論水泥攪拌樁的試驗(yàn)監(jiān)控

趙紅棟

【摘 要】水泥攪拌樁是針對(duì)濕陷性黃土路基處理的一種重要施工方案之一，做好試驗(yàn)檢測(cè)監(jiān)控，能更好的指導(dǎo)施工，控制施工質(zhì)量，節(jié)約項(xiàng)目成本。

【關(guān)鍵詞】水泥攪拌樁；試驗(yàn)監(jiān)控

包茂高速公路工程西銅高速公路K29+552-K34+962段屬于軟土地基，土層1.5m以下含水量在35.1%左右，屬于典型的陷限型黃土，濕陷型黃土的特點(diǎn)是：空隙度較大，壓縮性偏高，天然密度小，這種黃土遇水下沉，工程施工中一般采用灰土擠密樁、水泥攪拌樁、粉噴樁等方法進(jìn)行處理，由于此段地區(qū)水源豐富，故采用水泥攪拌樁方法來對(duì)這一段落進(jìn)行軟基處理，其原理是以水泥作為固化劑，利用深層攪拌機(jī)械將水泥與原狀軟土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌、壓縮、并吸收周圍水份，經(jīng)過一系列物理化學(xué)作用行成一種復(fù)合地基，此地基具有較高強(qiáng)度、較好變形特征和水穩(wěn)性的混合柱狀體，它對(duì)提高地基承載力、減少地基的沉降量及保證橋頭填土路基穩(wěn)定性具有明顯的效果。

1.水泥攪拌樁施工工藝中，水泥是唯一一個(gè)重要的原材料，所以對(duì)水泥的選用上一定要經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)和篩選，水泥在此工藝施工中的作用

（1）水泥的主要成分有氧化硅、氧化鈣、氧化鋁及氧化硫，這些硫化物可以分別組成不同的的水泥礦物，由硅酸三鈣、鈣酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、硫酸鈣，以上礦物質(zhì)遇水化合后，產(chǎn)生水解和水化反應(yīng)，生成Ca（OH）2，產(chǎn)生含水鈣化物，這些膠粒子有自生硬化特點(diǎn)，形成水泥堅(jiān)固的骨架。

（2）粘土作為一個(gè)多相散布系，和水結(jié)合時(shí)就表現(xiàn)出一般的的膠體特征，土中含量最高的二氧化硅遇水后形成硅酸膠體微粒，其表面帶有鈉、鉀離子，它們能和水泥水化生成Ca（OH）2中的鈣離子進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，使較小的土顆粒形成較大的團(tuán)粒，從而提高土的強(qiáng)度，水泥水化物的凝膠粒子的表面積比原來的水泥顆粒大1000倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，有強(qiáng)烈的吸附活性，能使較大的土團(tuán)粒進(jìn)一步結(jié)合起來，形成水泥土團(tuán)粒結(jié)構(gòu)并封閉各土團(tuán)之間的空隙，形成堅(jiān)固的連接，可使水泥土的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

（3）隨著水泥水化反應(yīng)的深入，溶液中析出大量的鈣離子，當(dāng)其數(shù)量超過上述各離子交換的需要量后，則在堿性環(huán)境中能與組成粘土的礦物質(zhì)的一部分形成大量的化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，這些化合物在水中和空氣中逐漸硬化，增加水泥土的強(qiáng)度，而且由于其結(jié)構(gòu)致密，水分不易侵入，從而使水泥土具有水穩(wěn)性。

2.水泥攪拌樁檢測(cè)結(jié)果

按照設(shè)計(jì)要求采用強(qiáng)度等級(jí)為PC32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，試驗(yàn)室對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥進(jìn)行檢測(cè)合格后，堆放于干燥區(qū)域，嚴(yán)禁受潮、雨淋和暴曬，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥存放必須搭設(shè)水泥棚，水泥棚用毛竹或其它合適材料搭設(shè)，上蓋油布、下鋪紅磚和塑料布，周圍挖排水溝，深度以低于水泥臺(tái)面10～20cm，按設(shè)計(jì)要求水泥的摻入量為加固天然濕土質(zhì)量的15%，采集施工段落內(nèi)各層厚度土樣，進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)，制備7.07cm立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件下養(yǎng)護(hù)。檢驗(yàn)7d、14d、28天d，在不同齡期下，不同水泥摻量、不同外加劑土體的抗壓強(qiáng)度，尋求滿足設(shè)計(jì)要求的最佳水灰比、水泥摻量及外加劑品種、摻量。要求28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.3Mpa，且單樁承載力不小于120KPa，施工中嚴(yán)格控制水泥漿密度。

2.1水泥攪拌樁施工

按設(shè)計(jì)要求水泥攪拌樁長(zhǎng)為6～8m，樁徑50cm，樁間距1.20米，樁位按等邊三角形布置。如圖所示。

水泥攪拌樁平面布置圖

2.2試驗(yàn)檢測(cè)

（1）在成樁3d后，用輕便動(dòng)力觸探（N10）檢查每米樁身的均勻性，檢查頻率為每段落內(nèi)總樁數(shù)的1%且不少于3根。

（2）成樁7d后，采用淺層開挖樁頭目測(cè)檢查攪拌均勻性、整體性及外觀質(zhì)量，并測(cè)量成樁直徑。開挖深度為停漿面以下1.5M處。檢查頻率為每段落總樁數(shù)的5%。成樁28d后，鉆芯取樣（用雙管單動(dòng)取樣器鉆芯取樣）做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，每根樁取3處，即距樁頂及樁底1.0m，樁中間，每處取2個(gè)試件。檢驗(yàn)頻率為每段落總樁數(shù)0.5%，且不少于1根樁。同時(shí)從鉆取的芯樣中檢查攪拌均勻性、樁長(zhǎng)及樁底是否穿過軟土層。

2.3成樁后試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比（單樁承載力、芯樣檢測(cè)強(qiáng)度）

后附試驗(yàn)室承載力檢測(cè)報(bào)告。

經(jīng)過前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，經(jīng)過水泥攪拌樁處理后的地基承載力滿足設(shè)計(jì)的地基承載力要求，對(duì)水泥攪拌樁的芯樣進(jìn)行7d及28d強(qiáng)度檢測(cè)，其強(qiáng)度實(shí)測(cè)平均值為1.0Mpa和1.6Mpa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的66%和107%，滿足設(shè)計(jì)要求，這表明PC32.5復(fù)合硅酸鹽水泥在水泥攪拌樁處理濕陷型黃土是成功的，并表明軟基處理并不一定采用高強(qiáng)度早強(qiáng)，普通復(fù)合水泥也能代替高強(qiáng)水泥，在以后的施工中應(yīng)該得到廣泛的推廣應(yīng)用！

【參考文獻(xiàn)】

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