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(1.昆山市水利建筑安装工程有限公司， 江苏 昆山 215300； 2.苏州市水利工程质量检测中心有限公司，江苏 昆山 215300)

1 引 言

高压旋喷注浆法作为一种地基加固新技术，近几年来在水库、堤坝、公用民用建筑、公路桥梁工程等领域得到了广泛应用。但目前国内外针对高压旋喷桩的质量的检测只停留在开挖检查、取芯试验、载荷试验及渗透性试验等方面，还没有很好地进行大规模甚至是无损检测方法的研究，这将给高压旋喷桩的应用带来一定的局限性。以电法勘探为原理的电阻率测试技术的研究工作已在水泥土搅拌桩上展开，其实高压旋喷桩也是一种水泥土，可否将电阻率测试法应用在高压旋喷桩质量检测上是一个值得研究的课题。针对现如今高压旋喷技术越来越多的应用在工程中，如果能够将无损、经济、有效、快捷的电阻率测试技术运用到高压旋喷桩的质量检验上，将有着重大的经济意义和社会意义。但至今还未有类似研究成果应用在高压旋喷桩测试上，基于此，本文展开高压旋喷桩水泥土电阻率与单轴抗压强度对应关系研究，以期提供此测试技术在高压旋喷桩质量评估方面的理论依据。

2 电阻率测试技术

室内土的电阻率是通过测试恒定电流下两电极间的电压降，并按照欧姆定律计算得出电阻，而后得到电阻率的：

(1)

式中 ΔV——电压降，V；

S——电极面积，m2；

L——电极间距，m；

I——电流强度，A。

在试验中，须特别注意接触问题，可采用一些石墨涂抹接触面处理并加以修正。试验采用四相电极法进行电阻率的测定(见图1)。四相电极法外部的两个电极用于电流流通，中间两个电极用于测定它们之间的电压降。

图1 四相电极法测试

3 水泥土电阻率与抗压强度对应关系研究

到目前为止，在高压旋喷桩检测领域内，以往的研究都没有涉及到电阻率测试方法。为使电阻率测试法在工程实践中得以应用，一方面需要检验这种方法的可行性，另一方面有必要研究电阻率方法的测试结果与传统测试方法的对应关系，以便在工程应用中有据可依。以下展开高压旋喷桩电阻率值与单桩抗压强度之间的对应关系研究。

为了获得两种检测方法与传统方法的对应关系，该项目依托常熟市福山水道南岸边滩综合整治工程进行相关试验。经过现场取芯，首先观察其外观质量，从钻探取芯的芯样总体情况来看，高压旋喷的水泥土总体搅拌比较均匀，水泥土凝结程度较好，桩体取出岩芯比较完整，呈柱状，岩芯取出率较高，总体能达到95%以上。芯样表面较光滑，没有大的裂缝和孔洞，局部出现少量气孔，但气孔直径一般较小，一般在10mm以下。岩芯基本未见离析现象，说明高压旋喷桩加固处理效果较好，达到处理要求。

现场观察芯样质量后，将其带回实验室进行相关室内试验。在进行抗压强度试验前，先进行无损的电阻率检测，然后再进行室内抗压强度试验。电阻率测定试验采用自制设备，室内抗压强度试验主要根据《工程岩体试验方法标准》、《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》和《钻芯法检测混凝土强度技术规程》进行，主要测试桩体芯样平行桩芯轴心方向抗压强度，检测设备主要采用液压万能试验机WE150B。试验检测环境温度为23℃，湿度为58%，桩体芯样室内进行切割，形成标准试样，直径为75mm，高度为100mm，高径比为1.43。

根据室内检测数据进行芯样抗压强度与电阻率对应关系的研究，图2～9反映的是编号53-1-23、56-1-21、58-1-19、58-11-19、14-1-2、29-1-16、32-1-22以及17-11-12的高压旋喷桩芯样抗压强度与电阻率的关系图。根据测试结果进行抗压强度与电阻率的回归分析，从数据值分布特点看，基本呈现线性分布，因此将试验数据采用线性回归法进行分析，回归公式可表示为：

ρsg=ARc+B

(2)

式中ρsg——芯样电阻率值，Ω·m；

Rc——单轴抗压强度值，MPa;

A——相关编号桩的拟合直线的斜率；

B——相关编号桩的拟合直线的截距。

各高压旋喷桩拟合曲线的A、B值及相关系数R2如下表所列。

高压旋喷桩芯样电阻率与抗压强度拟合曲线参数表

图2 53-1-23芯样电阻率与抗压强度的关系

图3 56-1-21芯样电阻率与抗压强度的关系

图4 58-1-19芯样电阻率与抗压强度的关系

图5 58-11-19芯样电阻率与抗压强度的关系

4 高压旋喷桩水泥土电阻率应用

将常熟市福山水道南岸边滩综合整治工程高压旋喷芯样的电阻率值与对应的抗压强度值进行综合对比分析，分析结果见图10。图中数据点反映了所有高压旋喷桩实测电阻率与抗压强度的对应关系，从其分布情形可以看出，电阻率总体随抗压强度的增长而增长，因此可由此图建立起电阻率与传统质量评估数据抗压强度的对应关系，能够为实际质量检测提供评判依据。常熟市福山水道南岸边滩综合整治工程对高压旋喷桩的质量要求是保证芯样的抗压强度要超过4MPa，那么，针对该工程项目，要求高压旋喷桩芯样的电阻率值至少要在10Ω·m以上，才能符合质量要求。

图6 14-1-2芯样电阻率与抗压强度的关系

图7 29-1-16芯样电阻率与抗压强度的关系

图8 32-1-22芯样电阻率与抗压强度的关系

图9 17-11-12芯样电阻率与抗压强度的关系

图10 芯样电阻率与抗压强度的关系

5 结 语

通过对高压旋喷桩电阻率与抗压强度测试试验及相关试验数据的对比研究，得到以下结论：

a.高压旋喷桩电阻率大小与抗压强度有对应关系，总体上表现为电阻率值随抗压强度的增加而增加，因此，完全可以用电阻率测试法进行高压旋喷桩的质量检测。

b.针对常熟市福山水道南岸边滩综合整治工程高压旋喷桩进行质量评估，若要使芯样抗压强度超过4MPa，采用电阻率测试方法时，必须要使电阻率值超过10Ω·m。