煤灰的摻入量對(duì)CFG 樁樁身強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

劉永浩

(上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032)

在設(shè)計(jì)CFG樁體強(qiáng)度時(shí)，我們應(yīng)該掌握CFG樁復(fù)合地基工程特征和施工方法。由于振動(dòng)和擠壓作用會(huì)對(duì)樁間土有擠密作用，使得密度和壓縮模量都有所提高，以及合理的褥墊層厚度可以保證樁、土應(yīng)力比的合理調(diào)整，所以當(dāng)樁體強(qiáng)度達(dá)到某個(gè)數(shù)值時(shí)，提高樁體強(qiáng)度等級(jí)對(duì)復(fù)合地基承載力的影響不是很大。故我們?cè)谠O(shè)計(jì)復(fù)合地基時(shí)，不必將樁體強(qiáng)度等級(jí)取得很高，一般取樁頂應(yīng)力的3倍即可。

1 室內(nèi)試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

1)水泥:采用普通32.5水泥(28 d抗折強(qiáng)度7.4mPa，抗壓強(qiáng)度為50.1MPa，初凝時(shí)間為4h 25min，安定性合格)。2)粉煤灰:采用電廠濕排灰，燒失量為5.8%，屬二級(jí)灰。3)碎石:粒徑為20mm～40mm，含泥量為0.1%。4)石屑:粒徑為 2.5mm ～10mm，占74%，16mm內(nèi)占26%，含泥量為1.5%。5)減水劑:木質(zhì)硫酸鈣。

1.2 試驗(yàn)方法和技術(shù)路線

按照混合料強(qiáng)度等級(jí)及粉煤灰摻入量進(jìn)行混合料配置，混合料配好后，做成15cm×15cm×15cm的試塊，然后將試塊在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，按不同齡期進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

試驗(yàn)采用的混合料強(qiáng)度等級(jí)主要有C5，C7.5，C10，C20四個(gè)，每個(gè)級(jí)別選擇不同的水灰比，每個(gè)配合比摻入不同的粉煤灰摻量，再根據(jù)是否添加減水劑進(jìn)行分組試驗(yàn)，計(jì)算出相應(yīng)的混合料單位原材料用量及其配比。試驗(yàn)分組情況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)分組情況表

1.3 試塊強(qiáng)度結(jié)果

每組樣品每個(gè)齡期選擇3個(gè)試塊，在試塊上標(biāo)注強(qiáng)度等級(jí)及養(yǎng)護(hù)時(shí)間，根據(jù)同一養(yǎng)護(hù)齡期將不同強(qiáng)度等級(jí)的在一起養(yǎng)護(hù)，到時(shí)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并且對(duì)每一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

不同等級(jí)的CFG樁材料的試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

通過(guò)對(duì)同一強(qiáng)度等級(jí)不同配合比的試驗(yàn)試塊以及是否摻入減水劑等情況而得出的抗壓強(qiáng)度值列出關(guān)系曲線圖如圖1～圖4所示。

表2 試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

粉煤灰混合料的強(qiáng)度等級(jí)主要受到水泥粉煤灰配合比的影響及是否摻有減水劑等方面的影響，砂率對(duì)其也有一定的影響。通過(guò)采用不同的強(qiáng)度等級(jí)，并且在相同的強(qiáng)度等級(jí)下采用不同的水泥粉煤灰配合比，以及是否采用減水劑等條件下進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，得出結(jié)果如圖1～圖4所示，對(duì)其進(jìn)行比較分析，得出以下幾個(gè)結(jié)論:

1)從圖1～圖4中分析可以看出，各個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混合料在60 d以前強(qiáng)度增長(zhǎng)比較快，強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%左右，而60 d以后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，因此，在強(qiáng)度取值時(shí)，盡量根據(jù)工程特點(diǎn)選用60 d齡期作為標(biāo)準(zhǔn)值，這樣就可以充分利用CFG樁樁身材料的后期強(qiáng)度，對(duì)節(jié)約水泥、降低造價(jià)具有明顯的意義。

2)從圖1～圖4中分析可以看出，在同一個(gè)等級(jí)并且在同一個(gè)水泥粉煤灰配合比的條件下，早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間特別是在60 d以前，摻入了減水劑的混合料的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度明顯較快。

3)減水劑對(duì)混合料的早期強(qiáng)度變化影響較大，因此當(dāng)混合料強(qiáng)度等級(jí)要求較高時(shí)，應(yīng)添加減水劑，以保證其強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。

4)從圖1～圖4中分析可以看出，在同一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的配合料中，當(dāng)采用低量粉煤灰配合比和添加減水劑時(shí)，在60 d時(shí)強(qiáng)度基本上能達(dá)到高量粉煤灰配合比和沒(méi)有添加減水劑時(shí)的混合料的強(qiáng)度，因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量采用低量粉煤灰配合比和添加減水劑，以此來(lái)達(dá)到降低成本的目的。

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