第三节 现场标贯试验与芯样室内抗压强度结合检测法

　　本次试验钻孔取芯设备采用100型液压工程钻机，钻进方式为回旋钻进，水冷却，岩芯管取芯。取芯前用水平尺校准机台，保持钻杆垂直，防止钻杆偏斜导致取芯不完整或芯样失真。取芯位置在桩体1/2半径处，一般每回进尺一米左右，全断面取芯。取芯后即进行标准贯入试验。目的是通过进行抗压强度与标准贯入对比试验，研究粉喷桩的标贯击数与抗压强度的相关性。

　　本文对宁高公路二期工程G₁、G₂标段的冯村大桥、杨村小桥等处五十根粉喷桩进行了标贯击数N与龄期T、抗压强度R与龄期T、标贯击数N与抗压强度R之间关系的研究。测试内容见表3—1：

　　表3—1 现场检测内容表

　　一．标贯击数与龄期的关系

　　以标贯击数N为横坐标，深度H为纵坐标，将不同龄期的水泥土某一深度标贯击数投影到此坐标系中，结果如下：

　　图3—2 标贯击数与深度散点图

　　10天龄期左右的芯样标贯击数主要分布在2~5米范围内，这说明浅部处理见效快，浅部桩体强度高于深部桩体强度，粉喷桩现场质量检测时要特别注意深部桩体的质量情况，不能因为粉喷桩上部桩体的强度高而忽视或遗漏深部桩体的质量检测；另一方面，龄期太短，标贯击数偏小；标贯击数随深度增加而递减。30，60天龄期的标贯击数离散性较大，从15~45击不等，且分布在0~10米范围内，两种龄期的标贯击数差别不大，说明标贯击数虽然随龄期增长而提高，但到达一定龄期后，标贯击数趋于稳定。由于水泥土的不均匀性，不同深度的标贯击数N的变异性较大，粉喷桩的自身结构上的特点决定了对粉喷桩的质量进行评价时要充分考虑到判断标准的变异性。

　　二．抗压强度R与龄期T的关系

　　以抗压强度R为横坐标，深度H为纵坐标，将不同龄期的水泥土某一深度抗压强度投影到此坐标系中，得到图3—3中散点分布情况：

　　30天龄期的抗压强度偏小，且主要分布在桩上部6米以上范围内，这说明在龄期为30天的情况下，下部桩体强度基本上还达不到一定的强度，下部桩体的强度小于上部。根据现场的钻孔情况知，由于固化程度不够，强度不足导致了取芯相对困难。龄期达到60天的芯样抗压强度明显大于30天龄期的抗压强度，散点较均匀分布在桩长深度范围内，说明桩体基本成型，水泥的加固作用已经明显体现。90天龄期以后，桩体已成型，芯样较完整，强度随龄期增加在继续增长，但增长幅度有所减小。龄期大于60天后，桩体强度大部分大于1Mpa以上，基本上满足设计要求。

　　图3—3 抗压强度与深度散点图

　　三．标贯击数N与抗压强度R的关系

　　在以抗压强度R为纵坐标，标贯击数N横坐标，将不同龄期的水泥土抗压强度—标贯击击数测试点投影到此坐标系中（现场发现标贯击数较小的水泥土中水泥含量偏少或水泥分布不均，抗压强度明显偏低，此数据关系不具代表性，将不列入统计），根据图3—4、3—5中散点分布情况，可得如下认识：

　　        图3—4 强度与标贯击数曲线图（30天） 图3—5 强度与标贯击数曲线图（60天）

　　随龄期增加，抗压强度和标贯击数都有所提高，两者的分布趋势大致相同。总体上来说，同一龄期的点呈带状分布，反映出抗压强度随标贯击数的增大而增大，而且两者之间有较好的对应关系，回归曲线和回归方程见图3—4和3—5。根据回归方程知：对30天龄期的粉喷桩而言，标贯击数对应的水泥土抗压强度偏小，N为27击时的抗压强度近为0.50Mpa左右，这种情况未能合理反应水泥土的加固效果；龄期超过60天的粉喷桩标贯击数明显提高，水泥土设计抗压标准1.5 Mpa对应的标贯击数为22击，这说明水泥土的加固作用在后期更能有效的发挥。

　　说明：以上图表中数据点是对水泥土的试验结果，土混夹水泥土的试验点未列入计算；由于水泥土的不均匀性及各工程单位施工质量差别，统计点离散程度偏大，统计结果只能反映总体趋势，因此有使用范围、地域性和时限性等，在其他地方，由于诸多因素的变化，经验公式中系数可能会有些差异，但总体趋势雷同。