水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

李計山

（保定建材地質(zhì)工程勘察院，河北保定071000）

水泥土攪拌樁承載力特征值的探討

李計山*

（保定建材地質(zhì)工程勘察院，河北保定071000）

水泥土攪拌法（濕法）復(fù)合地基承載力特征值的確定，應(yīng)按照《地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）的要求進行復(fù)合地基載荷試驗，復(fù)合地基載荷試驗時間的選擇對復(fù)合地基承載力特征值有一定的影響，施工單位需要慎重考慮。

深層攪拌；齡期；承載力特征值

1 概述

水泥土攪拌法（濕法）已應(yīng)用多年，《地基處理技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于水泥土攪拌法的內(nèi)容幾經(jīng)修改，在水泥土攪拌法地基處理施工設(shè)計、施工驗收時，復(fù)合地基承載力特征值的取值有時會給技術(shù)人員造成困惑，本文對這一問題發(fā)表點個人看法，供同行們參考。

2 工程概況

某工程位于上海市郊，其地層如下：

第（1）層：雜填土，主要由粘性土組成，混磚塊碎石，層厚1.5m。

第（1）-1層：淤泥，灰—黑色，含大量有機質(zhì)，流塑。層厚0.5m。

第（2）層，褐黃色粉質(zhì)粘土，夾粉砂薄層，層厚2m，天然含水量w=27%.。

第（2）-3層：灰色粉質(zhì)粘土，土質(zhì)不均，呈“千層餅”狀，天然含水量w=31%。

第（3）層：灰色淤泥質(zhì)粘質(zhì)粉土，含有機質(zhì)，軟—流塑，天然含水量w=37.2%，層厚3.5m。

第（3）-2層，灰色粘質(zhì)粉土，含有機質(zhì)，夾粉砂薄層，天然含水量w=31%，層厚5m。

第（4）層，灰色淤泥質(zhì)粉土，含有機質(zhì)，軟—流塑，天然含水量w=51.7%，層厚9.9m。

采用水泥土攪拌法（濕法）進行地基處理，制樁長17m，水泥摻入比15%。

3 試驗結(jié)果分析

依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱《建行標(biāo)》）（JGJ 79-2012）7.3.4.4的要求，成樁28d后進行載荷試驗。發(fā)現(xiàn)4組樁的承載力特征值都小于《建行標(biāo)》中Ra=h· fcuAp（7.3.2-1）式計算出的 Ra值（取h=0.3，fcu=1.3，Ap=0.196）。究其原因，發(fā)現(xiàn)載荷試驗時，樁的齡期是28d，而Ra=h·fcuAp式中fcu的值是90d齡期。齡期28d水泥土強度與齡期90d水泥土強度是有差別的，從《軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程》中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱《行標(biāo)》）YBJ225-91條文說明第2.0.3條中得知“水泥土的強度隨齡期的增長而增大，一般情況下水泥土強度7d時可達到標(biāo)準(zhǔn)強度的30%～50%；30d可達到標(biāo)準(zhǔn)強度的60%～70%；90d可達到標(biāo)準(zhǔn)強度的80%，而180d以后水泥土強度增加仍未終止”。因此，28d齡期載荷試驗值要小于依據(jù)90d齡期的fcu而計算出的Ra。從這里可以看出Ra和fcu都是時間的函數(shù)。鑒于Ra和fcu與時間的關(guān)系，《地基處理技術(shù)規(guī)范》上海市標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱《市標(biāo)》）DBJ08-40-94條文說明第9.4.4條指出“對單樁和復(fù)合地基載荷試驗，一般宜在齡期90d進行試驗，但最小齡期不得小于28d”。最新版的《建行標(biāo)》（JGJ 79-2012）7.3.4.4指出“載荷試驗必須在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在成樁28d后進行”，從這里可以看出，當(dāng)樁身強度滿足試驗荷載時，齡期28d后任一時間做載荷試驗都可以。在這種情況下，施工單位就應(yīng)該選擇最合適的時間進行載荷試驗，在保證工程質(zhì)量的前提下實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

《市標(biāo)》條文說明第9.1.4條中說：“水泥土的強度隨齡期的增大而增大，在齡期超過28d后，強度仍有明顯增長。故對承重攪拌樁試塊國內(nèi)外都取90d齡期為標(biāo)準(zhǔn)齡期，從抗壓強度試驗得知，在其他條件相同時，不同齡期的水泥土抗壓強度間關(guān)系大致呈線性關(guān)系。其關(guān)系式fcu90=（11.43～1.80）fcu28”。式中fcu90、fcu28分別是90d和28d的水泥土抗壓強度。那么不同齡期的水泥土樁抗壓強度間是否也存在類似的這種關(guān)系呢？從《市標(biāo)》第9.2.5條9.2.5-1式中的h值中可以得知，不同齡期水泥土樁抗壓強度間也應(yīng)該存在這種關(guān)系。但其系數(shù)不一定正好與之相吻合。確定了這個系數(shù)，就可以充分利用單樁或復(fù)合地基承載力，為設(shè)計人員提供充分的承載力安全儲備。要在規(guī)范中給出這個系數(shù)的確定值并不現(xiàn)實，因為地層的物理、力學(xué)性質(zhì)變化很大，攪拌后水泥土的抗壓強度差異也很大。但對于同一場地、同一地層、同一摻入比，筆者認為：室內(nèi)水泥土試塊不同齡期之間的關(guān)系，應(yīng)該與水泥土樁不同齡期之間的關(guān)系相吻合?；谶@一點，筆者認為：在一個新的水泥攪拌地基處理工程項目設(shè)計前，可以在室內(nèi)做2組平行試驗，一組測其28d的抗壓強度，一組測其90d的抗壓強度，建立起他們之間的關(guān)系，即fcu90=α·fcu28，式中的α值可以在其后的工程驗收（載荷試驗時間選取）中起參考作用。如果在一個地區(qū)，積累起足夠量的α值，就可以為地基處理工程設(shè)計人員提供可借鑒的參考資料，為《建行標(biāo)》的修改提供必要的依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）進行水泥土攪拌樁地基處理設(shè)計前，需平行做水泥土摻入比室內(nèi)加固土試塊2組，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下，分別做28d齡期和90d齡期的立方體抗壓強度試驗，得出相同地層土樣試塊不同齡期抗壓強度之間的α值。

（2）在樁身強度滿足載荷試驗后，利用室內(nèi)試塊抗壓強度試驗建立的28d齡期和90d齡期抗壓強度關(guān)系式，在28d齡期和90d齡期之間選取合適的時間進行載荷試驗，取得設(shè)計預(yù)期的復(fù)合地基承載力特征值。

[1]JGJ 79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2]YBJ225-91軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程[S].

[3]DBJ08-40-94地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

TQ172

A

1004-5716(2015)08-0008-02

2014-12-15

2014-12-25

李計山（1959-），男（漢族），河北隆堯人，高級工程師，現(xiàn)從事巖土工程技術(shù)工作。