[发明专利]一种与水泥土搅拌桩龄期相关的单桩竖向承载力特征值检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程地基处理、水泥土搅拌桩的承载力单桩竖向特征值的测定与检测技术领域，具体而言是一种测定、估算水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征的方法，可用于水泥土搅拌桩地基处理工程桩的检测与验收工作。

技术背景

依据现行《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012/J220-2012)，水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征值有两种确定方式，对于搅拌桩径500mm，有效桩长不超过1200mm的水泥土搅拌桩，主要采用桩身材料强度的方式来估算搅拌桩承载力特征值，水泥土强度的要求则为“与搅拌桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，边长为70.7mm的立方体在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值(f_cu)”。规范同时规定“水泥土搅拌桩施工质量检验时单桩静载荷试验宜在28d后进行”。这两个规定在实际工程操作过程中存在执行上的矛盾，因为设计单位都会以水泥土90d的室内水泥土强度和对应的单桩竖向承载力特征值来要求施工质量，而实际工程检测工作大多都会刚到28d便立即开挖进行试验检测，这样就只取得了水泥土28d强度和单桩28d竖向承载力特征值。采用什么样的检测方法更合理？如何评判桩基是否质量合格并满足设计要求？是当前摆在当前水泥土搅拌桩检验工作中的难题，有的地基处理项目质量甚至被错判或误判现象。

水泥土是一种加固体增强体的特殊性质材料，由于本身的特点，受原土质的含水量、包含物、环境温度、掺入材料的性质、掺入量、搅拌工艺等等多方面的影响，其28d强度往往还达不到90d的一半，多方研究证明，水泥土在28d龄期时，其强度正处于大幅度的增长期。如果以这个28d龄期来检测水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值，并不能完全反应所受检水泥土桩在后期真正使用时的承载力特征值，其实“水泥土桩单桩竖向承载力特征值其实每天都不一样”。因此，鉴于水泥土强度与其施工龄期关系紧密的特点，如何找到一个正确评价28d～90d龄期的期间水泥土强度以及相对应龄期的单桩竖向承载力特征值的方法，具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是克服技术背景的不足，提供一种与水泥土搅拌桩桩身龄期密切相关的单桩竖向承载力特征值的检测方法，该方法是先根据地基处理工程试验桩施工工艺，分析水泥土与水泥土桩强度随龄期增长的特点，并回归分析得到水泥土强度与桩身单桩竖向承载力特征值的计算公式。工程桩检测工作时，将所抽检的地基处理工程桩水泥土搅拌桩钻芯取样水泥土强度和计算出的实际的单桩竖向承载力特征值与计算值进行比较，来判定工程桩是否合格，该方法考虑了水泥土桩单桩竖向承载力随时间变化的特点，对水泥土搅拌桩这种经济型地基处理方式进地了客观的评价。

本发明提供的技术方案：所述一种与水泥土搅拌桩龄期相关的单桩竖向承载力特征检测方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)按照待施工的地基处理工程水泥土搅拌桩的水泥掺入量和搅拌工艺，在试桩区域进行多组水泥土搅拌桩试桩施工；所述水泥土搅拌桩试桩即工程施工前按照施工规范完成的水泥土搅拌试验桩，根据《建筑地基处理技术规范》中的规定，水泥土搅拌桩的单桩承载力及复合地基承载力的特征值应通过试验确定，所以在水泥土搅拌桩施工前，必须先施工多根试桩，并在试桩报告出来，合格后才能全面打桩；

(2)从养护好的龄期28～90d的水泥土搅拌桩试桩中选多根不同龄期的水泥土搅拌桩，采用双管单动钻芯取样的方法在桩身淤泥及淤泥质段进行钻芯取样，得到多个不同龄期的桩身水泥土试块样本，分别对不同龄期水泥土试块样本的水泥土抗压强度进行室内测定，绘制出样本水泥土试块抗压强度与龄期关系的散点图，对该散点图进行线性回归分析，建立水泥土搅拌桩的桩身水泥土抗压强度f_cu’与桩身龄期t的线性关系方程式：f_cu’＝at+b，

通过绘制的散点图显示所述水泥土搅拌桩的桩身水泥土抗压强度随龄期增长呈线性关系，其中a为桩身水泥土抗压强度随龄期增长形成的函数直线的斜率，b为该函数直线的截距；

(3)对步骤(2)中选取的多个不同龄期的水泥土搅拌桩的试桩分别进行单桩竖向静载荷试验，同样绘制多个水泥土搅拌桩试桩在桩身28～90d龄期内的单桩竖向承载力特征值与龄期的关系散点图，并对该关系散点图进行线性回归分析，也建立水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值R_a(kN)与桩身龄期t的关系方程式：R_a＝ct+d，