是控制在０．５％以内的，差异最大的在于公路规范对取芯 抗压的强度，要求达到３％取芯率。笔者认为，地基处理 的主要任务是解决地基的变形问题『１】，因此个人认为载荷 假设建设项目搅拌桩数量为１ ０００根，平均桩长１０ ｍ，施工成本单价３０元，ｍ。按０．５％取样检测（Ｏ．２％单 桩，０．２％复合，０．１％取芯），按厦门地区检测市场最低价 格：单桩及复合地基承载力检测费为３ ０００元／根，取芯 试验比取芯更有意义。当然为了获得搅拌桩体的实际情 况，进行适当取芯也是恰当的，但宜控制在０．１％～０．２％ 的抽检量。 １．３检验频率数理分析 １８０：Ｔｒ￣／ｍ，搅拌土试样抗压强度检测每次１００元。 施工成本：１ ０００根×１０ ｎｌ×３０Ｙｒ，／ｍ＝３０万元： 承载力检测成本：４根×３ ０００＝１．２万元； 收稿日期：２０１２－０５—０ｌ 修回日期：２０１２—０７—０５ ），男，福建泉州市人，工程师．主要从 那么从统计学角度，按０．５％检测频率是否能较真实 反映出搅拌桩成桩质量的真实水平？假设搅拌桩检验批 取Ｎ＝１ ０００根，搅拌桩的不合格率 分别取Ｉ％、２％、 ５％、ｌＯ％，抽检数量 分别为０．２％、０．３％、０．５％、１％、 ２％、５％，合格判定数Ｃ＝０即要求每根桩的检测必须合 作者简介：洪布谷（１９７６一事水运工程、市政工程的建设工作。 ・８６・ 中国港湾建设 表１不同行业规范对搅拌桩的检测规定 规范名称 检验项目 ２０１２年第４期 抽检数量 １％ 成桩３ ｄ后，轻型动力触探Ｎ１０ Ｊｑ ７９＿＿２０ｏ２建筑地基处理技术规 范，水泥土搅拌法章节 复合地基载荷试验和单桩荷载试验 Ｏ．５％～１％ ０．５％ ３％ 对桩身质量有怀疑时钻芯取样 钻孔取芯，桩体三等分段各取芯样１个做无侧限抗 ＪＴＧ Ｆ１０－－２００６公路路基施工技术规 压强度试验 范，加固土桩章节 单桩或复合桩承载力 成桩７ ｄ内，Ｎ１０检查桩的质量 ＴＢ １０１ ｌ３—９６粉体喷搅法加固软弱 土层技术规范 成桩２８ ｄ后，在桩体上部截取３段桩体进行现场桩 身无侧限抗压强度 Ｏ．２％ ２％ Ｏ．２％ 拌和体工程量＞５０ ０００ ｍ Ｍ ２５９－－２００４水下深层水泥搅拌 法加固软土地基技术规程 拌和体工程量４５０ ０００ ｍ３ 每１０ ０００ ｍ 钻孔取芯１根，每２０ ０００— ３０ ０００ ｍ］斜钻孔取芯ｌ根 垂直钻孔取芯不少于３根，斜钻孔取芯不 少于１根 芯样制成试样并进行无侧限抗压强度试验 龄期应取９０ ｄ、１２０ ｄ和１５０ ｄ 格，不能有一个不合格品。因为样本容量ｎ不超过批容量 ＝０，ｔ（ｅ）＝Ｐｏ＝（１一Ｐ） Ⅳ的１／１０，故采用二项分布进行￡（Ｐ）计算目。 从上式可看出，批合格概率三（Ｐ）与批不合格品率Ｐ有 ￡（Ｐ）一∑ｃ （１一Ｐ）一 关，与抽检检验数ｎ有关，与批的数量无关，计算结果详 见表２。 表２批合格概率￡ ）统计表 不合格数 ｌ０根（Ｐ＝ｌ％） ２Ｏ根（Ｐ＝２％） ５０根（Ｐ＝５％） １００根（Ｐ＝１０％） 检验数量 ２根 Ｏ．９８ Ｏ．９６ ０．９０ ０．８１ ３根 ０．９７ ０．９４ Ｏ．８６ Ｏ．７３ ５根 Ｏ．９５ ０．９０ Ｏ．７７ ０．５９ １Ｏ根 Ｏ．９ Ｏ．８２ ０．６０ Ｏ－３５ ２０根 ０．８２ Ｏ．６７ Ｏ．３６ ０．１２ ５０根 ０．６ｏ ０．３６ ０．０７７ ０．０ｏ５ １５０根（Ｐ＝１５％） ２００跟（Ｐ＝２０％） Ｏ．７２ ０．６４ ０．６ｌ Ｏ．５Ｏ ０．４４ Ｏ－３２ ０．１９６ ０．１Ｏ７ ０．０３８ 从表２可以看出，如果按经济性取０．５％的检查数量， 控制，落实监理的旁站，必须采用其他检测手段给与配合 保证，如成桩３ ｄ后，采用轻型动力触探Ｎ１０，检查每米 桩身的均匀性；施工过程中必须随时检查施工记录，重点 只要搅拌桩合格品率在９８％以上则检测一次性通过率可达 ９０％；若搅拌桩合格品率低于８０％，则检测一次性通过率 则在３２％以下，有较大的概率将该批桩的质量问题暴露出 来。而对于搅拌桩合格品率在９８％～８０％之间时，则误判 的可能性较大。 １．４加强其他检测措施 检查水泥用量、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅 深度等。 ２搅拌土样的采集 水泥土的无侧限抗压强度厂删是随着土样含水量的降低 按表２数据，对于施工合格品率在９８％一８０％区间的 而增大，一般情况下，土样含水量每降低１０％，则强度可 增加ｌ０％～５０％ｐ】。搅拌桩是针对现场拟处理的最弱层软 情况，合格、不合格的误判率都是很高的。这时如果简单 采用增加静载数量，一方面不经济，另一方面抽检越多误 土性质来进行配合比设计的，土样的代表性、真实性至关 重要。但是施工单位常忽略了取样的重要性，所取的土样 判率越高，如抽检５０根时，即使施工合格品率达到９８％， 抽检通过率也只有０．３６，误判机率大对生产方不利。 上述分析可以看出，桩承载力的所谓的“百分之几” 的抽样规则，并非完全建立在概率统计学基础上，而是根 无代表性，进而影响搅拌桩的施工质量。如在某项目中水 泥土配合比内容为：原材料土含水率３２％，水：水泥：土 为０．５：１．０：６．６７，其２８ ｄ抗压强度 ＝１．９ ＭＰａ满足１．４５ ＭＰａ设计强度要求。然而实际成桩后进行取芯试压时却有 据桩基工程特点，结合设计、施工、经济等因素而形成 的。为克服上述检测不足之处，必须坚持施工过程的全面 较多的不合格品。其中有一个原因就是，施工单位取样随 ２０１２年第４期 洪布谷，等：水泥搅拌桩承载力检测频率的确定及施工质量控制要点 成施工拖延。 ３搅拌桩机提升速度的优化 ７‘ 。８．意，未取到最弱软土层土样。根据地勘报告显示软土含水 率介于５Ｏ％～６１％，配合比中土样的含水率才３２％（从土 的分类讲，淤泥其天然含水率大于液限，其含水率常介于 ５Ｏ％ ６０％）。故，试料土必须取样真实，并在同一地层不 同位置至少３处取样，如果土样未能保持天然含水率，则 应在实验室加水配置还原。 搅拌桩是针对现场拟处理的最弱层软土来进行配合比 设计的，那么对于较好土质，如果采用同等提升速度，该 区域的搅拌土的抗压强度必然远大于设计值，也就存在优 化的空间。由于搅拌机械通常采用定量泵输送水泥浆，转 速大多又是恒定的，因此灌入地基中的水泥量关键是确定 搅拌机的提升速度，实际中采用表３寻找最优提升速度， 按经验可获得５％左右的经济效益。 因而，有的设计文件中提到的水泥掺量为１５％，其实 应该理解为水泥比的一个估计值，实际配合比中应该取 １３％ １８％进行试配，以防万一试块抗压强度不足，将造 表３搅拌桩提升速度优化试验表样表 桩号 搅拌提升速度／（ｍ・ｍｉｎ ） 水泥用量／（ｋｇ・ｍ－ ） 上部 １ ２ ３ １０ 结论 均匀程度 桩身强度／ＭＰａ 均匀程度 描述各芯样均匀、不均匀、水泥结块等特性 同上 通过分析，不同土层， 采用不同速度。 软弱层 桩身强度／ＭＰａ 底部 均匀程度 桩身强度／ＭＰａ 司上 需要注意的是，土的分层不宜太细，宜根据土样的代表 性分成３层，以利施工。另外按表３取得试验数据后，相关 技术人员应做好交底工作，并监督技术工人的生产落实情 况，才有可能在保证质量的前提下获得相应的经济效益。 ４搅拌桩桩顶与桩底的质量控制 顶端０．５ Ｉｌｌ范围时覆土压力较小，搅拌质量较差。依据水 泥土桩的加固机理，桩身轴向应力自上而下逐渐减小， 其最大轴力位于桩顶３倍桩径范围内，因此必须加强桩 端质量控制。可通过在场地整平时将标高控制在设计桩 顶标高上０．３～０．５ ｍ，搅拌桩施工到地面，待基坑开挖时， 再将上部０．３～０．５ Ｉｌｌ的桩身质量较差的桩段挖去。监理、 根据实际施工经验，搅拌桩桩顶与桩底为薄弱环节， 详见表４（该表数据来源于不同项目不同施工班组）。搅 拌桩底部，一般是由于土质较硬，不易喷浆，可在水泥 施工应对成桩质量随时检查，及时发现问题，及时处理， 目测桩头浅部的成桩大致情况，例如成桩直径、搅拌均 匀程度等。 浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升。桩顶，则是因为 表４桩体不同部位强度统计表 园博园项目一，设计水泥土０．９ ＭＰａ 部位 桩１ 上 由 园博园项目二，设计水泥土１．４５ ＭＰａ 桩６ ２．１ ３．７ 桩２ １．６ １．６ 桩３ ３．０ ３．２ 桩４ １．１ ｌ＿２ 桩５ ３＿３ ２．６ 桩１ １０．９ ６．９ 桩２ ２．５ ７．７ 桩３ １．７ ２．８ 桩４ ２－３ ３．３ 桩５ ３．５ １２．９ 桩６ ４．４ ５．４ ２．７ ２４ ．下 １．４ １．６ １．０ ｌ３ ２．９ １．２ １．７ ７．８ ７．８ ３．４ １４．５ ６．０ ５结语 参考文献： ［１ 《建筑地基基础设计规范理解与应用》编委会．建筑地基基础设 ］计规范理解与应用［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，２００４． 【２］周福田．质量控制【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００３． ［３】３ ＪＧＪ ７９—２Ｏ０２，建筑地基处理技术规范【Ｓ］． １）通过上述数理统计分析与经济性比较，对水泥搅 拌桩承载力检测项目，建议采用０．５％检测频率。 ２）为确保水泥搅拌桩的成桩质量，应对原土取样、 桩顶桩底、提升速度等方面加以控制，同时针对不同土层 优化搅拌桩机提升速度可获得一定的经济效益。
