寧波地區(qū)雙向水泥攪拌樁樁身水泥土強(qiáng)度與樁長關(guān)系研究

徐桂興

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051）

1 工程及地質(zhì)概況

寧波地區(qū)屬軟土分布區(qū)，寧波市世紀(jì)大道北延一期工程設(shè)計(jì)Ⅱ標(biāo)段，位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)，南起聚興路，北至鎮(zhèn)新路，全長4 390 m。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為城市主干路，設(shè)計(jì)車速60 km/h。本工程的建設(shè)對于寧波市加快形成新的城鎮(zhèn)發(fā)展帶、促進(jìn)城市布局和地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展有極為顯要的意義。

根據(jù)《寧波市世紀(jì)大道北延一期工程Ⅱ標(biāo)段工程地質(zhì)報(bào)告》，地質(zhì)概況為：表層大部為灰褐-黃褐色黏土，層厚0.5～1.0 m，軟塑為主，俗稱“硬殼層”，天然地基承載力特征值為60～90 kPa；表層以下均為淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等軟土層，層厚7～18 m，呈流塑狀態(tài)，孔隙比大、含水量高、壓縮性高、物理力學(xué)性質(zhì)差，天然地基承載力為40～60 kPa，為地基主要沉降層；軟土層以下為粉砂、粉土層，稍密，性質(zhì)較好，是地基處理的下限層。

為減小橋頭地基沉降，減緩橋頭跳車，在工程中采用雙向水泥攪拌樁進(jìn)行橋頭地基處理。水泥攪拌樁作為一種較好的軟土地基處理方式，在地基深層處理工程中得到了廣泛應(yīng)用。但受施工工藝的限制，樁身水泥土強(qiáng)度隨樁長的加長，深度的加深，會有逐漸下降，強(qiáng)度不足的特點(diǎn)。為了保證工程質(zhì)量，同時(shí)也為了積累經(jīng)驗(yàn)和資料，為后續(xù)工程提供參考和借鑒，筆者以本工程中的雙向水泥攪拌樁為載體，對樁身水泥土強(qiáng)度與樁長的關(guān)系，進(jìn)行了分析研究。

2 樁身水泥土取芯

2.1 樁身取芯

水泥攪拌樁采用雙向攪拌，濕噴法施工，試驗(yàn)用水泥攪拌樁樁長20 m，樁徑0.7 m，水泥摻入比15%，水灰比0.55，水泥型號Po32.5。

取芯采用XY-1型液壓鉆機(jī)，混水正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。鉆機(jī)設(shè)備參數(shù)：額定最高轉(zhuǎn)速不低于790 r/min；額定配用壓力不低于1.5 MPa。鉆管順直，直徑φ50 mm。鉆頭采用硬質(zhì)合金鉆，直徑φ110 mm。

水泥攪拌樁成樁28 d后，每枚樁取一個(gè)鉆孔取芯，鉆孔位置距樁中心10～15 cm，全長取芯檢測。共抽檢14枚樁，每枚樁取芯樣樣本6個(gè)，共84個(gè)。

2.2 水泥土芯樣外觀描述

受檢樁攪拌局部欠均勻，芯樣基本完整，局部有少量結(jié)塊，呈長-短柱狀、碎塊狀，連續(xù)性、膠結(jié)性稍差～較好，含灰量偏低～較好，樁身完整性一般，樁長滿足要求。由樁頂至樁端具體描述如下：

樁頂～樁頂以下6.0 m，芯樣灰色，呈短柱狀、碎塊狀，含灰量中等，表面稍光滑，攪拌基本均勻，連續(xù)性、膠結(jié)性一般～稍好，前1.2 m芯樣富含有機(jī)質(zhì)，固結(jié)性較差。

樁頂以下6.0 m～15.0 m，芯樣灰色，呈短柱狀、碎塊狀，含灰量中等～一般，表面稍光滑，攪拌稍均勻，連續(xù)性、膠結(jié)性一般～稍差。

樁頂以下15.0～20.2 m，芯樣灰色，呈短柱狀、碎塊狀，含灰量一般～偏低，攪拌基本均勻，連續(xù)性、膠結(jié)性稍差，含灰量一般，20 m以下見灰色粉砂。

3 水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及分析

對84個(gè)芯樣樣本分別進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析整理，結(jié)果見圖1。

由圖1中可以得出：在樁的上部0～6 m范圍，水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度較大，可達(dá)到0.9 MPa以上，同時(shí)由于表層范圍受施工因素影響較大，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)出較大的離散性；在6～15 m范圍，強(qiáng)度隨深度的加深變化較小，大部分在0.6～0.9 MPa之間；在15m深度以下，強(qiáng)度隨深度的加深，降低速率較快，逐漸由0.6 MPa降低到0.3 MPa左右，強(qiáng)度已較低，樁體質(zhì)量較差。

圖1 水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與深度關(guān)系

4 結(jié)論

通過對位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)的世紀(jì)大道北延一期工程設(shè)計(jì)Ⅱ標(biāo)段，雙向水泥攪拌樁樁體水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與樁長關(guān)系的分析研究，可以得出：

（1）寧波地區(qū)采用雙向水泥攪拌樁進(jìn)行深層地基處理可行；

（2）樁頂端水泥土強(qiáng)度離散型較大，但成樁質(zhì)量較好；

（3）樁長小于6 m和樁長大于15 m時(shí)強(qiáng)度隨樁長的加長，深度加深，樁身強(qiáng)度降低較快；

（4）樁長小于15 m時(shí)，成樁質(zhì)量較好，水泥土強(qiáng)度較高；

（5）樁長大于15 m時(shí)，水泥土強(qiáng)度降低較快，且樁尖水泥土抗壓強(qiáng)度較低（約0.3 MPa）；

（6）在試驗(yàn)參數(shù)數(shù)據(jù)下（樁徑0.7 m，水泥摻入比15%，水灰比0.55，水泥型號Po32.5），為保證成樁質(zhì)量，樁長宜控制在15 m以內(nèi)。若需設(shè)計(jì)長度大于15 m的水泥攪拌樁時(shí)，建議調(diào)整水泥攪拌樁參數(shù)，如增大水泥摻入比，提高水泥型號等。

[1]寧波大學(xué)地基處理中心.世紀(jì)大道北延一期工程施工Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ標(biāo)段水泥土攪拌法地基靜載試驗(yàn)報(bào)告[R].2010.

[2]寧波大學(xué)地基處理中心.世紀(jì)大道北延一期工程施工Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ標(biāo)段水泥攪拌樁取芯檢測報(bào)告[R].2010.

[3]天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院.寧波市世紀(jì)大道北延一期工程Ⅱ標(biāo)段工程地質(zhì)報(bào)告[R].2009.