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技术

本发明专利技术提供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。所述检测方法是从养护好的龄期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进行水泥土抗压强度进行室内测定和单桩竖向静载荷试验，分别建立桩身水泥土抗压强度、单桩竖向承载力特征值与桩身龄期的关系方程式，并得到桩身水泥土抗压强度与单桩竖向承载力特征值的关系，然后根据方程式进行计算检测。本发明专利技术便捷、经济，充分考虑了水泥土搅拌桩竖向承载力特征值与桩身龄期密切相关的特点，利用水泥搅拌桩龄期进行计算估测单桩的竖向承载力特征值，其工程实用性强、可靠度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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
，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(fcu)”。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术提供的技术方案：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fcu’与桩身龄期t的线性关系方程式：fcu’＝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Ra(kN)与桩身龄期t的关系方程式：Ra＝ct+d，通过绘制的散点图显示所述水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值随龄期增长呈线性关系，其中c为单桩竖向承载力特征值随龄期增长形成的函数直线的斜率，d为该函数直线的截距；(4)通过步骤(2)中的关系方程式可以得出：并将t带入步骤(3)中的方程式得到水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值Ra与桩身抗压强度fcu’的关系方程：(5)水泥土搅拌桩地基处理工程桩施工完成后，在对水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力进行检测时，先根据所抽检的水泥土搅拌桩的施工龄期，利用步骤(2)中的公式计算出该检测水泥土搅拌桩当日龄期桩身水泥土抗压强度fcu，并根据步骤(3)中的公式计算出该抽检水泥土搅拌桩当日龄期的单桩竖向承载力特征值Ra，再采用实际钻芯取样所得的水泥土当日龄期强度fcut’并根据步骤(3)中的公式计算出实际的水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值Rat，将二者进行比较，若Rat≥Ra则判定该检测桩合格，反之为不合格。本专利技术中所述的水泥土抗压强度测定是将钻芯取样所得的水泥土试块样本送实验室进行抗压强度试验；单桩竖向静载荷试验是直接将水泥土桩试样本养护后，在搅拌桩顶逐级施加各级轴向压力，百分表观测桩的相应检测点随时间产生的沉降，根据荷载与位移的关系(即Q～S曲线)判定相应的单桩竖向承载力特征值的试验方法。两者均为现有常用的试验方法。本专利技术的有益效果：1、本专利技术是在地基处理工程试桩时，就建立了水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征值与桩身水泥土强度对应关系方程式；而工程桩检测时，就能够直接应用在水泥土搅拌桩桩身淤泥或淤泥质段钻芯取样得到的水泥土抗压强度fcu’(MPa)的实测值对桩身质量进行评判，同时还能计算出所取样本搅拌桩的单桩竖向承载力特征值Ra(kN)，避免了采用室内水泥土强度fcu(MPa)来考虑因施工因素取折减系数方法估算可能存在的误差，提供了一种在工程桩检测中除桩静载荷试验方法以外更为便捷、经济的检测手段，这种方法充分考虑了水泥土搅拌桩竖向承载力特征值与桩身龄期密切相关的特点，工程实用性强、可靠度高；2、通过数据的归纳，建立了淤泥或淤泥质段桩身水泥土强度fcu’(MPa)和单桩竖向承载力特征值Ra(kN)与水泥土龄期(d)的对应关系方程式，以定量的方法真实的反应出水泥土桩强度增涨与龄期关系极为密切的事实：“水泥土桩单桩竖向承载力特征值其实每天都不一样”，通过查阅桩施工记录，估算出所抽检桩在28～90d期间桩身最弱段水泥土强度或水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值，用该值与钻芯取样所得的水泥土抗压强度计算出的单桩竖向承载力特征值进行对比，能够作为桩基检测时判定受检桩是否“合格”的重要依据，也能推测出90d水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征值，同样可用于搅拌桩基竖向承载力特征值是否合格的评判。附图说明图1是实施例中水泥土立方体抗压强度在28～90d龄期强度随时间增长的关系散点图；图2是实施例中水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征值在28～120d龄期强度随时间增长本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，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；(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fcu’与桩身龄期t的线性关系方程式：fcu’＝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Ra(kN)与桩身龄期t的关系方程式：Ra＝ct+d，通过绘制的散点图显示所述水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值随龄期增长呈线性关系，其中c为单桩竖向承载力特征值随龄期增长形成的函数直线的斜率，d为该函数直线的截距；(4)通过步骤(2)中的关系方程式可以得出：并将t带入步骤(3)中的方程式得到水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值Ra与桩身抗压强度fcu’的关系方程：(5)水泥土搅拌桩地基处理工程桩施工完成后，在对水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力进行检测时，先根据所抽检的水泥土搅拌桩的施工龄期，利用步骤(2)中的公式计算出该检测水泥土搅拌桩当日龄期桩身水泥土抗压强度fcu，并根据步骤(3)中的公式计算出该抽检水泥土搅拌桩当日龄期的单桩竖向承载力特征值Ra，再采用实际钻芯取样所得的水泥土当日龄期强度fcut’并根据步骤(3)中的公式计算出实际的水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征值Rat，将二者进行比较，若Rat≥Ra则判定该受检测桩合格，反之为不合格。...

【技术特征摘要】
1.一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，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；(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fcu’与桩身龄期t的线性关系方程式：fcu’＝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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，罗丙圣，黄静，黄俊保，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42